767

Среди перечисленных элементов в расчет не принимаются следующие элементы:

-анкеры с тарельчатым дюбелем, так как они имеют неметаллический распорный элемент и их удельные потери теплоты значительно меньше погрешности расчетов;

-примыкания к фундаменту и к покрытию утеплены и, таким образом, дополнительные тепловые потери в этих стыках не возникают;

-стыки с другими видами стеновых конструкций отсутствует. Оставшиеся элементы представляют:

-плоский элемент 1, состоящий из наружной стены из блоков ячеистого бетона, утепленной слоем минераловатных плит и закрытой тонким слоем штукатурки;

-линейный элемент 1, представляющий собой стык балконной плиты со стеной;

-линейный элемент 2, представляющий собой примыкание оконного блока к стене.

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

2.Определение геометрических характеристик элементов фасада

Фасад здания, включая световые проемы, имеет общую площадь 2740 м2. На фасаде здания расположены следующие световые проемы:

-2400 х 2200 мм (окно с балконной дверью) - 50 шт;

-2400 х 1800 мм - 50 шт;1200 х 1800 мм - 60 шт;

- 1200 х 1200 мм - 18 шт.

Суммарная площадь световых проемов составляет 611,5 м2, в том числе:

-2,4 х 2,0 х 50 = 240 м2; 2,4 х 1,8 х 50 = 216 м2;

-1,2 х 1,8 х 60 = 129,6 м2; 1,2 х 1,2 х 18 = 25,9,м2.

Площадь поверхности фрагмента ограждающей конструкции

для расчета приведенного сопротивления теплопередаче (Rопр) составляет:

А = 2740 – 611,5 =2128,5 м2.

Суммарная протяженность балконных плит на фасаде составляет L1 =275 м. Удельная геометрическая характеристика для балконных плит равна:

81

Общая длина проекции оконных откосов, определяется по экспликации оконных проемов:

L2 = (2 х 2,4 +2 х 2,2) х 50 + (2 х 2,4 + 2 х 1,8) х 50 +

+ (2 х 1,2 + 2 х 1,8) х 60 + ( 2 х 1,2 + 2 х 1,2) х 18 = 1298 м

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

3. Определение удельных потерь теплоты элементами фасада

Для плоского элемента фрагмента стены сначала определяется величина условного термического сопротивления (Rоусл) по форму-

ле (4):

Rоусл = + + + + = 4,43(м2·оС)/Вт.

Удельные потери теплоты для плоского элемента определяются по формуле (6):

U i 1 = = 0,226 (м2·оС)/Вт.

Rоусл

Для линейного элемента 1 узла примыкания балконной плиты к стене удельные потери теплоты (Ψ1), принимаются по таблице В приложения (25). В связи с тем, что толщина плиты перекрытия в рассматриваемом примере не соответствует приведенным в таблице В значениям, поэтому удельные потери теплоты находим интерполяцией.

Для рассматриваемого примера сопротивление теплопередаче слоя утеплителя составляет Rут = 3,0 (м2∙оС)/Вт, а коэффициент теплопроводности ячеистых блоков равен - = 0,2Вт/(м оС).

Соответствующие этим параметрам удельные потери теплоты имеют следующие величины:

-для перекрытия толщиной 160 мм Ψ160 = 0,346 Вт/(м ОС);

-для перекрытия толщиной 210 мм Ψ210 = 0,429 Вт/(м ОС);

Для плиты перекрытия толщиной 200 мм удельные потери теплоты согласно интерполяции составляют Ψ200 = 0,412 Вт/(м ОС).

82

Удельные потери теплоты для линейного элемента 2 узла примыкания оконного блока к стене (Ψ2) определяются по таблице Г приложения (25) .Для рассматриваемого элемента фрагмента стены при значениях: Rут = 3,0 (м2·оС)/Вт; = 0,2Вт/(м ОС) и dн=20 мм соответствующие этим параметрам удельные потери теплоты составляют

Ψ2=0,092 Вт/(м оС).

4. Определение приведенного сопротивления теплопередаче стены

После установления удельных потерь теплоты для всех элементов фасада осуществляем расчет приведенного сопротивления теплопередаче стены. Данные расчетов, сводим в табл. 4.

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции рассчитывается по формуле (7):

Коэффициент теплотехнической однородности определяется по формуле (8):

R пр

r о = = 0,675

Rоусл

Вывод: Приведенное сопротивление теплопередаче стены, выполненной по системе «вентфасада», составляет пр=2,99 (м2·оС)/Вт, а коэффициент теплотехнической однородности r = 0,675.

83

Пример 3. Определить толщину вермикулитобетонных блоков для стены пятиэтажного жилого здания из условия достижения целевого сопротивления теплопередаче.

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

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

Стены жилого дома выполнены из вермикулитобетонных блоков с наружной облицовкой пустотелым кирпичом толщиной 120 мм. Рама толщиной 80 мм. Плиты перекрытия толщиной 200 мм.

Теплотехнические характеристики материалов слоев стены приведены в табл. 5.

Б. Порядок расчета

1. Описание элементов составляющих стеновую конструкцию

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

-швы кладки, включая армирование;

-стыки с плитами перекрытий или балконными плитами;

-стыки с оконными блоками;

-примыкание к фундаменту;

-примыкание к покрытию;

-стык с другими видами стеновых конструкций.

Среди перечисленных элементов в расчет не принимаем следующие элементы:

84

-швы кладки, так как они учтены в теплопроводности кладки;

-балконные плиты отсутствуют;

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

-примыкание к покрытию утеплено и ввиду этажности здания имеет малое значение;

-стык с другими видами стеновых конструкций отсутствует. Оставшиеся элементы представляют:

-плоский элемент 1, состоящий из наружной стены из вермикулитобетонных блоков с наружной облицовкой кирпичом;

-линейный элемент 1, представляющий собой стык стены с плитой перекрытия толщиной 200 мм и перфорированной в соотношении 3/1;

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

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

2. Определение геометрических характеристик элементов фасада

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 15800 мм) -10шт;

-1200 х 1500 мм - 20 шт.

Суммарная площадь световых проемов составляет 84,6, м2:

1,8 х 1,5 х 10 = 48,6 м2; 1,2 х 1,5 х 25 = 36,0м2;

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:

32,4 - 0,38 х 2 = 31,64 м,

Учитывая тот факт, что чердачное перекрытие утеплено, поэтому его торцы не принимаются в расчете суммарной протяженности плит перекрытия на фасаде здания, а расчет ведется только для 4-х перекрытий:

31,64 х 4 = 126,56 м.

85

Удельная геометрическая характеристика для плит перекрытий равна:

По экспликации оконных проемов устанавливаем общую длину проекции оконных откосов:

L2 = (2 х 1,8 + 2 х 1,5) х 10 +(2 х 1,2 + 2 х 1,5) х 20 = 174,0 м

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

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 сопротивления теплопередаче (Rотр).

Сначала рассчитываем величину градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по формуле (2):

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

Требуемое сопротивления теплопередаче стены определяем по формуле (3), приняв коэффициенты (а) и (b) из свода правил СП 50.

13330. 2012, (табл.3), равными а = 0,00035; b = 1,4.

Rотр = а∙ ГСОП + b = 0,00035 . 5737,5 + 1,4 = 3,408 (м2оС/Вт).

Принимаем величину целевого сопротивления теплопередаче (Rц), равной Rотр = 3,408 (м2оС/Вт) и определяем толщину кладки из вермикулитобетонных блоков при целевом сопротивлении теплопе-

=0,616 м.

Принимаем толщину блоков равной 500 мм и с учетом принятой

толщины блоков определяем новое условное сопротивление теплопередаче 9Rоiусл ) по формуле (4) :

3. Определение удельных потерь теплоты элементами фасада

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

Сначала определяем удельные потери теплоты для плоского элемента стены по формуле (6):

Удельные потери теплоты через стык стены из ячеистых блоков толщиной 500 мм с плитой перекрытия, Ψ1 , Вт/(м ОС) устанавливаем по таблице Д приложения (25).

Анализируя таблицу Д устанавливаем, что удельные потери теплоты для геометрических размеров рассматриваемого варианта стенового ограждения в таблице отсутствуют, поэтому их определяем интерполяцией. Отличия заключаются в двух параметрах: теплопроводности кладки и толщины перекрытия, поэтому сначала определяем интерполяцией значения удельных потерь теплоты для стены из ячеистых блоков толщиной 500 мм для коэффициента теплопроводности кладки = 0,14 Вт/(м оС) и двух плит перекрытия толщиной 160 и 210 мм:

1. Для плиты перекрытия 160 мм и коэффициента теплопроводности = 0,14Вт/(м оС):

Ψ= (0,195 + 0,175)/ 2 = 0,185 Вт/(м оС);

2.. Для плиты перекрытия 210 мм и коэффициента теплопровод-

ности

= 0,14Вт/(моС):

Ψ= (0,247 + 0,221) / 2 = 0,234 Вт/(м оС);

Вторым этапом расчета устанавливаются удельные потери тепла для стыка плиты перекрытия толщиной 200 мм и коэффициента теплопроводности = 0,14Вт/(мо С), которые составляют:

Ψ1 = [0,234 - ( 0,234 - 0,185) / (210-160) х 10] =0,225 Вт/(м оС);

Удельные потери теплоты, Ψ2, Вт/(м оС), для узла примыкания оконной рамы толщиной 80 мм к стене из ячеистых блоков толщиной 500 мм определяются по таблице Ж приложения (25) по одному параметру – коэффициенту теплопроводности кладки - = 0,14 Вт/(моС)

Для стены из ячеистых блоков толщиной 500 мм и коэффициента теплопроводности кладки - = 0,14 Вт/(моС) удельные потери теплоты, Ψ2 по интерполяции составляют:

Ψ2 = (0,048 + 0, 088)/ 2 = 0,068 Вт/(м оС).

87

4. Определение приведенного сопротивления теплопередаче стены

После установления удельных потерь теплоты для всех элементов фасада осуществляем расчет приведенного сопротивления теплопередаче исследуемой стены. Данные расчетов, сводим в табл. 6 и устанавливаем значение приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции.

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции рассчитывается по формуле (7):

Полученное расчетным путем приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции, равное Rопр

=3,134 (м2оС/Вт), меньше требуемого сопротивления теплопередачи

Rотр = 3,408 (м2оС/Вт) на 8,7%.

Однако, согласно «Правил расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [29] для плоских элементов приведенное сопротивление теплопередаче может отличаться до 10% в меньшую сторону от требуемого сопротивления теплопередаче (Rотр), поэтому можно считать, что целевое сопротивление теплопередаче является достигнутым.

Вывод: Принятая в результате расчета толщина вермикулитолбетонных блоков, равная 500 мм, удовлетворяет условиям тепловой защиты здания.

88

Пример 4. Определить толщину утеплителя и выполнение санитар- но-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 = –5,5 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 огражде-

ния, aн=23 Вт/(м2·°С).

Состав стенового ограждения приведен в табл. 7

Таблица 7

Состав чердачного перекрытия и нормируемые теплотехнические показатели материалов

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2):

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

Вычисляем значение требуемого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (3), приняв значения коэффициентов (а) и (b) по СП 50.13330.2012 (табл.3), равными: 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):

=4,481 – 0,357= 4,124(м2·°С)/Вт,

где Rв - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней по-

89

верхности ограждения, равное 1 ;

в

Rн - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверх-

Rж.б – термическое сопротивление железобетонной плиты перекрытия, величина которого составляет 0,142 (м2·°С)/Вт;

Rп.и – термическое сопротивление слоя пароизоляции;

Далее по формуле (5) вычисляем толщину утепляющего слоя:

ут Rут ут = 4,124х 0,07 = 0,288 м.

Принимаем толщину утепляющего слоя 300 мм.

Определяем фактическое общее термическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия ( R0ф ) с учетом принятой толщины утеплителя:

4,625 (м2· С)/Вт.

Производим сравнение общего фактического и требуемого тер-

мических сопротивлений теплопередаче чердачного перекрытия:

R0ф = 4,642>Rотр= 4,481(м2·°С)/Вт.

Общее фактическое термическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия на 3,6% выше требуемого термического сопротивления.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

Проверяем выполнение условия на не выпадение конденсата на внутренней поверхности ограждения из условия:

в t р

где τв– температура на внутренней поверхности ограждения, оС;

tр– температура точки росы, оС.

Рассчитываем температуру на внутренней поверхности ограждения ( в ) по формуле (9):

Согласно приложения (16) для температуры внутреннего воздуха tв = 20 ºС и относительной влажности = 55% температура точки росы составляет t р = 10,69 ºС, следовательно, условие:

в = 18,6 3 t р = 10,69 ºС выполняется.

Вывод: Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

90