Metodicheskie_ukazanija_k_KR_ZHukov_file_4934_4061_7735

3. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ УТЕПЛИТЕЛЯ ФРАГМЕНТОВ ОГРАЖДЕНИЙ

3.1. Расчет толщины утеплителя наружных стен

Сопротивление теплопередаче наружных стен зависит как от сопротивления теплопередаче однородной глади стены, так и от линейных неоднородностей в виде наружных углов, откосов оконных проемов и входных дверей.

В курсовой работе вклад линейных неоднородностей в сопротивлениетеплопередачеможно неучитывать.

1. Определяется сопротивление теплопередаче R0ст однородной глади стены без утеплителя по формуле, м2оС/Вт:

где αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены, табл. П.5; αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, табл. П.6; δi, i – толщина, м и коэффициент теплопроводности, Вт/(моС) материала i-го слоя стены.

Суммирование в (3.1) проводится по всем слоям наружной стены (рис. 1.4) без утеплителя в соответствии с расчетным вариантом.

2.Вычисляетсятолщинаслояутеплителяδутст по формуле,м:

где утст – коэффициент теплопроводности материала утеплителя стены, Вт/(моС), R0нор.ст – нормируемое сопротивление теплопередаче стены, м2оС/Вт, табл. 2.1.

3.2. Расчет толщины утеплителя пола

Сопротивление теплопередаче пола рассчитывается по методике двухметровых зон.

Площадь пола разбивается на зоны шириной 2 м параллельные наружным стенам (рис. 3.1). Для небольших помещений зона 4 и даже зона 3 могут отсутствовать, для больших помещений зона 4 занимает всю оставшуюся часть площади.

11

Определяются площади F1, F2, F3, F4 полученных зон по внутреннему обмеру, при этом для первой зоны участок пола размером 2х2 м, примыкающий к углу, учитывается дважды.

Сопротивление теплопередаче Рис.3.1 каждой зоны слоистого пола из материалов с уп 1,2 Вт/(моС) увеличива-

ется на величину сопротивления теплопередаче слоев. Укладка деревянного пола на лагах дополнительно уве-

личивает сопротивление теплопередаче на 18 %.

В итоге сопротивление теплопередаче каждой двухметровой зоны деревянного пола на лагах с утеплителем рассчитывается по формуле:

где др, др – толщина, м и коэффициентом теплопроводности, Вт/(моС) древесины; уппол, уппол – толщина, м и коэффициент теплопроводности утеплителя пола Вт/(моС).

Сопротивление теплопередаче пола в целом определится по формуле:

R0.прпол = (F1+F2+F3 +F4)/(F1/R1з.у+F2/R2з.у+F3/R3з.у+F4/R4з.у). (3.4)

Поскольку толщину утеплителя уппол из формулы (3.4) в явном виде определить невозможно, задача по ее определению решается методом последовательных приближений.

1. Пол разбивается на двухметровые зоны, определяется их площадь по вышеописанной методике.

12

2.Задается толщина утеплителя (например, 0,05 м). По формулам (3.3), (3.4) рассчитывается сопротивление R0.прпол.

3.Сравнивается рассчитанное значение R0.прпол с нормируемым значением R0нор.пол из табл. 2.1.

Если рассчитанное значение меньше нормируемого, увеличивают толщину утеплителя (например, на 50%) и вновь рассчитывают по формулам (3.3), (3.4) сопротивление теплопередаче.

Если рассчитанное значение больше нормируемого, уменьшают толщину слоя утеплителя (например, на 25 %) и вновь рассчитывают по формулам (3.3), (3.4) сопротивление теплопередаче.

3.Процесс подбора толщины слоя утеплителя продолжают до тех пор, пока рассчитанное значение сопротивления теплопередаче пола будет превышать нормируемое значение не более чем на 5 %.

Пример расчета.

В помещении размером 8х6 м установлен деревянный пол на лагах по бетонному основанию с утеплением минплитой.

Толщина половой рейки др = 32 мм, др = 0,18 Вт/(моС). Толщина утеплителя уппол = 75 мм, уппол = 0,042 Вт/(моС).

Определить приведенное сопротивление теплопередаче. Решение:

а) разбиваем площадь пола на двухметровые зоны:

F1 = 2˟8˟2 + 2˟6˟2 = 56 м2, F2 = 2˟4 = 8 м2, F3 = F4 = 0.

Третья и четвертая зоны отсутствуют; б) вычисляем сопротивление теплопередаче зон (3.3):

R1з.у = 1,18(2,1 + 0,032/0,18 + 0,075/0,042) = 4,79 м2оС/Вт, R2з.у = 1,18(4,3 + 0,032/0,18 + 0,075/0,042) = 7,39 м2оС/Вт;

в) определяем приведенное сопротивление пола (3.4):

R0.прпол = (56 + 8)/(56/4,79 + 8/7,39) = 5,01 м2оС/Вт.

13

3.3. Расчет толщины утеплителя чердачного перекрытия

Расчет чердачного перекрытия начинают с определения сопротивления теплопередаче R0.прпп железобетонной пустотной плиты в следующей последовательности.

1. Заменяют круглое сечение пустот плиты на квадратное сечение, эквивалентное по площади, рис. 3.2.

Плоскостями, параллельными тепловому потоку (рис. 3.2а), плиту разделим на два чередующихся участка. Первый трехслойный шириной δ1 по направлению теплового потока состоит из двух слоев бетона и воздушной прослойки. Второй участок однородный, бетонный шириной δ2.

Плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, (рис 3.2б), плиту разделяют на три слоя. Третий и пятый слои – однородны, бетонные толщиной δ3 и δ5. Четвертый слой толщиной δ4 состоит из чередующихся участков воздушной прослойки ибетона.

Рис. 3.2

Используя значения толщины плиты δпл, м, расстояния между центрами пустот δцен, м, диаметры пустот d, м (рис. 1.3), определяем значения величин δ1, δ2, δ3, δ4, δ5, м:

где б – коэффициент теплопроводности бетона; Rв.п – сопротивление теплопередаче воздушной прослойки, табл. П.7.

14

Определяем сопротивление теплопередаче плиты для варианта разбиения а) по формуле:

Определяем сопротивление теплопередаче слоев 3, 4, 5 по формулам:

R3 = 3 б, R6 = 4 б, R4 = (δ1 + δ2)/(δ1/Rв.п + δ2/R6), R5 = 5 б. (3.8)

Определяем сопротивление теплопередаче плиты для варианта разбиения б) по формуле:

Окончательно сопротивление пустотной плиты определяем по формуле:

2. Определяется сопротивление теплопередаче слоистой конструкции чердачного перекрытия R0.прчер без утеплителя:

R0.прчер = 1/αв + δш1/ ш1 + R0.прпп + δр/ р + δш2/ ш2 + 1/αн, (3.11)

где δш1, ш1 – толщина и коэффициент теплопроводности внутреннего слоя штукатурки; R0.прпп – приведенное сопротивление пустотной плиты перекрытия; δр, р – толщина и коэффициент теплопроводности слоя пароизоляции; δш2, ш2 – толщина и коэффициент теплопроводности наружной стяжки; αн – по табл. П.5 для чердака.

3. Вычисляется толщина слоя утеплителя δутчер по формуле, м:

где утчер – коэффициент теплопроводности материала утеплителя чердачного перекрытия, Вт/(моС), R0нор.чер – нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, м2оС/Вт,

табл. 2.1.

Результаты расчетараздела3 оформляются в видетабл. 3.1.

15

Пример расчета. Железобетонная пустотная плита имеет следующие параметры: толщина δпл = 200 мм, диаметр пустот d = 100 мм, растояние между центрами δцен = 180 мм, коэфиициент теплопроводности бетона 2,0 Вт/моС. Сопротивление теплопередачевоздушной прослойки Rв.п =0,15м2оС/Вт.

Определить сопротивление теплопередаче. Решение:

а) определяем по формулам (3.5) толщину слоев:

δ1 = δ4 = 0,089 м; δ2 = 0,091 м; δ3 = δ5 = 0,056 м;

б) по формулам (3.6) определяем величины R1 иR2, м2оС/Вт:

R1 = 0,056/2,0 + 0,15 + 0,056/2,0 = 0,206; R2 = 0,2/2,0 = 0,1.

в) по формуле (3.7) вычисляем R||, м2оС/Вт:

R|| = (0,089+ 0,091)/(0,089/0,206+ 0,091/0.1) = 0,134.

г)по формулам (3.8)вычисляемвеличиныR3,R4,R5,м2оС/Вт:

R3 =R5 =0,056/2,0 =0,028; R6 = 0,089/2,0 = 0,0445;

R4 = (0,089 + 0,091)/(0,089/0,15 + 0,091/0,0445) = 0,068.

д) по формуле (3.9) вычисляем R , м2оС/Вт:

R = 0,028 + 0,068 + 0,028 = 0,124.

е) вычисляем сопротивление плиты по (3.10)

R0.прпп = (0,134 + 2˟0,124)/3 = 0,127 м2оС/Вт.

Для сравнения вычисляем сопротивление теплопередаче R0сп сплошной бетонной плиты толщиной 200 мм:

R0сп = 0,2/2,0 = 0,1 м2оС/Вт.

Наличиепустот увеличило сопротивлениетеплопередачена27%.

16

4. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ

Показатели тепловой защиты здания приведены в разделе 2: приведенное сопротивление теплопередаче элементов ограждения; удельная теплозащитная характеристика здания; температура на внутренней поверхности ограждений.

4.1.Приведенное сопротивление теплопередаче

1.В курсовой работе приведенное сопротивление теплопередаче непрозрачных элементов ограждения (стены, пол, потолок, входные двери) с учетом утепления (раздел 3) принимается равным нормативному значению табл. 2.1,

2.Для определения сопротивления теплопередаче заполнений оконных проемом выбирается конструкция окна по табл. П.8 с тепловым сопротивлением не менее нормируемого значения табл. 2.1. Тепловое сопротивление выбранной конструкции

ипринимается за приведенное сопротивление теплопередаче оконных проемов.

4.2.Удельная теплозащитная характеристика здания

Удельная теплозащитная характеристика оболочки здания kоб рассчитывается по формуле, Вт/(м3оС):

i =1

где суммирование по i проводится по фрагментам ограждения здания, образующим замкнутую оболочку; Fi – площадь фрагмента, м2; R0.прi – приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента; Vот – отапливаемый объем здания, м3.

Коэффициент Кобщ называют общим коэффициентом теплопередачи здания и определяют по формуле, Вт/(м2оС):

i =1

где Fсум – сумма площадей (по внутреннему обмеру) всех фрагментов теплозащитной оболочки здания.

17

Коэффициент Ккомп называют коэффициентом компактности здания и определяют по формуле, м-1:

1. Вычисляется суммарная площадь отдельных фрагментов ограждения здания в соответствии с выбранным вариантом для курсовой работы. Результаты расчетов в расчетнопояснительной записке оформляются в виде табл. 4.1

Таблица 4.1

Результаты теплотехнических расчетов

2. По данным табл. 4.1 и формулам (4.2), (4,3), (4.4) рассчитывается удельная теплозащитная характеристика kоб, общий коэффициент теплопередачи здания Кобщ и коэффициент компактности здания Кком.

В отчете результаты расчета оформляются в виде:

3. Сравнивают рассчитанное и нормируемое (2.5) значение удельной теплозащитной характеристики здания. Рассчитанное значение должно быть не больше нормируемого. В противном случае анализируют вклады отдельных фрагментов, выявляют фрагмент с наибольшим вкладом и предлагают варианты его утепления.

18

4.3. Расчет температуры внутренней поверхности ограждений

Расчет температуры внутренней поверхности ограждений проводится для расчетной температуры наружного воздуха tн равной температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченно-

стью0,92, табл. 1.1.

Температура внутри помещения принимается равной расчетной температуре tв, относительная влажность для жилых помещений φ = 55%, кухонь 60 %.

Температура внутренней поверхности непрозрачных ограждений должнабыть не нижетемпературы точки росы,табл. 2.2.

Температура внутренней поверхности окна должна быть не ниже 3 оС.

1. Рассчитывается температура tп отдельно на глади стены, пола, чердачного перекрытия, окна по формуле, оС:

где i – индекс фрагмента оболочки здания.

2. Температура в наружном угле определяется по формуле, оС:

где tпст – температура на глади стены по (4.6); R0.прст – сопротивление теплопередаче глади стены.

Результаты расчетаоформляются в видетабл. 4.2.

Таблица4.2 Температураповерхности фрагментовограждения

4. Анализируются результаты расчета, делается вывод о возможности образования конденсата на поверхности ограждений .

19

5. РАСЧЕТВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ ОГРАЖДЕНИЙ

Воздухопроницаемость ограждений определяется сопротивлением воздухопроницанию материалов Rв из которых состоит фрагмент ограждения, и разностью давления воздуха p на наружной и внутренней поверхностях.

Нормируемые значения jв.нор приведены в табл. П. 9. Разность давления воздуха на наружной и внутренней по-

верхности ограждений определяется по формуле, Па:

где Hp – расчетная высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м; g = 9,81 м/с2 ускорение силы тяжести земли; ρн, ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3, определяемая по формулам:

v – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, определяемая по табл. 1.1.

Требуемое сопротивление воздухопроницанию непрозрачных ограждения Rвтр, рассчитанного по формуле, м2чПа/кг:

Для окон и балконных дверей требуемое сопротивление воздухопроницанию жилых и общественных зданий определя-

где po = 10 Па - разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию.

Фактическое сопротивление воздухопроницанию Rвфак ограждений должно быть не менее требуемого сопротивления.

Для окон и балконных дверей фактическое сопротивление воздухопроницанию является паспортной характеристикой и определяется при разработке конструкции.

20