Вариант 30:

Определить толщину наружной стены жилого здания, возведенного в г. Поярково Амурской области. Высота здания 12м. Относительная влажность в помещении 52 %.

Конструкция стены:

15 мм.- цементно-перлитовый раствор объемной плотностью ϒ= 1000 кг/м³;

400 мм. – кладка из легкобетонных камней- керамзитобетон на керамзитовом песке; ϒ= 1800 кг/м³; 200- 180

? мм.- плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата»

ϒ= 25-50 кг/м³;

120 мм.- кирпич керамический пустотный; ϒ= 1600 кг/м³.

Задание: Выполнить теплотехнический расчет наружной стены жилого здания высотой 12 м. Осуществите проверку ограждающей конструкции на сопротивление воздухо и паропроницанию и на теплоустойчивость. Графическим способом опреде-лить возможность образования конденсата в толще стены.

Исходные данные: Пункт строительства – г. Поярково Амурская область.

Микроклиматические параметры помещения согласно табл. 1 составляют:

• Расчетная температура для жилых помещений t_int=

• Относительная влажность внутреннего воздуха ϕ_int=

Конструктивно наружная стена жилого дома состоит из четырех слоев (считается от внутренней поверхности):

• цементно-перлитовый раствор объемной плотностью ϒ= 1000 кг/м³, толщиной 15 мм.

• кладка из легкобетонных камней- керамзитобетон на керамзитовом песке; ϒ= 1800 кг/м³400 мм.

• плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата» ϒ= 25-50 кг/м³ ;? мм.

• кирпич керамический пустотный; ϒ= 1600 кг/м³; 120 мм.

Расчетные климатические характеристики пункта строительства определены в соответствии с п. 3.1 данных методических указаний.

Значения температур t_i, C, и парциальное давление e наружного воздуха, Па, приняты по таблицам СНиП 23- 01- 99* для г. Поярково и сведены в табл. 2.1. Среднемесячная температура t_i, C, и парциальное давление водяных паров в воздухе e_j^ext, Па, для зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов (см. табл. 2.1) рассчитаны по формулам (1) и (2).

Значения повторяемости и скорости ветра по румбам, расчетной скорости ветра в январе и в июле для г. Поярково приведены в табл. 2.2.

По таблицам СНиП 23- 01- 99* определены значения следующих климатических характеристик:

• средняя температура пяти наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,92- (-28) C;

• продолжительность отопительного периода- 235 дней

• продолжительность периода влагонакопления 150 дней

• средняя температура отопительного периода -13.2 C

• средняя температура периода влагонакопления -19.2 C

• средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами 230 Па

Таблица 2.1 Основные климатические характеристики для г. Поярково

Месяц	Среднемесячная температура наружного воздуха, C	Среднемесячное парциальное давление наружного воздуха, Па (по данным Архары)	Период года	Продолжительность периода, месс.	Средние за период
					Температура воздуха C	Парциальное давление Па
Январь	-26.9	60	зимний	5	-19.2	128
Февраль	-21.6	90	зимний
Март	-11.5	210	зимний
Апрель	2.1	450	Ос.- вес.	2	2	470
Май	10.4	790	летний	5	15.8	1410
Июнь	17.1	1450	летний
Июль	20.9	1970	летний
Август	18.8	1760	летний
Сентябрь	11.9	1080	летний
Октябрь	1.8	490	Ос.- вес.
Ноябрь	-12.4	200	зимний
Декабрь	-23.7	80	зимний

Таблица 2.2. Ветровые характеристики местности (г. Поярково)

Показатель	Значение показателя по румбам
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь
Повторяемость ветра, %	4	3	11	2	0	3	53	24
Скорость ветра, м/с	3,4	2,1	2,2	1,9		1,7	3	3,4
Расчетная зимняя скорость ветра , м/с-3,4 м/с
Июль
Повторяемость ветра, %	8	8	30	16	8	9	15	8
Скорость ветра, м/с	2,4	2,7	3,5	3,4	2,7	3	2,7	3,4
Расчетная зимняя скорость ветра , м/с-3,4 м/с

Роза ветров:

Исходя из нормального режима в жилых помещениях (табл.1 СНиП 23-02) и нормальной влажности в г. Поярково(прил. В СНиП 23- 02) условия эксплуотации ограждающих конструкций соответствуют параметру Б (табл 2 СНиП 23- 02). Значение расчетных теплотехнических коэффициентов для материалов всех слоев наружной стены здания, следовательно, принимаются по условию Б в прил. Д СП 23- 103- 2004. Выбранные коэффициенты заносятся в графы табл. 2.3.

Другие нормативные теплотехнические коэффициенты и показатели равны:

α_int=8,7 Вт/(м²*C); α_ext=23Вт/(м²*C); n=_; G_n=_ кг/м²*ч; ∆ѡ_aν= _%

Таблица 2.3. Теплотехнические характеристики наружной стены жилого здания

Характеристики слоя ограждающей конструкции	Номер слоя ограждающей конструкции					Итого
	1	2	3	4
	Материалы слоя конструкции
	цементно-перлито-вый раствор	кладка из легкобетонных камней- керамзито-бетон на керамзито-вом песке	плиты минерало-ватные ЗАО «Минера-льная вата»	кирпич керамиче-ский пустотный
Толщина слоя, мм	15	400	200	120
Объемная плотность материала 𝜌0,	1000	1800	25-50	1600
Коэффициент теплопроводности λ, ВТ/(м*℃)	0,35	0,92	0,045	0,64
Коэффициент теплоусвоения s, ВТ/(м2*℃)	5.42	4.77	0,81	8.48
Коэффициент паропроницаемости µ, мг/(м*ч*Па)	0.15	0.19	0,3	0.14
Термическое сопротивление R, (м2*℃)/Вт	0.043	0.435	4.444	0.187
Показатель тепловой инерции D	0.233	2.074	3,596	1.585
Сопротивление паропроницанию RVP, (м*ч*Па)/мг	374	13	2	1
Расчетное сопротивление теплопередаче R0,(м2* C)/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче Rro,(м2* C)/Вт

Последовательность расчета: 23-101д 62 стр толщину слоя перевести в метры и разделитьт на коэффициент теплопроводности

Уровень тепловой защиты проектируемого жилого здания оценивается по условиям «а» и «б» в последовательности, определенной п. 2 настоящих МУ.

1.Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены

Градусо- сутки отопительного периода D_d, C* сут, рассчитываются для климатических условий г. Поярково по формуле (3)

D_d=( 20-(-10,7)) 235= 7215C * сут

Данная величина отличается от табличных значений градусо- суток отопительного периода (табл. 1.3 прил. 1). Поэтому определяем нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче R_reg по формуле (7)

R_reg= a*D_d+ b

D_d- градусосутки отопительного периода

R_reg =7215* 0,00035 + 1,40= 3,925 м² * C/ Вт.

R_reg=3,925 м² * C/ Вт

2. Толщина слоя утеплителя

Толщина слоя утеплителя δ_ins, м, рассчитывается по формуле

δ_ins=

с округлением всех значений до 3-го знака после запятой:

_ins=0,045=

= 0,045=

0,045=0.140

_ins=0.140 м

R^r₀= R^com₀*r

R^com₀ –сопротивление теплопередаче i-го участка однородной ограждающей конструкции

Формула для выражения общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции:

; (1)

Rо – общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, ;

сопротивление теплопередачи для каждого слоя ограждающей конструкции:

; …;

_int= 8,7 коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции_, ; определяется по таблице 7 СНиП 23-02-2003 или по таблице 1, приведённой ниже в данном пособии

…–коэффициент теплопроводности материала каждого слоя (в том числе слоя утеплителя); определяется по таблице приложения 3* СНиП II-3-79*

…- толщина каждого слоя ограждающей конструкции в метрах. Обычно этой толщиной задаются. Неизвестной оставляют толщину утеплителя.

R_a1=

_ext= коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции_, ; определяется по таблице 6* СНиП II-3-79* или по таблице 2, приведённой ниже в данном пособии

_ins

Затем расчетная толщина утеплителя корректируется в соответствии с требованиями унификаций и с учетом того, что фактическая толщина утеплителя должна быть не меньше расчетного значения _ins=0,140 . Толщина утеплителя согласно данным табл. 1.6 (прил. 1) принимается равной _ins= 0, 15м в соответствии с толщиной одной плиты равной 40мм и интервалом равным 0,01м.

3) Проверка условий «а» и «б» для принятого конструктивного решения наружной стены здания

Условие «а». Термическое сопротивление многослойной стены R_k, м²*C/Вт, определяется как сумма термических сопротивлений 4-х слоёв (см. табл. 2.3) по формуле

R_k=R₁+ R₂+ R₃+ R₄.

0.043

0.435

4.444

0.187

При этом значение термического сопротивления R, м² *℃/Вт, однородного слоя δ, м, к расчетному коэффициенту теплопроводности материала слоя λ, ВТ/(м²*℃)

R=δ/.

R_k=0,043+ 0,435+ 4,444+ 0,189

R_k= 5.109(м²*C)/Вт.

Тогда величина расчетного сопротивления теплопередаче теплотехничеки однородной многослойной стены R₀ составит

R₀=

R₀=

Для теплотехнически неоднородного ограждения величину расчетного сопротивления теплопередаче согласно выражениюследует скорректировать на коэффициент теплотехнической однородностиr. Для стены, возводимой из легкобетонных камней и утепленной плитами минерало-ватными ЗАО «Минеральная вата» r минимально принимается равным 0,4

кладка из легкобетонных камней- керамзито-бетон на керамзито-вом песке

плиты минерало-ватные ЗАО «Минера-льная вата»

кирпич керамиче-ский пустотный

Тогда

=

Следовательно, уровень тепловой защиты теплотехнически неоднородной стены здания при принятой толщине утеплителя 200 мм не соответствует требованиям СНиП 23- 02( условие 4), так как расчетное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции меньше нормируемой величины:

R_req;

R_reg=3,925 м² * C/ Вт

2,107  3,925 м²*C/Вт.

Рассчитываем толщину утепляющего слоя δ_ins, м, с учетом коэффициента теплотехнической неоднородности наружной стены. Для этого R_req разделим на r=0.75 с округлением всех значений до 3-го знака после запятой:

δ_ins=;

_ins=0,045=

= 0,045=

0,045=0.198 м

Согласно данным табл. 1.6(прил. 1) в применяемой конструкции стены с теплотехнической точки зрения необходимо использовать 1 плиту толщиной 120мм и 2 плиты толщиной 40 мм. Таким образом. Окончательная толщина утеплителя для данной конструкции стены, возводимой в климатических условиях г. Поярково, составит δ_ins=0,220 м. Тогда расчетное сопротивление теплопередаче стены будет равно 5,142 (м²*℃)/Вт, а приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции – 3,805 (м²*℃)/Вт:

R₀=;

R₀=

R_reg=3,925м² * C/ Вт

R₀

Теперь условие “а”выполняется, так как:

; 3,925м²*℃/Вт.

Условие “б”. Величина нормируемого температурного перепада ∆t_n между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены составляет для жилых зданий 4. Расчетное значение этого показателя ∆t₀ определяется по формуле

= .В которой t_ext принимается равной температуре пятидневки с обеспеченностью 0,92, а R_des=:

∆t₀=

∆t₀

∆t_n= 4

Санитарно-гигиенические условия в здании соответствуют требованиям строительных норм и правил, поскольку выполняется условие ∆t₀∆t_n ().

Таким образом, принятое конструктивное решение наружной стены жилого здания соответствует требованиям по условиям “а”(по тепловой защите) и “б”(санитарно-гигиеническим условиям).