Пример №2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Исходные данные – в примере №1.

Конструкция пола чердачного перекрытия:

-1-й слой цементно-песчаный раствор δ₁=0,03 м, ₁=1800 кг/м³;

-2-й слой железобетонная круглопустотная плита δ₂=0,22м; ₂=2500 кг/м³;

-3-й слой плиты минераловатные, жесткие, на синтетическом связующем ₃=200 кг/м³.

Расчет:

Данный расчет производится для определения коэффициента теплопередачи через пол чердачного перекрытия k_пт и толщины ограждения δ_пт, м.

Определим нормируемое значение сопротивления теплопередаче, отвечающее условиям энергосбережения R_reg, :

.

Определим теплотехнические показатели строительных материалов и изделий, из которых состоит чердачное перекрытие:

λ₁=0,93 Вт/(м∙ºС);

λ₂=2,04 Вт/(м∙ºС);

λ₃=0,08 Вт/(м∙ºС).

Определим термическое сопротивление каждого слоя наружного ограждения R_i, :

–сопротивление теплопередаче первого слоя чердачного перекрытия, ;

–сопротивление теплопередаче железобетонной многопустотной плиты, .

Входящая в состав чердачного перекрытия многопустотная плита является неоднородной по конструкции. Для нее в соответствии с [3, п.6.1.8] определяется приведенное сопротивление R_пр=R₂ изложенным ниже способом.

Для упрощения расчета заменяем круглое поперечное сечение пустот в плите равновеликим квадратным с площадью:

,

где d – диаметр пустот, м.

Сторона квадрата будет равна

, м,

.

В соответствии с нормативным методом расчета при R_аТ/R_Т<1,25 приведенное термическое сопротивление R_k^r =R_пр=R₂ ограждающей конструкции следует определять по формуле:

,

где R_аТ – термическое сопротивление теплопередаче. Между условными плоскостями, параллельными направлению теплового потока (снизу-вверх), получаем две конструкции: трехслойную с однородными слоями и однослойную. Площадь, которую воспринимает тепловой поток трехслойной конструкции, обозначим через , м². Площадь, которая воспринимает тепловой поток в однослойной конструкции, обозначим через , м²,

где 1 – длина 1м конструкции плиты.

I II III

0,142

I II III 0,21

a

R₃

IV IV

R₂

V R₁ V

0,142 0,068

б

Рис.8 - Схемы расчета термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия:

а) расчетная схема для определения сопротивления R_aT;

б) расчетная схема для определения сопротивления R_T.

Термическое сопротивление трехслойной конструкции R_k1^r, , определяется по формуле:

,

где R_вп=0,15– термическое сопротивление воздушной прослойки, определяемое по приложению 5 в зависимости от толщины воздушной прослойки δ_вп=а, м, направления теплового потока и температуры в прослойке.

–толщина однородных железо-бетоных слоев, м.

Термическое сопротивление однослойной конструкции R_k2^r, , определяется по формуле:

Приведенное сопротивление теплопередаче R_a, , всей ограждающей конструкции определяется по формуле:

,

где А_i, R_ki^r – соответственно площадь i-го участка характерной части ограждающей конструкции, м², и его термическое сопротивление теплопередаче, ;

А_i – общая площадь конструкции, равная сумме площадей отдельных участков, м²:

Вычислим величину R_Т. Условно разделяем конструкцию на однородные и неоднородные слои. Тогда искомое термическое сопротивление определяется как сумма термических сопротивлений однородных слоев R₁, R₃ и неоднородного R₂:

.

Термическое сопротивление однородных слоев определяется:

Термическое сопротивление неоднородных:

где ;

.

Тогда

Необходимо проверить выполнение условия R_aT/R_T<1,25, а затем определять R\s\up 7(r :

.

Необходимое условие выполнилось. Определяем R_k^r=R₂:

.

Толщина утепляющего слоя равна:

Полученный результат округляем в большую сторону до ближайшей унифицированной толщины теплоизоляционного слоя:

- δ крат = 0,05м – для слоев из минеральной, стеклянной ваты, пенопласта и т.п.

,

где n –число слоев.

Окончательное значение термического сопротивления теплоизоляционного слоя R^ти, :

.

Расчетная толщина наружного ограждения δ_пт, м:

.

Общее сопротивление теплопередаче R₀, :

.

Общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ должно быть не менее требуемого значения R_reg:

,

.

Коэффициент теплопередачи наружного ограждения k_пт,:

.

Вывод: Результаты расчета:

толщина утепляющего слоя δ^ти =0,25 м;

толщина наружного ограждения δ_пт =0,5 м;

расчетный коэффициент теплопередачи k_пт =0,289 .