Расчет показателя теплоусвоения поверхности пола

Теплоусвоение — это свойство поверхности пола в большей или меньшей степени воспринимать тепло при периодических колебаниях теплового потока. Теплотехнические качества пола должны обеспечивать тепловой комфорт в помещениях и нормальный режим терморегуляции стопы человека с поверхностью пола.

В соответствии с СП 50.13 330.2012 «Тепловая защита зданий THERMAL PERFORMANCE OF THE BUILDINGS» (Актуализированная редакция СНиП 23−02—2003) поверхность пола жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и других отапливаемых помещений должна иметь показатель теплоусвоения У_п Вт/(м²-°С), не более нормативной величины У Вт/(м² • °С), установленной табл. 1.25.

Если расчетная величина У_п показателя теплоусвоения поверхности пола окажется не более нормативной величины У", то этот пол удовлетворяет требованиям в отношении теплоусвоения; если У_п > У_п^н, то следует взять другую конструкцию пола или изменить толщины некоторых его слоев.

Показатель теплоусвоения поверхности пола У", Вт/(м² • °С), следует определять следующим образом.

А. Если покрытие пола (первый слой) имеет тепловую инерцию

Исходные данные к практическому заданию № 1.3.

Показатель теплоусвоения поверхности пола.

то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле:

где термическое сопротивление Я_ъ м² -°С/Вт первого слоя следует определять по формуле:

Здесь 5, м — толщина слоя; X, Вт/м • °С — расчетный коэффициент теплопроводности).

Sj — расчетный коэффициент теплоусвоения материала первого слоя, принимаемый расчетом по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных он оценивается по приложению Т (справочное) «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий» СП 50.13 330.2012 «Тепловая защита зданий».

Б. Если первые п слоев конструкции пола (п > 1) имеют суммарную тепловую инерцию Д_г + Д₂ + … + Д_п < 0,5, но тепловая инерция (п + 1)-го слоев Д₁ + Д₂ + … + Д_п + > 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности У_п следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с п-го до 1-го: для п-го слоя — по формуле

для i-ro слоя — по формуле.

Показатель теплоусвоения поверхности пола У_п принимается равным показателю теплоусвоения 1-го слоя У₂.

В формулах (1.10)—(1.13) и неравенствах: Д₁ + Д₂ + … + + Д" ₊ 1 — тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го,…, (п + 1)-го слоев конструкции пола, определяемые по формуле.

где Д, — термическое сопротивление i-го слоя (СП 50.13 330.2012 «Тепловая защита зданий»); S, — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала соответственно 1-го, 2-го, …, i-ro слоев конструкции пола, Вт/(м-°С), принимаемые расчетом по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных они оценивается по приложению Т (справочное) «Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий» СП 50.13 330.2012 «Тепловая защита зданий».

Не нормируется показатель теплоусвоения поверхности полов: а) имеющих температуру поверхности выше 23 °C; б) в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются тяжелые физические работы (категория III); в) в производственных зданиях при условии укладки на участке постоянных рабочих мест деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков; г) помещений общественных зданий, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залы музеев и выставок, фойе театров, кинотеатров и т. п.).

Пример выполнения практического задания № 1.4. Расчет показателя теплоусвоения поверхности пола

Вариант а. Определить показатель теплоусвоения поверхности пола У_п в соответствии с требованиями СП 50.13 330.2012 «Тепловая защита зданий», если конструкция пола состоит из поливинилхлоридного линолеума на теплоизолирующей подоснове из строительного войлока, наклеенного на железобетонную плиту перекрытия с круглыми пустотами.

Толщины и теплотехнические характеристики отдельных слоев конструкции пола (при их нумерации сверху вниз) даны в табл. 1.26.

Толщины и теплотехнические характеристики слоев конструкции пола.

Решение

• 1. Определяем тепловую инерцию слоев пола по формуле
• (1.10):

где Dj — тепловая инерция i-ro слоя; R_t — термическое сопротивление i-ro слоя, определяемое по формуле (1.12):

Si — расчетный коэффициент теплоусвоения материала i-ro слоя при условии эксплуатации А:

2. Суммарная тепловая инерция:

• первых трех слоев

следовательно, показатель теплоусвоения поверхности 7_П следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-го до 1-го:

• для 3-го слоя — по формуле

• для 2-го слоя — по формуле.

• для 1-го слоя — по формуле.

Показатель теплоусвоения поверхности пола 7_П принимается равным показателю теплоусвоения 1-го слоя У_г.

Вариант б. Определить, удовлетворяет ли в отношении теплоусвоения требованиям СНиП 23−02—2003 конструкция пола жилого здания из поливинилхлоридного линолеума на теплозвукоизолирующей подоснове из стеклянного волокна, наклеенного холодной битумной мастикой на железобетонную плиту перекрытия. Теплотехнические характеристики отдельных слоев конструкции пола (при их нумерации сверху вниз) даны в табл. 1.27.

Таблица 1.27

Теплотехнические характеристики отдельных слоев конструкции пола.

Решение

Определим тепловую инерцию слоев пола по формуле (1.15):

Поскольку суммарная тепловая инерция первых трех слоев: Di + D₂ + D₃ = 0,034 + 0,04 + 0,027 = 0,101 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяем последовательно с учетом четырех слоев конструкции пола с помощью формул (ЗЛО) и (ЗЛ1), начиная с третьего слоя:

Показатель теплоусвоения поверхности пола для жилых зданий не должен превышать У" = 12 Вт/(м² • °С), а расчетное значение показателя теплоусвоения данной конструкции Y_n = = 13,2 Вт/(м²-°С). Следовательно, рассматриваемая конструкция пола в отношении теплоусвоения не удовлетворяет требованиям норм.

Определим показатель теплоусвоения поверхности данной конструкции пола в том случае, если по плите перекрытия будет устроена стяжка из шлакопемзобетона (5 = 0,02 м: р₀ = = 1200 кг/м³, X = 0,37 Вт/(м*°С), s = 5,83 Вт/(м²-°С), R = = 0,054 (м²-°С)/Вт, D = 0,315).

Конструкция пола в этом случае будет состоять из пяти слоев.

Поскольку суммарная тепловая инерция первых четырех слоев Dj + D2 + D3 + D4 = 0,034 + 0,04 + 0,027 + 0,315 = 0,416 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяем последовательно с учетом пяти слоев конструкции пола.

Определим показатель теплоусвоения поверхности четвертого, третьего, второго и первого слоев:

Таким образом, устройство по плите перекрытия стяжки из шлакопемзобетона толщиной 20 мм уменьшило значение показателя теплоусвоения поверхности пола с 13,2 до 9,4 Вт/(м² • °С).

Практическое задание № 1.4. Расчет показателя теплоусвоения поверхности пола

Определить тепловую инерцию слоев пола и показатель теплоусвоения поверхности пола. Исходные данные для расчета принять в соответствии с заданным вариантом по табл. 1.28.

Таблица 1.28

Исходные данные для выполнения практического задания № 1.4.

• [1] первых двух слоев