5.3 Пример 2

Рассчитать толщину наружной стены гаража, расположенного в городе Топки Кемеровской области.

А. Исходные данные

26. Расчетная температура наиболее холодных пяти суток

t_н = -39 ^оС (табл.1 [2] или прил. 1 настоящего пособия);

27. Средняя температура отопительного периода t_от.пер.= -8,2 ^оС;

28. Продолжительность отопительного периода z_от.пер.= 235 сут ;

29. Расчетная температура внутреннего воздуха t_в= + 5 ^оС,

относительная влажность внутреннего воздуха φ= 50%

(см. прил.2 настоящего пособия);

30. Влажностный режим помещения - сухой (табл. 1 [1]);

31. Зона влажности - сухая (прил. 1*[1]);

32. Условия эксплуатации - А (прил. 2 [1]).

Рис.3. Эскиз конструкции стены

Таблица 8. Теплотехнические характеристики материалов (по прил. 3* [1], при условии эксплуатации А)

Наименование материала γ, кг/м³ прил.3*[1] δ, м λ, Вт/(м·^оС), прил.3*[1] ,

м2· оС/Вт
1		2	3	4	5
1.	Стальной профилированный настил	-	0,001	-	-
2.	Пенополиуретан	40	δ2	0,04	δ2/0,04
3.	Стальной профилированный настил	-	0,001	-	-

Б. Порядок расчета

1. В соответствии с п. 4.1, требуемое сопротивление теплопередаче данного здания следует определять из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле (5):

,

где	n = 1 (табл. 3* [1], см. также табл.3 настоящего пособия);
	Δtн= 4,5 оС (табл. 2*[1], см. также табл. 3 настоящего пособия);
	αв = 8,7 Вт/(м2· оС) (табл. 4*[1], см. также табл. 4 пособия).

R_о^тр=1,12 (м²· ^оС/Вт).

. Поскольку толщина 1 и 3 слоя ничтожно мала, при расчете ими можно пренебречь и рассчитывать конструкцию как однослойную. Тогда общее термическое сопротивление ограждающей конструкции можно определять по формуле (3):

,

где α_в = 8,7 Вт/(м²· ^оС) (табл. 4*[1], см. также табл. 4 пособия);

α_н = 23 Вт/(м²· ^оС) (табл. 6* [1], см. также табл. 5 пособия);

R_o R_о^тр

R_o = 1/8,7 + δ₃/0,04 + 1/23 = 1,12

δ₃ = 0,04 (м).

. С учетом существующих размеров панелей типа «Сэндвич» принимаем толщину панели 50 мм и проводим проверочный расчет общего термического сопротивления данной конструкции:

R_o = 1/8,7 + 0,05/0,04 + 1/23 = 1,4;

R_o = 1,4 > R_о^тр = 1,12

Вывод: принятая конструкция наружных стен отвечает теплотехническим требованиям.

6. Влажностное состояние ограждающих конструкций

В разделе 1.2 уже говорилось о том, что влажностное состояние конструкций влияет на их теплозащитные свойства, поскольку теплопроводность увлажненных материалов больше, а сопротивление конструкции теплопередаче меньше. Кроме того, увлажненная конструкция быстро разрушается от мороза, коррозии, биологических процессов. Поэтому особенно важно не допустить переувлажнения ограждающей конструкции в зданиях и помещениях с высокой влажностью внутреннего воздуха.

В атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара. Количество влаги в граммах, содержащееся в 1 м³ воздуха, называется абсолютной влажностью f, г/м³. Однако для расчетов пользуются не абсолютной влажностью, а величиной парциального давления водяного пара e (иногда называемого упругостью водяного пара), выражаемого в мм рт. ст. или Па. Эта величина дает представление о количестве водяного пара, содержащегося в воздухе, но оценивается это количество в единицах, измеряющих давление или энергию. По мере увеличения количества пара в воздухе возрастает и парциальное давление.

Предельное значение парциального давления Е, мм рт. ст. или Па, соответствует полному насыщению воздуха водяным паром. С повышением температуры воздуха величина Е увеличивается. Значения Е для воздуха с различной температурой указаны в табл. 9. Степень насыщения воздуха водяным паром определяет его относительная влажность φ - процентное отношение парциального давления водяного пара е в рассматриваемой воздушной среде к максимальному значению парциального давления Е, соответствующему температуре этой среды:

(6)

Если воздух с определенным влагосодержанием подвергнуть нагреванию, то его относительная влажность понизится, поскольку количество пара в воздухе, а следовательно, е останется неизменным, а предельное его значение Е увеличится с повышением температуры. Наоборот, при охлаждении воздуха относительная влажность будет увеличиваться из-за уменьшения Е. При некоторой температуре максимальное значение парциального давления Е окажется равным фактическому парциальному давлению е, и относительная влажность будет равна 100%. Наступает состояние полного насыщения охлажденного воздуха водяным паром.

• Температура, при которой наступает полное насыщение воздуха водяным паром, называется температурой точки росы t_р.

При дальнейшем понижении температуры излишнее количество влаги будет конденсироваться. В холодный период года температура внутренней поверхности ограждающих конструкций всегда ниже температуры внутреннего воздуха и может охладиться до температуры точки росы.

Для предохранения от конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждений температура внутренней поверхности ограждающей конструкции τ_в, ^оС, должна быть выше температуры точки росы t_р, ^оС, внутреннего воздуха:

τ_в > t_р (7)

Температуру внутренней поверхности наружных ограждений τ_в, ^оС, определяют по формуле

_, (8)

где n, t_в, t_н, α_в - то же, что в формуле (5);

R_о - то же, что в формуле (3).

Температуру точки росы внутреннего воздуха находят по табл. 9 при расчетной температуре t_в и относительной влажности φ_в внутреннего воздуха исходя из фактического парциального давления водяного пара е_в во внутреннем воздухе:

е_в=0,01· Е_в· φ_в, (9)

где Е_в - парциальное давление, мм рт. ст. или Па, при полном насыщении воздуха водяным паром (по табл.9) в зависимости от t_в.

Расчетная температура t_в и относительная влажность φ_в внутреннего воздуха для зданий разного типа при проверке на конденсацию влаги принимается по прил. 2.

Таблица 9. Значения максимального парциального давления водяного пара, мм рт. ст., для различных температур (при атмосферном давлении 755 мм) Для температур от 0 до -40 ^оС (надо льдом)

ºC	E, мм	ºC	E, мм	ºC	E, мм	ºC	E, мм
0	4,58	-	-	-	-	-	-
-1	4,22	-11	1,78	-21	0,7	-31	0,25
-2	3,88	-12	1,63	-22	0,64	-32	0,23
-3	3,57	-13	1,49	-23	0,58	-33	0,205
-4	3,28	-14	1,36	-24	0,52	-34	0,185
-5	3,01	-15	1,24	-25	0,47	-35	0,17
-6	2,76	-16	1,13	-26	0,42	-36	0,15
-7	2,53	-17	1,03	-27	0,38	-37	0,13
-8	2,32	-18	0,94	-28	0,34	-38	0,12
-9	2,13	-19	0,85	-28	0,31	-39	0,105
-10	1,95	-20	0,77	-30	0,28	-40	0,09

Для температур от 0 до +40 ^оС (над водой)

ºCE, ммºCE, ммºCE, ммºCE, мм
0	4,58	-	-	-	-	-	-
1	4,93	11	9,84	21	18,65	31	33,7
2	5,29	12	10,52	22	19,83	32	35,66
3	5,69	13	11,23	23	21,07	33	37,73
4	6,10	14	11,99	24	22,38	34	39,9
5	6,54	15	12,79	25	23,76	35	42,18
6	7,01	16	13,63	26	25,21	36	44,56
7	7,51	17	14,53	27	26,74	37	47,07
8	8,05	18	15,48	28	28,35	38	49,69
9	8,61	19	16,48	28	30,04	39	52,44
10	9,21	20	17,54	30	31,82	40	55,32