Определение толщины утеплителя

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЁТА ОГРАЖДАЮЩЕЙ СТЕНЫ ЗДАНИЯ

Исходные данные: стена четырёхслойная, без воздушной прослойки.

Задача: определить расчётом минимальную толщину эффективного утеплителя - минераловатная плита.

Определение климатических условий местности и микроклимат помещения

Для примера приводится район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое.

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна – 55% (СНиП 23–02–2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года t_int= 20°С (ГОСТ 30494–96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха t_ext, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = –31°С (СНиП 23–01–99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна z_ht =215 сут. (СНиП 23–01–99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период составляет t_ht= –4,1°С (СНиП 23–01–99 табл. 1 столбец 12).

2. Графическая схема заданной конструкции стены (4-слойная)

Стена состоит из следующих слоёв:

Кладка из кирпича декоративного (бессер) толщиной 90 мм;
Утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком "Х", так как она будет найдена в процессе расчёта;
Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе - толщиной 250 мм;
Штукатурка (сложный раствор) толщиной 20 мм - дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

Определение теплофизических характеристик материалов

Характеристики основных строительных материалов определены эмпирическим путём и сведены в таблицы для расчётов.

Для данного примера расчёта приводятся следующие значения:

*Примечание: более точные расчётные характеристики материалов можно также найти на сайтах производителей.

РАСЧЕТ: Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, исходя из требований санитарных норм и условий энергосбережения.

Определение нормы тепловой защиты

А) по условию энергосбережения:

Определение градус–суток отопительного периода (по п.5.3 СНиП 23–02–2003):

D_d = (t_int – t_ht)z_ht = (20 + 4,1)215 = 5182°С×сут

*Примечание: также градус–сутки имеют обозначение – ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23–02–2003 (табл.4), в зависимости от градус–суток района строительства:

R_req= a×D_d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м²×°С/Вт,

где: Dd – градус–сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b – коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23–02–2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

Б) по нормам санитарии:

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается только для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м³, и зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12°С и ниже, а также для зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23–02–2003):

где: n = 1 – коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

t_int= 20°С – значение из исходных данных;

t_ext= –31°С – значение из исходных данных;

Δt_n= 4°С – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

α_int= 8,7 Вт/(м²×°С) – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

Норма тепловой защиты определяется как значение требуемого сопротивления теплопередачи конструкции.

Из 2-х приведенных выше вычислений значений тепловой защиты, за требуемое сопротивление теплопередаче выбираем R_req из условия энергосбережения и обозначаем его теперь R_трО=3,214м²×°С/Вт_.

Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi– толщина слоя, мм;

λ_i – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R₁ = 0,09/0,96 = 0,094 м²×°С/Вт

2 слой (утеплитель - минераловатная плита): R₂ = ?

3 слой (силикатный кирпич): R₃ = 0,25/0,87 = 0,287 м²×°С/Вт

4 слой (штукатурка): R₄ = 0,02/0,87 = 0,023 м²×°С/Вт

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

где: R_int = 1/α_int = 1/8,7 – сопротивление теплопередаче на внутренней поверхности;

R_ext = 1/α_ext = 1/23 – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности, α_extпринимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣR_i = 0,094 + 0,287 + 0,023 – сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23–101–2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м²·°С/Вт.

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λ_ут – коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣR_т,i – сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м²·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R₀= 3,503м²×°С/Вт > R_тр0= 3,214 м²×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Дата добавления: 2021-04-06; просмотров: 61; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!