Определение тепловых потерь через ограждение и температур между слоями ограждения

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ ПО РАЗДЕЛУ «СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА»

В одну из задач строительной теплотехники входит:

- обеспечение тепловой защиты зданий в зимний период времени с помощью соответствующих ограждающих конструкций;

- проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания;

- изучение процессов изменения температуры по толщине ограждения.

2.1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Пример 1

Расчет сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции.

Исходные данные

1) Район строительства: город Москва.

а) характеристика района строительства:

· расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ⁰С, принимаемая равной температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СП 131.13330.2012 [3] или СНиП 23-01-99*:

;

· средняя температура наружного воздуха отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха меньше ,определяемой по [3]: ;

· продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха меньше по[3]:

суток;

· зона влажности, определяемая по приложению В [1]:

нормальная;

б) назначение здания: Административное (архив).

· температура внутреннего воздуха, определяемая по нормам проектирования соответствующих зданий:

;

· влажность внутреннего воздуха, определяемая по нормам проектирования соответствующих зданий или по [1]:

;

в) влажностный режим помещения определяем по таблице 1 [1]: нормальный;

г) условия эксплуатации ограждающей конструкции определяем по таблице 2 [1] - Б;

д) конструкция стены приведена на рисунке 1.

Рис. 1 Конструкция стены:

1- штукатурка; 2 – кирпичная кладка; 3 – утеплитель; 4 – воздушная прослойка; 5 - кирпичная кладка; 6 – анкер.

^0,02 ^0,38х ^{0,02 0,12}

Таблица 1

Теплотехнические характеристики материала стены

Наименование материал	теплотехнические характеристики
δ, толщина, м	ρ, плотность, ^кг/_м³	λ,(прил. Д из [2]) коэффициент теплопроводности для условия эксплуатации Б
1. Штукатурка из цементно-песчаного раствора	0,02		0,93


2.Кирпичная кладка из кирпича керамического пустотного на цементно-песчаном растворе	0,38		0,64


3. Утеплитель - минераловатные маты прошивные на синтетическом связующем	X		0,07


4. Воздушная прослойка (не вентилируемая)	0,02	_


5. Кирпичная кладка из одинадцатипустотного силикатного кирпича	0,12		0,64

2) Теплотехнический расчет наружного ограждения:

· определяем градусы-сутки отопительного периода

· определяем нормированное сопротивление теплопередачи

;

коэффициенты a и b определяем по таблице 4 п.2[1] для административных зданий, здесь: ; ;

(м² ^{. 0}С/Вт); (м² ^{. 0}С/Вт);

· определяем необходимую толщину теплоизоляционного слоя

, где α_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, определяемой по таблице 7 [1];

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, определяемой по таблице 8 [2];

R_al - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойкой.

По конструктивным соображениям принимаем

Фактическое сопротивление теплопередачи равно

< - условие выполняется.

2.1.2 Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин ;

≤

· определяем нормируемый температурный перепад по таблице 5 [1]:

· определяем расчетный температурный перепад:

определяем по таблице 6 [1];

1,95<4,0 – удовлетворяет условию.

· проверка возможности выпадения конденсата на внутренней поверхности стены:

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции должна быть не менее температуры точки росы.

Наиболее вероятное появление конденсата влаги у наружных углов стены, где температура _у всегда ниже, чем на других участках внутренней поверхности ограждения .

Температура внутренней поверхности без теплопроводного включения определяется по формуле:

Температура внутренней поверхности у наружных углов стены определяется по формуле:

) = (t_int−t_ext)×(0,18−0,036 ∙ ), откуда

= − (t_int−t_ext)×(0,18−0,036∙ ).

=16,05 – (18 – ( −25))×(0,18 – 0,036 ∙ 2,54) = 12,24^оС

Температуру точки росы t_d определяем по приложению Р [2] в зависимости от t_int = 18⁰ C и абсолютной влажности воздуха _int = 50%

или по формуле t_d =20,1 – (5,75 – 0,00206 ∙ е_int)², здесь

е_int − действительная упругость водяного пара воздуха в помещении,

которую определяем по формуле

здесь

− максимальная упругость водяного пара определяется по приложению С [2].

t_d =20,1 – (5,75 – 0,00206 ∙ 1032,0)² = 6,7⁰ С

Условие 12,24^оС 6,7 ⁰ С

выполняется, следовательно, выпадение конденсата на внутреннюю поверхность стены у наружных углов не произойдет.

· подбор оконного заполнения.

Требуемое приведенное сопротивление для окна

, определяем по таблице 4 [1];

Для заданных климатических условий можно применить двухслойные стеклопакеты в деревянных или пластмассовых переплётах с твердым селективным покрытием внутреннего стекла.

Пример 2

Для наружной стены жилого дома в городе Пермь определить толщину утеплителя и выполнение санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания. Найти тепловые потери через ограждение размером 4х6 (м²). Вычислить температуру между слоями ограждения.

Исходные данные

Стена состоит из штукатурки из известково-песчаного раствора толщиной 15мм, кирпичной кладки из керамического пустотного кирпича = 1200 кг/м³толщиной 380мм, утеплителя из пенополистирольных плит плотностью = 100 кг/м³, кирпичной кладки из облицовочного керамического кирпича толщиной 120 мм и плотностью =1600 кг/м³.

Характеристика района строительства

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода = 225 суток .

Средняя расчетная температура отопительного периода = –5,5ºС.

Температура наиболее холодной пятидневки = –35ºС.

Температура внутреннего воздуха = + 21º С;

Влажность внутреннего воздуха = 55 %;

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/м² °С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения

= 23 Вт/м²·°С.

Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) [1]

= ( 21–(–5,5 )·225 = 5962,5ºС^.сут.

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен

вычисляем по формуле (1) [1] при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4

=0,00035·5962,5 + 1,4 =3,487 м²· °С/Вт.

Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента

теплотехнической однородности , который для стен толщиной 510 мм равен 0,74 (п.8,17 [8]), т.е.,

= ,

где – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²· °С/Вт.

Расчет ведется из условия равенства = , следовательно,

= = = 4,712 м²· °С /Вт.

Теплотехнические показатели материалов стены определяем по приложению (Д) [1], а расчетное сопротивление по формуле и сводим их в таблицу.

Таблица 2

Теплотехнические характеристики материала стены.

№ п/п	Наименование материала	, кг/м³	, м	,Вт/(м·°С)	, м²·°С/Вт
	Известково-песчаный раствор		0,015	0,81	0,019
	Кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича		0,380	0,52	0,731
	Плиты пенополистирольные		х	0,052	-
	Кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича (облицовочного)		0,120	0,52	0,231
				Итого:	0,981