Бесчердачное покрытие. 
Отопление гражданского здания

Эскиз элемента ограждающей конструкции Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (бесчердачного покрытия).

Таблица 2.2.

Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1].

Градусо-сутки отопительного периода D_d, С•сут. [2, формула 2].

D_d = (t_int — t_ht) • z_ht ,.

где:

D_d — градусо-сутки отопительного периода, °С· сут, для конкретного пункта;

t_int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30 494 (в интервале 20…22 °С).

t_ht, z_ht — средняя температура наружного воздуха, °С и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23−01−99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °C — при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °C — в остальных случаях.

D_d = (20 — (-3,1))· 214 =4943,4 °С · сут.

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg, (м²•С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1].

R_reg = a•D_d + b,.

где:

a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала до 6000 °С· сут: a = 0,75 b = 0,15; для интервала 6000−8000 °С· сут: a_=_0,5 b = 0,3; для интервала 8000 °С· сут и более: a = 0,25 b = 0,5.

R_reg = 0,0005· 4943,4 + 2,2 = 4,672 (м²· °С)/Вт.

Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции д_min, м, (для наружной стены — основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий — теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: R_o R_reg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства R_o = R_reg,.

где R_reg — нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м²•С)/Вт;

R_o — сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м²•С)/Вт, определяемое по формуле.

R_o = R_int + R_k + R_ext ,.

где: — термическое сопротивление теплоотдачи, (м²•С)/Вт;

— термическое сопротивление тепловосприятию, (м²•С)/Вт;

_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²•С), [2, табл.7];

_ext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м²•С),.

R_k — термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м²•С)/Вт, определяемое для однородной (однослойной) ограждающей конструкции по формуле [4, формула 3]:

R_k = _,

где:

д — толщина слоя ограждающей конструкции, м.

л — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м•С), [4, табл. Е.1].

Термическое сопротивление ограждающей конструкции R_k с последовательно расположенными однородными слоями, (м²•С)/Вт, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоёв [4, формула 4]:

R_k = R₁ + R₂ + … + R_n + R_а.l ,.

где:

R₁, R₂ … R_n — термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м²•С)/Вт, определяемые по формуле (4).

R_а.l — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м²•С)/Вт.

Расчёт термического сопротивлении железобетонной пустотной плиты:

Рисунок 1. Пустотная железобетонная плита (поток тепла снизу вверх).

Для упрощения расчетов выделим фрагмент плиты длиной 1000 мм и шириной 210 мм. Заменим круглый воздушный канал диаметром 160 мм равным ему по площади квадратным, со стороной квадрата 140 мм ().

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки I… III.

Термическое сопротивление участков I и III:

Площадь участков I и III:

Термическое сопротивление участка II:

.

где — сопротивление воздушной прослойки, которое принимается при положительной температуре воздуха в прослойке и потоке тепла «снизу-вверх».

Площадь участка II:

Термическое сопротивление находится по формуле:

где:

F₁, F₂, …, F_n — площади отдельных участков конструкции, м²

R₁, R₂, …, R_n — термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемых по формулам:

— для однородных участков;

— для неоднородных участков;

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки IV … VI.

Термическое сопротивление однородных слоев IV и VI определяется по формуле:

Слой V имеет толщину 0,14 м и состоит из трех участков в том числе два площадью и выполнены из железобетона и один — замкнутая воздушная прослойка.

Термическое сопротивлении слоя V определяем по формуле:

Термическое сопротивление всей конструкции определяется по формуле как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:

Если величина не превышает более чем на 25%, то приведенное термическое сопротивление такой конструкции определяется по формуле:

.

Для рассматриваемой в примере железобетонной пустотной плиты приведенное термическое сопротивление составляет:

д_min => д₃ = [R_reg — ] · л₃

д3 = [4,672 — ] · 0,09 = 0,386 м.

Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции д₃, м.

Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции д₃=0,40 м.

Для расчёта теплоэнергетического баланса примем толщину бесчердачного покрытия 0,7 м.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R₀, (м²•С/Вт), определяется на основании формулы (3).

R_o = ,.

где д₃, м, принимается по п. 2.2.6.

R_o = =4,831 (м²· °С)/Вт.

Проверка выполнения условия R_o R_reg.

R_o = 4,831 (м²•С)/Вт.

R_o R_reg.

R_reg = 4,672 (м²•С)/Вт Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м²•С).

k =.

k = =0,207 Вт/(м²· °С).