1 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Сопротивление теплопередаче R₀ ограждающих конструкций принимаем равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче R₀^эк, определённому исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R₀^тр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного R₀^нор. Сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций следует определять в случаях, когда разность температур внутреннего воздуха в разделяемых этими конструкциями помещениях превышает 3 ⁰С.

1.1 Теплотехнический расчёт наружных стен

Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Рассчитаем наружную стену здания. Она изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция наружной стены здания

Имеется наружная и внутренняя известково-песчаная штукатурка с плотностью 1600 кг/м³ толщиной 0,02 м, теплоизоляционный слой (пеностекло) с плотностью 200 кг/м³ и кладку из силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м³. Возьмём из приложения А ТКП 45-2.04-43-2006 значение коэффициента теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов:

а) кирпич силикатный плотность 1800 кг/ м³ λ₃ = 1,16 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₃ = 10,90 Вт/(м² · ⁰С),

б) пеностекло, 200 λ₂ = 0,086 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₂ = 1,034 Вт/(м² · ⁰С),

в) штукатурка известково-песчаная λ₁ = λ₄ = 0,81 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₁ = S₄ =9,76 Вт/(м² · ⁰С).

Требуемое сопротивление теплопередаче R₀^тр, (м²·⁰С)/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнения световых проёмов (окон, балконных дверей и фонарей), определяется по формуле (1):

, (1)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Согласно таблице 5.3 ТКП 45-2.04-43-2006, n = 1;

t_в – расчётная температура внутреннего воздуха, ⁰С, – таблице 4.1, t_в = 18 ⁰С; α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимается конструктивно α_в = 8,7 Вт/(м²·⁰С);

Δt_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5.5, Δt_в = 6 ⁰С;

t_н – расчётная зимняя температура наружного воздуха, ⁰С

Термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающих конструкций R_i рассчитывается по формуле (2):

, (2)

где δ – толщина слоя, м; λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м²· ⁰С). Расчетный коэффициент теплоусвоения металла отдельных слоев ограждающих конструкций в условиях эксплуатации S_i принимается по таблице А.1 ТКП 45-2.04-43-2006.

;

;

R₂ = 2,0 – (0,271 + 2∙0,024) = 1,681 м²∙ºС/Вт.

δ₂ = 1,681∙0,086 = 0,15 м.

Сопротивление теплопередаче , (м²· ⁰С)/Вт, ограждающей многослойной конструкции рассчитывается по формуле (3):

(3)

где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения конструкции для зимних условий Вт/м⁰С. Отсюда находим, что:

Рассчитаем D по формуле D = R_i ·S_i:

.

Так как D = 5,16, то расчетная зимняя температура принимается по таблице 5.2 как средняя температура наиболее холодных трех суток, t_н = -28⁰С.

По формуле (1):

,

.

Таким образом, в соответствии с таблицей 5.1 ТКП 45-2.04-43-2006 сопротивление теплопередаче рассчитываемой конструкции стены должно быть не менее нормативного, равного 2 м² ·⁰С/Вт.