Теплотехнический расчёт наружной стены

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ следует принимать не менее требуемых значений R, определяемых из условия энергосбережения и комфортных условий.

1. Из условий энергосбережения:

ГСОП = (t_в — t_от) Z_от = (20 + 3,5)239 = 5616,5 (Ссут.).

где t_в — температура внутреннего воздуха. (С);

t_от — средняя температура отопительного периода. (С);

Z_от — продолжительность отопительного период. (сут);

Методом интерполяции находим, что R = 2,695 (м²ч/Вт);

2. Из условий комфортности:

R = = = 1,58 (м²ч/Вт).

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

t_в — температура внутреннего воздуха. (С);

t_н = t_x5— средняя температура наиболее холодной пятидневки (С);

Д t_н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждающей конструкции (С);

б_в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²С) .

3. Определяем сопротивление теплопередаче R0, (м2С)/Вт, ограждающей конструкции по формуле:

R₀ = = + R_к +.

где R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции,.

(м²С)/Вт;

б_н — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей поверхности, Вт/(м²С).

Определяем термическое сопротивление R_к, (м²С)/Вт, многослойной ограждающей конструкции по формуле:

R_к = R₁ + R₂ + R₃ + R_в.п

где R₁, R₂, R₃ — термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающей конструкции;

R_вп — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.

Определяем термическое сопротивление R, (м²С)/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции по формуле:

R =.

где д — толщина слоя, м;

л — расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²С).

Следовательно,.

R_к = + + = + +.

R₀ = + R_к + = + + + + = 1,047 +.

д₂ = (R₀ — 1,047)0,03.

Исходя из того, что R₀ R выбираем значение 1,58 (м²ч)/Вт, тогда д₂ = (1,58 — 1,047)0,03 = 0,16 м.

То есть толщина слоя утеплителя (пенополиуретана) наружной стены равна 0,16 м.

Определение тепловой инерции ограждения.

Тепловую инерцию D ограждающей конструкции определяем по формуле:

D = R₁ S₁ + R₂ S₂ + R₃ S₃ = 5,68 + 0,35 + 5,68 = 6,92.

где R₁, R₂, R₃ — термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м²С)/Вт;

S₁, S₂, S₃ — расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждающей конструкции, Вт/м²С.

(D < 7, следовательно, ограждение имеет среднюю инерционность.).

Проверка теплоустойчивости ограждения.

Под теплоустойчивостью ограждения понимают его способность сохранять относительное постоянство температуры на своей внутренней поверхности при периодически тепловых воздействиях. Эти воздействия со стороны улицы формирует солнце. Своего максимального значения достигают летом. теплопередача отопление элеватор проектирование Так как место строительства имеет среднюю температуру июля (t_нVII=17,8 С) меньше, чем 21С, то нет необходимости проводить проверку теплоустойчивости ограждения.

Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы.

Исходя из заданной влажности ц_в определяем упругость водяных паров в воздухе помещения e_в:

e_в = = = 1286 (Па).

где E_в — максимальная упругость водяных паров, отвечающая заданной температуре внутреннего воздуха (при t_в = 20С E_в = 2338 Па.).

Далее по значению e_в (используя табличные данные) методом интерполяции находим точку росы t_р: e_в = 1286 Па;

• 10 С — 1227 Па 1С — 84 Па
• 11 С — 1311 Па Дt_р — (1286 — 1227) Па

Дt_р = 0,702 С.

следовательно, при e_в = 1286 Па t_р = Дt_р +10 = 0,275 +10 = 10,702С.

Температура на внутренней поверхности ф_в равна.

ф_в = t_в — = 20 — = 15,99 ©.

Так как ф_в > t_р, то процесса выпадения росы происходить не будет.

Проверка на выпадение росы в толще ограждения.

Определяем сопротивление паропроницанию каждого слоя R_п = и конструкции в целом R_п = = 10,87 (м²ч/Вт); R_п = = 22,86 R_п = = 6,52 (м²ч/Вт).

R_п = = 10,87+22,86+6,52= 40,25 (м²ч/Вт).

где д — толщина слоя ограждающей конструкции, м;

м — расчётный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/м.

Находим максимальную упругость водяных паров Е, отвечающую температуре на внутренней поверхности ограждения ф_в, при t_н = t_н (января месяца):

ф_в = t_в — = 20 — = 17,68 С.

Далее по значению ф_в (используя табличные данные) методом интерполяции определяем упругость водяных паров Е: ф_в = 17,68 С.

• 17 С — 1937 Па 1 С — 126 Па
• 18 С — 2063 Па 0,68 С — ДЕ

ДЕ= 85,68 Па.

следовательно, при ф_в = 17,52 С Е= Д Е + 1937 = 85,68 + 1937 = 2022,68 Па.

3. Теплотехнический расчет кровли.

На чердаке проектируемого здания предполагается установка отопительного оборудования. Таким образом для максимально рационального использования тепла, поступающего от разводящей сетей отопительных трубопроводов в пространстве чердачного помещения, следует предусмотреть возможность использования свободного пространства чердака. Для данных нужд температура в чердачном помещении должна поддерживаться такая же как и во всем доме. tч = tв = 20 ° С.

Форма и размеры кровли:

Выбираем конструкцию кровли:

1. Выбираем конструктивную схему кровли:

• 2. Учитывая, что в г. Брянске нормальная зона влажности (Б) (в соответствии с прил. 1.2 СНиП II-3−79):
  • — Защитно-декоративный слой представляет собой листы металлочерепицы марки НС57−750−0,6 (ГОСТ 24 045−94), выполненные из холодно-катанного оцинкованного стального профиля, толщиной 0,6 мм. Ввиду незначительной толщины данный слой при расчете на теплопроводность учитываться не будет.

В качестве материала для кровельного слоя легкого бетона принимается:

— пемзобетон (ГОСТ 25 820), плотностью 800 кг/м3, толщиной слоя д1 = 50 мм; л1 = 0,26 Вт/м°С В качестве материала для теплоизоляционного слоя примем:

— плиты из экструдированного пенополистирола марки «Флурмат 200», плотностью 25 кг/м3, л2 = 0,029 Вт/м°С Для предотвращения выпадения росы в толще кровли предусматривается слой пароизоляции в виде полиэтиленовой пленки д1' = 0,16 мм., (в соответствии с прил. 11 СНиП II-3−79*).

В качестве материала для несущего слоя легкого бетона примем:

— туфобетон (ГОСТ 25 820), плотностью 1200 кг/м3, толщиной слоя д3 = 100 мм; л3 = 0,47 Вт/м°С Расчет толщины утеплителя:

дут = (2,677 / 1 — (1/23 + 0,05/0,26 + 0,1/0,47 + 1/8,7))*0,029.

дут = 60 мм.

Определение сопротивления теплопередаче расчетной кровли:

R0 = 1/бв + Rk + 1/ бн ,.

где бв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

Rk = УRi, где Ri — термическое сопротивление i-того слоя бн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;

бв = 8,7 Вт/м2°С, в соответствии со СНиП II-3−79.

бн = 23 Вт/м2°С, в соответствии со СНиП II-3−79.

Ri = дi/лi.

R0 = 2,63 (м2*°С)/Вт Условие R0>R0тр.энерг. не более чем на 10% - выполняется Итоговая конструкция кровли:

4. Теплотехнический расчет полов:

В проектируемом здании пол первого этажа располагается над подвалом.

Расчет сопротивления теплопередаче пола:

1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче пола, отвечающего санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

.

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3*;

tв — расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ГОСТ 30 494–96 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

tн — расчетная зимняя температура наружного воздуха, С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23−01−99(2003):

tн — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2*;

в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*.

n = 0,9,.

tв= 20 °C,.

tн = -35°C,.

tн = 2,0°C,.

в = 8,7 Вт/(м2°C).

Rтр0 = 0,9*(20+35)/(2,0*8,7) = 2,84 м2°C/Вт Определяем конструкцию пола.

В качестве материала для внутреннего слоя принимается:

— Доски из сосны и ели поперек волокон (ГОСТ 9463−72*), плотностью 500 кг/м3, толщиной слоя д1 = 30 мм; л1 = 0,18 Вт/м°С В качестве материала для 2-го внутреннего и 2-го наружного слоя принимается:

— Цементно-песчаный раствор, плотностью 1800 кг/м3, толщиной слоя д2 = 50 мм; д6 = 30 мм л2 = 0,93 Вт/м°С Для предотвращения выпадения росы в толще пола предусматривается 2 слоя пароизоляции в виде рубероида (ГОСТ 10 923−82) плотностью 1600 кг/м3, д3 = 3 мм ., д5 = 3 мм (в соответствии с прил. 11 СНиП II-3−79*), л3 = 0,17 Вт/м°С В качестве материала для теплоизоляционного слоя примем:

— плиты минераловатные полужесткие на синтетическом связующем (ГОСТ 9573−96), плотностью 350 кг/м3, д4 = 50 мм, л4 = 0,11 Вт/м°С В качестве материала для несущего слоя примем:

— железобетон, плотностью 2400 кг/м3, толщиной слоя д7 = 220 мм; л7 = 2,04 Вт/м°С.