722

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, aв= 8,7 Вт/(м2·°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, aн=23 Вт/(м2·°С).

Состав стенового ограждения приведен в табл. 2.

Таблица 2

Состав стенового ограждения и нормируемые теплотехнические показатели материалов

Б. Порядок расчета 1. Описание элементов составляющих стеновую

конструкцию

Согласно «Правил расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [22] для трехслойной кирпичной кладки установлены следующие характерные элементы:

-крепеж утеплителя к стене;

-стыки с плитами перекрытий;

-стыки с балконными плитами;

-стыки с оконными блоками;

-примыкание к фундаменту;

-примыкание к покрытию;

-стыки с другими видами стеновых конструкций. Среди перечисленных элементов в расчет не принима-

ются следующие элементы:

- крепеж утеплителя к стене, так как он выполнен из стекловолокнистых стержней, которые оказывают незначи-

21

тельные потери тепла, сопоставимыми с допустимыми погрешностями при расчете;

-балконные плиты отсутствуют;

-примыкание к фундаменту, так как оно утеплено и таким образом, дополнительные тепловые потери невозникают;

-примыкание к покрытию утеплено и имеет малые тепловые потери;

-стыки с другими видами стеновых конструкций отсутствуют.

Оставшиеся элементы представляют:

-плоский элемент 1, состоящий из наружной стены из кирпичной кладки с утеплителем и с наружной облицовкой кирпичом;

-линейный элемент 1, представляющий собой стык стены с плитой перекрытия толщиной 220 мм; перфорация плит перекрытия 3/1.

-линейный элемент 2, представляющий собой стык стены с оконным блоком (рама толщиной 80 мм, кирпичная кладка установлена с зубом 60 мм).

Таким образом, в рассматриваемом фрагменте ограждающей конструкции один видплоских и два вида линейных элементов.

2.Определение геометрических характеристик

элементов

Фасад здания, имеет следующие размеры: длина - 32,4 м; высота – 17,55 м.

Общая площадь фасада, включая световые проемы, рав-

на:

32,4 х 17,55 = 568,62 м2.

22

На фасаде здания расположены следующие световые проемы:

-(1800 х 1500 мм) -18шт;

-(1200 х 1500 мм) - 20 шт.

Суммарная площадь световых проемов равна 84,6, м2:

1,8 х 1,5 х 18 = 48,6 м2; 1,2 х 1,5 х 20 = 36,0 м2;

Площадь поверхности фрагмента ограждающей конструкции для расчета приведенного сопротивления теплопередаче (Rопр) составляет:

А = 568,62 – 84,6 = 484,02 м2.

Суммарная протяженность торцов плит перекрытий на фасаде одного этажа составляет:

L1 = 32,4 - 0,51 х 2 = 31,38 м,

Учитывая тот факт, что чердачное и надподвальное перекрытия утеплены, поэтому их торцы не принимаются в расчете суммарной протяженности плит перекрытия и расчет ведется только для 4-х междуэтажныхперекрытий:

L1 = 31,38 х 4 = 125,52 м.

Удельная геометрическая характеристика для плит пе-

По экспликации оконных проемов устанавливаем общую длину проекции оконных откосов:

L2 = (2 х1,8 + 2 х 1,5) х 18 +(2 х1,2 + 2 х1,5) х 20 = 174,0 м.

Длина проекции этих откосов, приходящаяся на 1 м2 площади фрагмента составляет:

3. Определение толщины утеплителя

Согласно «Правил расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [22] для плоских элементов толщину утепли-

23

теля определяют с помощью целевого сопротивления теплопередаче (Rц,), которое должно быть не ниже требуемого (Rотр). Для этого целевое сопротивления теплопередаче стены умножают на 1,5 и рассчитывают толщину утеплителя со значением Rоусл=1,5Rц. При этом, полученное расчетным путем приведенное сопротивление теплопередаче должно быть не меньше целевого сопротивления теплопередаче и отличаться от него не более чем:

- на 10% для Rоусл 3,5 (м2·оС)/Вт;.

Сначала определяется величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по формуле (5):

ГСОП = (tв –tот) zот = (20 + 5,5) х 225 = 5737,5 оС сут год .

Значение требуемого сопротивления теплопередаче сте-

ны здания вычисляется по формуле (6):

Rотр = а ∙ ГСОП + b = 0,00035 х 5737,5 + 1,4 = 3,408 (м2 ·оС)/Вт.

Принимаем величину целевого сопротивления теплопередаче (Rц,) равной Rотр=3,408 (м2·оС)/Вт, и устанавливаем

где ут - коэффициент теплопроводности утеплителя,

и бшт - соответственно, толщина кирпичной кладки, облицовки, утеплителя и штукатурки, м;

λк, λобл, λут и λшт- соответственно, коэффициенты теплопроводности кирпичной кладки, облицовки, утеплителя и штукатурки, Вт/(м·оС).

24

= 0,05 (5,112- 0,998) = 0,05 х 4.114 = 0,205 м.

Принимаем толщину утеплителя из пенополистирольных плит равной 200 мм и рассчитываем условное сопротивление теплопередаче стенового ограждения по формуле (11):

3. Определение удельных потерь теплоты элементами стены

Для определения приведенного сопротивления теплопередаче исследуемой стены необходимо определить удельные потери теплоты для всех элементов, входящих в ограждающую конструкцию.

Сначала определяются удельные потери теплоты для плоского элемента стены по формуле (10):

U i 1 = = 0,2 (м2·оС)/Вт.

Rоусл

Удельные потери теплоты через стык стены с плитой перекрытия, Ψ1, Вт/(м ОС) определяют по приложению (40).

Анализируя приложение (40) устанавливаем, что удельные потери теплоты для теплотехнических показателей рассматриваемого варианта стенового ограждения в таблице отсутствуют, поэтому их определяем интерполяцией. Отличия заключаются в 3-х параметрах: теплопроводности кладки; термического сопротивления слоя утеплителя и толщины плиты перекрытия.

Сначала определяем удельные потери теплоты для коэффициента теплопроводности кирпичной кладки – о= 0,81Вт/(м·°С), плит перекрытия толщиной 160 и 210 мм и

25

двух термических сопротивлений утеплителя Rут = 2,44 и 6,1 (м2оС)/Вт:

1. Для плиты перекрытия 160 мм и Rут = 2,44(м2оС)/Вт:

Ψ1= 0,154 + (0,163- 0,154) х (0,81 - 0,6) / 0,6 = 0,159 Вт/(м оС);

2. Для плиты перекрытия 160 мм и Rут = 6,1(м2оС)/Вт:

Ψ1 = 0,154 + (0,204-0,194) х (0,81 - 0,6) / 0,6 = 0,197 Вт/(м оС); 3. Для плиты перекрытия 210 мм и Rут = 2,44(м2оС)/Вт:

Ψ1 = 0,208 + (0,217 - 0,208) х (0,81 - 0,6) / 0,6 = 0,211Вт/(м оС); 4. Для плиты перекрытия 210 мм и Rут = 6,1(м2оС)/Вт:

Ψ1 = 0,250 + (0,263-0,250) х (0,81 - 0,6) / 0,6 = 0,254Вт/(м оС).

Затем вычисляем удельные потери тепла для термического сопротивления утеплителя Rут = 4,0 (м2оС)/Вт при теплопроводности материала кладки - о= 0,81Вт/(м·°С) и плит перкрытия толщиной 160 и 210 мм.

5.Для плиты перекрытия 160 мм и Rут = 4,0 м2оС)/Вт:

Ψ1 = 0,159 + (0,197- 0,159) х (4,0 - 2,44) / 2,44 = 0,183 Вт/(м оС);

6.Для плиты перекрытия 210 мм и Rут = 4,0 м2оС)/Вт:

Ψ1 = 0,211 + (0,254-0,211) х (4,0- 2,44)/ 2,44 = 0,238 Вт/(м оС);

Третьим этапом расчета устанавливаются удельные потери тепла для плиты перекрытия 220 мм, которые составляют:

Ψ1 = [(0,238- 0,183) / (210-160) х 10]+0,238=0,249 Вт/(м оС);

Удельные потери теплоты, Ψ2, Вт/(м оС), для узла примыкания оконной рамы толщиной 80 мм к стене определяются по приложению (41), по одному параметру - термическому

сопротивлению теплопередаче утеплителя - Rут = 4,0 (м2оС)/Вт.

Анализируя приложение (41), устанавливаем, что для термических сопротивлений утеплителя 3,0 и 6,0 (м2оС)/Вт численные значения удельных потерь теплоты, Ψ2 составляют соответственно 0,104 и 0,114 Вт/(м оС), поэтому для тер-

26

мического сопротивления Rут = 4,0 (м2 оС)/Вт в узле примыкания оконной рамы к стене с облицовкой кирпичом удельные потери теплоты определяем интерполяцией:

Ψ2, = 0,104 + 0,114- 0,104) х (4,0 - 3,0) / 3,0 = 0,108 Вт/(м оС).

5.Определение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции

После установления удельных потерь теплоты для всех элементов в рассматриваемой ограждающей конструкции осуществляется расчет приведенного сопротивления теплопередаче (Rопр) исследуемой стены. Данные расчетов сводим в табл. 3 и рассчитываем суммарный поток теплоты для характерных элементов фрагмента ограждающей конструкции.

Таблица 3

Определение удельного потока теплоты через ограждающую конструкцию стены

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции рассчитывается по формуле (8):

Rопр = = = 3, 311(м2·оС)/Вт.

Полученное расчетным путем приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции, равное Rопр = 3,311(м2·оС)/Вт, меньше требуемого сопротив-

27

ления теплопередаче Rотр = 3,408 (м2·оС)/Вт всего лишь на 2,9 %, что не противоречит нормативным требованиям.

Таким образом, принятая в результате теплотехнического расчета толщина утеплителя удовлетворяет условиям тепловой защиты здания.

6. Определение коэффициента теплотехнической однородности

7. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований осуществляется из условия, что температура на внутренней поверхности ограждения( в ) должна быть не менее

температуры точки росы (tр): в tр ,

где tв-температура на внутренней поверхности ограждения, оС;

tр -температура точки росы, оС.

Температура на внутренней поверхности ограждения ( в ) определяется по формуле (15):

Согласно приложению (6) для температуры внутреннего воздуха tв = 20 ºС и относительной влажности φ= 55 % температура точки росы составляет tр=10,69 ºС, следовательно, условие:

28

в 18,76 > tв = 10,69 ºС, выполняется.

Вывод: Ограждающая конструкция трехслойной стены удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 2.Определить толщину утеплителя и выполнение санитарно-гигиенических требований тепловой защиты перекрытия холодного чердака пятиэтажного жилого дома

А. Исходные данные

Место строительства - г. Пермь.

Зона влажности и влажностный режим помещения - нормальные.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б. Продолжительность отопительного периода, zот= 225

суток.

Расчетная температура отопительного периода, tот = –

5,5ºС.

Температура холодной пятидневки, tн = –35 ºС. Температура внутреннего воздуха, tв = + 20 ºС. Относительная влажность внутреннего воздуха, φв= 55%. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности

ограждения, aн=23 Вт/(м2·оС).

Состав стенового ограждения приведен в табл. 4.

Таблица 4

Состав чердачного перекрытия и нормируемые теплотехнические показатели материалов

Б. Порядок расчета 1. Определение толщины утепляющего слоя

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (5):

ГСОП = (tв –tот) zот = (20 + 5,5) х 225 = 5737,5 оСсут год.

Вычисляем значение требуемого сопротивления теплопередаче (Rотр) чердачного перекрытия по формуле (6), приняв значения коэффициентов (а) и (b) по (табл. 3) СП

50.13330.2012,(табл.3), которые составляют: а = 0,00045 и b= 1,9:

Rотр = а ∙ ГСОП + b = 0,00045 х 5737,5 + 1,9 =4,481(м2·оС)/Вт.

Из условия равенства общего термического сопротивления требуемому ( R0 =Rотр), определяем термическое сопротивление утепляющего слоя (Rут):

Rн - термическое сопротивление теплоотдачи наружной

поверхности ограждения, равное 1 ;

н

Rж.б - термическое сопротивление железобетонной пли-

ты перекрытия, величина которого составляет 0,142 (м2·°С)/Вт;

Rп.и - термическое сопротивление слоя пароизоляции; Далее по формуле (12) вычисляем толщину утепляюще-

го слоя:

ут Rут ут = 4,124х 0,07 = 0,288 м.

Принимаем толщину утепляющего слоя 300 мм.

30