3Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

3.1. Теплотехнический расчет наружных стен

Согласно [3] для холодного периода года принимаем внутреннюю температуру t_в=15°С.

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций определяется по формуле:

R = , , (3.1)

где n – коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружных ограждающих конструкций к наружному воздуху. Для наружных стен n=1 согласно [6];

∆t^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждения. Для производственных зданий ∆t^н принимается в зависимости от влажностного режима помещения здания:

∆t^н =t_в – t_р,°С, (3.2)

где t_р – температура точки росы, по i-d диаграмме при t_в=15°С и φ=50% t_р=3,2°С;

Тогда ∆t^н =15 –3,2=11,8, но должно быть не более 7°С, поэтому принимаем ∆t^н=7°С.

α_в – коэффициент теплоотдачи, α_в=8,7 .

R = =0,84 .

Далее определяем Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = (t_в – t_от.пер.)·z_от., °С·сут, (3.3)

где t_в – то же что и в формуле (3.1);

t_от.пер – средняя температура отопительного периода,°С;

z _от.пер. – продолжительность отопительного периода, сут.

ГСОП = (15-(-8,5))·240=5640°С·сут,

По [4] определяем сопротивление теплопередачи R_о^д=2,02 , R_о^д≥R , т.е. принимаем R_о =2,02 .

Конструкция стены приведена на рисунке 1. Сопротивление теплопередачи ограждающей определяется по формуле:

R_о= , , (3.4)

где δ_б, δ_шт. –толщины соответственно слоя шлакопемзобетона и цементно-песчаной штукатурки, м;

λ_б, λ_шт. - расчетные коэффициенты теплопроводности соответственно слоя шлакопемзобетона (ρ=1200 кг/м³) и штукатурки (цементно-песчаной), , согласно [5];

α_н – коэффициент теплоотдачи для зимних условий, для наружной стены α_н=23

α_в – то же что и в формуле (3.1).

Подставив все известные значения в формулу (3.3) найдем толщину утеплителя:

2,02=

δ= 0,85 м, действительное сопротивление теплопередачи равно:

R_д = =2,02 .

Коэффициент теплопередачи наружной стены в здании определяется по формуле:

k = , , (3.5)

где R_д – то же что и формуле (3.3).

k = =0,495 .

Рис. 1.1 – Конструкция наружной стены

Т олщина стены равна 900мм.

3 .2. Теплотехнический расчет безчердачного покрытия

Зная значение ГСОП=5640°С·сут по [4] определяем сопротивление теплопередачи R_о =2,91 . Конструкция перекрытия приведена на рисунке2.

3слой руберойда δ=0,006м

Асфальтовая стяжка δ=0,015м

Утеплитель пенопласт ПХВ1 ρ=125кг/м³

1слой руберойда δ=0,002м

Железобетонная плита δ=0,2м

Рис. 1.2 – Конструкция безчердачного покрытия

Находим термическое сопротивление многопустотной железобетонной плиты панели в соответствии с [6]. Для упрощения расчетов термического сопротивления плиты заменяем круглые отверстия в плите квадратными (рисунок 3) равными по площади и имеющими сторону:

а= = =0,124.

Плоскостями параллельными направлению теплового потока железобетонная панель разделяется на два характерных сечения.

Термическое сопротивление параллельных слоев определяется:

R_= , , (3.6)

где F₁, F₂, F_n – площади слоев, м²;

R₁, R₂, R_n – термическое сопротивление соответственно 1-ого, 2-ого и n-ого слоев, .

Сечение I-I –это два слоя железобетона и воздушная прослойка.

R_I = 2· +R_в.п., , (3.7)

где δ_бет - толщина слоя бетона, м;

λ_бет – расчетный коэффициент теплопроводности, , согласно [5];

R_в.п – термическое сопротивление теплопередачи воздушной прослойки, .

Сечение II-II – слой железобетона.

R_II = , , (3.8)

δ_бет и λ_бет – то же что и в формуле (7).

124

41

124

II

I

Рисунок 3 – Конструкция железобетонной плиты

R_I = 2 +0,15=0,187 .

R_II = =0,098 .

Подставив известные значения в формулу (6):

R_= =0,15 .

Термическое сопротивление перпендикулярных слоев определяется:

R_┴ = , , (3.9)

где λ_ср – средний расчетный коэффициент теплопроводности, ;

Для 2 слоя:

,

= ,

R_┴ = 2 .

Вычислим разницу между R_ и R_┴, она составила 2%<25%.

Сопротивление теплопередачи железобетонной конструкции определяется:

R , , (3.10)

где R_┴ и R_II – термическое сопротивление теплопередачи соответственно перпендикулярных и параллельных слоев, .

R .

Требуемое сопротивление теплопередач перекрытия определяется:

R , , (3.11)

где R , R_пар., R_ут., R_а.ст., R_руб. – сопротивление теплопередачи соответственно железобетонной плиты, пароизоляции, утеплителя (в данном случае принимаем пенопласт ПХВ1), асфальтовой стяжки и руберойда, .

,

отсюда δ_ут=0,163м (т.е. берем слой 0,17м), тогда действительное сопротивление теплопередачи:

=3,03

Коэффициент теплопередачи безчердачного перекрытия:

k= .

Толщина бесчердачного покрытия равна 0,341м.