Пример 4 Определить толщину утеплителя чердачного покрытия

1 . Цементно-песчаный раствор, ρ=1800кг/м³, δ₁=0,02 м.

2. Несущая плита сплошная из аглопоритобетона ρ=1800кг/м³, δ₁=0,16 м.

3. Пароизоляция из 1 слоя рубероида на битумной мастике, ρ=600 кг/м³, δ=0,0015.

4. Утеплитель из минераловатных плит на битумном связующем, ρ=300 кг/м³, δ=Х м

5. Стяжка из цементно-песчаного раствора, ρ=1800 кг/м³, δ=0,03м.

6. Кровля из 4 слоёв рубероида на битумной мастике

№ слоя	Материал	Толщина слоя δ, м	Плотность материала , ρ кг/м3	Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м•оС)
1	Цементно-песчаный раствор	0,02	1800	0,93
2	Аглопоритобетон	0,16	1800	0,93
3	Рубероид (1 слой)	0,015	600	0,17
4	Минераловатные плиты на битумном связующем	Х	350	0,11
5	Цементно-песчаный раствор	0,03	1800	0,93
6	Рубероид (4 слоя)	0,06	600	0,17

Решение:

1. Производим определение требуемого сопротивления теплопередаче по формуле (1)

где n = 1 (табл. 5.3) [1];

t_в=18^оС

α _в = 8,7 (табл. 5.4) [1];

Δt_в = 6^оС (табл. 5.5) [1];

Для определения t_н задаёмся величиной тепловой инерции ограждения 4<Д≤7,

t_н=(-26-30) : 2 = -28^оС;

R_{т тр}= м^{2 о}С/Вт

Сопротивление теплопередаче совмещённого покрытия должно быть равно или больше величины нормативного сопротивления теплопередаче:

R_{т. норм.} = 3.0м²•⁰С/Вт (табл. 5.1 [1])

2. Определение толщины утеплителя

Так как R_{т тр} меньше R_{т норм.}, производим расчёт по определению толщины утеплителя на основе величины R_т.норм.≥ 3,0 м²•⁰С/Вт

Х = (3 - 0,824)•0,11=0,2394

Принимаем толщину минераловатного плитного утеплителя равной 0,26 м.

3. Определяем величину термического сопротивления с принятой толщиной утеплителя:

3. Расчёт термического сопротивления неоднородной ограждающей конструкции

Неоднородные ограждающие конструкции – многослойные каменные стены облегчённой кладки с теплоизоляционным слоем; рёбра крупноразмерных панелей; проёмы в панельных стенах (включение участков, обладающих низкими теплофизическими свойствами).

Суть расчёта состоит в определении средней величины термического сопротивления по значениям термических сопротивлений отдельных участков ограждения.

В неоднородной конструкции из-за различной теплопроводности происходит искривление основного направления потока тепла (от внутренней поверхности к наружной). Поэтому теплофизический расчёт выполняют, рассматривая конструкцию:

1 - в направлении, параллельном к этому потоку тепла (определяют R_Ка );

2 - в направлении, перпендикулярном к этому потоку (определяют R_Кб).

Для 1-го и 2-го расчёта ограждающая конструкция условно разделяется на участки, из которых одни участки могут быть однородными – из одного материала, а другие неоднородными – из слоёв с различными материалами.

__

F₁, F₂…..F_n– площадь отдельных участков

В 1-ом расчёте термическое сопротивление конструкции R_Ка, м²•С⁰С/Вт определяется по формуле (4)

Параллельно тепловому потоку , (4)

где F₁, F₂…..F_n – площади отдельных участков конструкции (или части её), м²;

R₁, R₂…..R_n – термическое сопротивление указанных отдельных участков, определяемые по формуле для однородных и по формуле R_к=R₁+R₂+….+R_n+R_в.n для неоднородных участков.

Во 2-ом расчёте плоскости расположены перпендикулярно тепловому потоку

(5)

Если величина R_ка не превышает величину R_кб более, чем на 25 %, термическое сопротивление ограждающей конструкции необходимо определить по формуле

(6)

Если величина R_ка превышает величину R_кб более чем на 25 % или ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности и др.), то термическое сопротивление такой конструкции необходимо определять на основании расчёта температурного поля следующим образом:

- по результатам расчёта температурного поля при расчётных значениях температуры внутреннего t_в и наружного t_н воздуха определить среднюю температуру, ^оС внутренней t_вn и наружной t_нп поверхностей ограждающей конструкции и вычислить величину теплового потока q, Вт/м², по формуле

q = α_в(t_в - t_вn) = α_н(t_нп - t_н),

где α_в, t_в и t_вn - то же, что в формуле (5,2) [1];

α_н - то же, что в формуле (5,6) [1];

-определить термическое сопротивление конструкции по формуле

где t_вп, t_нп, и q - то же, что в формуле (5.10) [1].

ПРИМЕР 5 Определить сопротивление теплопередаче кирпичной стены колодцевой кладки при заполнении пустот шлакобетоном плотностью 1500 кг/м³

λ кирпичная кладка – 0,81

λ шлакобетон – 0,70

1-й расчёт

Разделим конструкцию плоскостями, параллельными потоку тепла, на участки I и II.

на участке I

⁰С•м²/Вт

Площадь его поверхности F₁ размером по высоте 1 м.

F₁=0,12•1 м = 0,12 м²

На участке II

⁰С•м²/Вт

F_II= 0,51•1=0,51 м²

Тогда ⁰С•м²/Вт

2-ой расчёт

конструкция делится на 5 слоёв R_Кδ = R₁+R₂+R₃+R₄+R₅

⁰C•м²/Вт

Для установления термического сопротивления слоёв 2 и 4 предварительно вычисляем среднюю величину коэффициента теплопроводности с учётом площадей конструкции, выполненных из кирпичной кладки и шлакобетона:

тогда ⁰С•м²/Вт

⁰С•м²/Вт

R_Кδ = ΣR = R₁+R₂+R₃+R₄+R₅ = 0.15+0.17+0.1+0.17+0.15 = 0.75 ⁰C•м²/Вт

Значит ⁰С•м²/Вт

Общее сопротивление теплопередаче стены колодцевой кладки с учётом двухсторонней штукатурки толщиной 0,015 м будет:

⁰С•м²/Вт

⁰С•м²/Вт

11