767

Приложение 25

Удельные потери теплоты элементами фасада

А. Удельные потери теплоты примыкания плит перекрытия к трехслойной стене с облицовкой кирпичом

Перфорация 3/1

dп = 160

Б. Удельные потери теплоты для узла примыкания оконного блока к трехслойной стене с облицовкой кирпичом

В. Удельные потери теплоты для узла примыкания балконной плиты к стене с наружным утеплением (система «вентфасада»)

Перфорация 1/1

dп = 160

Продолжение приложения 25

Г. Удельные потери теплоты для узла примыкания оконного блока к стене с наружным утеплением (система «вентфасада»)

Рама сдвинута в утеплитель на 100 мм

dн = 20мм

Д. Удельные потери теплоты для узла примыкания плиты к стене из ячеистых блоков с облицовкой кирпичом

dн = 160 мм.

Ж. Удельные потери теплоты для узла примыкания оконного блока к стене из ячеистых блоков с облицовкой кирпичом

Рама 80 мм, dз = 60 мм.

Приложение 26

Примеры теплотехнических расчетов

Пример 1. Определить толщинку утеплителя трехслойной наружной стены для пятиэтажного жилого здания.

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 = –5,5 ºС. Температура холодной пятидневки, tн = –35 ºС.

Температура внутреннего воздуха, tв = + 20 ºС. Относительная влажность внутреннего воздуха, φв= 55%.

Коэффициент тепловосприятия 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. 1

Таблица 1 Состав стенового ограждения и нормируемые теплотехнические

показатели материалов

Б. Порядок расчета 1. Описание элементов составляющих стеновую конструкцию

Согласно «Правил расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [29] для трехслойной кирпичной кладки установлены следующие характерные элементы:

-крепеж утеплителя к стене;

-стыки с плитами перекрытий;

73

-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 принимаются следующие элементы:

-крепеж утеплителя к стене, так как он выполнен из стекловолокнистых стержней, которые оказывают незначительные потери тепла, сопоставимыми с допустимыми погрешностями при расчете;

-балконные плиты отсутствуют;

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

-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 вид плоских 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, равна: 32,4 х 17,55 = 568,62 м2.

На фасаде здания расположены следующие световые проемы:

-(1800 х 1500 мм) -18шт;

-(1200 х 1500 мм) - 20 шт.

74

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 междуэтажных перекрытий:

L1 = 31,38 х 4 = 125,52 м.

Удельная геометрическая характеристика для плит перекрытий равна:

l1= = 0,259м-1

По экспликации оконных проемов устанавливаем общую длину проекции оконных откосов:

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

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

l2= = 0,359 м-1

3. Определение толщины утеплителя

Согласно «Правил расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [29] для плоских элементов толщину утеплителя 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

где ут - коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м·°С);

бк, бобл, бут 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·°С).

= 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(4):

4. 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 (6):

76

U i 1 = = 0,2 (м2·оС)/Вт.

Rоусл

Удельные потери теплоты через стык стены с плитой перекрытия, Ψ1, Вт/( м·°С) определяют по таблице А приложения (25).

Анализируя табл. А 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 определяются удельные потери теплоты для коэффициента теплопроводности кирпичной кладки - о= 0,81Вт/(м·°С).

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

Ψ= 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 (м2 оС)/Вт:

Ψ= 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:

Ψ= 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 (м2 оС)/Вт:

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

Затем определяются удельные потери тепла для термического

сопротивления утеплителя Rут = 4,0 (м2оС)/Вт при теплопроводности материала кладки - о= 0,81 Вт/(м·°С).

1. Для плиты перекрытия 160 мм и Rут = 4,0 м2 оС)/Вт:

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

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

Ψ = 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=0,249Вт/(м оС);

Удельные потери теплоты, Ψ2, Вт/(м оС), для узла примыкания оконной рамы толщиной 80 мм к стене определяются по таблице Б приложения (25), по одному параметру - термическому сопротивлению теплопередаче утеплителя – Rут = 4,0(м2 оС)/Вт.

Анализируя таблицу Б, устанавливаем, что в пределах термических сопротивлений утеплителя от 1,5 до 6,0 (м2 оС)/Вт численные значения удельных потерь теплоты, Ψ2 составляют 0,104 Вт/(м оС), по-

77

этому и для термического сопротивления Rут = 4,0 (м2 оС)/Вт в узле примыкания оконной рамы к стене с облицовкой кирпичом удельные потери теплоты принимаем равными Ψ2, = 0,104 Вт/(м оС).

5. Определение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции

После установления удельных потерь теплоты для всех элементов в рассматриваемом фрагменте ограждающей конструкции осуществляется расчет приведенного сопротивления теплопередаче (Rопр) исследуемой стены. Данные расчетов сводим в табл. 2 и рассчитываем суммарный поток теплоты для характерных элементов фрагмента ограждающей конструкции.

Полученное расчетным путем приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции, равное Rопр = 3,322(м2·оС)/Вт, меньше требуемого сопротивления теплопередаче

78

Rотр = 3,408 (м2·оС)/Вт всего лишь на 2,6%, что не противоречит нормативным требованиям.

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

6. Определение коэффициента теплотехнической однородности

Коэффициент теплотехнической однородности (r) определяется по формуле (8):

7. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

Проверка выполнения требований санитарно-гигиенических условий осуществляется из условия, что температура на внутренней

поверхности ограждения ( в ) должна быть не менее температуры точки росы (tр):

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

в 18,76 > tв = 10,69 ºС, выполняется.

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

79

Пример 2. Определить приведенное сопротивление теплопередаче и коэффициент теплотехнической однородности для стены, выполненной по системе «вентфасада» (СТФК).

А. Исходные данные

Здание запроектировано по каркасной системе из монолитного железобетона. Наружные стены выполнены из пенобетонных блоков толщиной 250 мм. Толщина теплоизоляционного слоя из минеральных волокнистых плит составляет 120 мм. Наружный защитный слой выполнен из паропроницаемой штукатурки толщиной 6 мм. Толщина монолитных плит перекрытия составляет 200 мм. Плиты балконов и лоджий перфорируются в отношении пустоты/бетонные перемычки 1/1. Оконная рама толщиной 70 мм выдвинута в плоскость утеплителя на 100 мм.

Теплотехнические характеристики конструктивных слоев стены приведены в табл. 3.

Таблица 3

Теплотехнические характеристики материалов слоев стены

При наружном утеплении торцы плит перекрытий закрываются слоем утеплителя и не являются «мостиками холода», в связи с этим для данного вида ограждения следует учитывать только стыки с балконными плитами, так как в этих местах разрывается слой утеплителя.

Б. Порядок расчета

1. Описание элементов составляющих стеновую конструкцию

Для стены, выполненной с наружным утеплителем и тонким слоем штукатурки, характерны следующие элементы [29]:

-крепеж утеплителя (анкер с тарельчатым дюбелем);

-стыки с балконными плитами;

-стыки с оконными блоками;

-примыкание к фундаменту;

-примыкание к покрытию;

-стык с другими видами стеновых конструкций.

80