804

Вычисляем значение требуемого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (1.3), приняв значения коэффициентов (а)

и (b) потабл.1.4, которые равны: а = 0,00045 и b= 1,9.

Rотр = а х ГСОП + b = 0,0005 х 5737,5 + 2,2 = 5,068 (м2·оС)/Вт.

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

(Rут):

Rут =Rотр- [(Rв+Rжб+Rпи+Rацл+ Rги+ Rн)] =5,068 – [0,115+ 0,142 +

=

= 5,068 – 0,399= 4,669(м2·°С)/Вт,

где Rв - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверхности ограждения;

Rн - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения;

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

Rп.и- термическое сопротивление слоя пароизоляции;

Далее по формуле (1.8) вычисляем толщину утепляющего слоя:

ут х Rут= 0,07 х 4,669 = 0,327 м.

Принимаем толщину утепляющего слоя 350 мм.

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

R0ф н 0,115+ 0,142 + =5,399, (м2· С)/Вт.

Производим сравнение общего фактического и требуемого термических сопротивлений теплопередаче чердачного перекрытия:

Rоф =5,399>Rотр= 5,068, (м2·°С)/Вт.

Общее фактическое термическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, на 6,5% 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.

51

Рассчитываем температуру на внутренней поверхности ограждения

( в ) по формуле (1.14):

Согласно табл. (1.9) для температуры внутреннего воздуха tв = 20 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы составляет t р

=10,69ºС, следовательно, условие в =18,83 t р =10,69 оС выполняется.

Вывод: совмещенное покрытие пятиэтажного жилого дома удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 4. Определить конструкцию светопрозрачного ограждения 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= 225суток. 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·оС).

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

Б. Порядок расчета

Согласно требований приложения (Е) свода правил СП 50. 13330для определения конструкции светопрозрачного ограждения необходимо сначала определить величину требуемого сопротивления теплопередаче (Rотр) через величину градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

ГСОП = (tв –tот) х zот = (20 + 5,5) х 225 = 5737,5°С·сут/год.

При определении требуемого сопротивления теплопередаче для интервала ГСОП до 6000, оС.сут/год коэффициенты а и b следует принимать:

а = 0,000075; b = 0,15;

Подставляем численные значения коэффициентов (а) и (b) в расчетную формулу (1.3) и устанавливаем величину требуемого сопротивления теплопередаче:

52

Rотр= а х ГСОП + b = 0,000075 х 5737,5 + 0,15 = 0,58 (м2·°С)/Вт.

Анализируем таблицу К.1 свода правил СП50.13330 устанавливаем, что для требуемого сопротивления теплопередачеRотр= 0,58 (м2·°С)/Вт подходит однокамерный стеклопакет с сопротивлением теплопередаче

Rо= 0,59,(м2·°С)/Вт.

Вывод: для расчетной величины требуемого сопротивления теплопередаче Rотр= 0,58 (м2·°С)/Вт подобран однокамерный стеклопакет с сопротивлением теплопередачеRо = 0,59 (м2·°С)/Вт с расстоянием между стеклами 12 мм и с одним стеклом с низкоэмиссионным мягким покрытием и заполнением межстекольного пространства сухим воздухом.

Пример 5. Теплотехнический расчет металлических сэндвич-панелей размером 6000х2000 мм для общественных зданий.

А. Исходные данные

Исходными данными для теплотехнического расчета являются: Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода, zот= 225 суток. Расчетная температура отопительного периода, tот= –5,5 ºС. Температура холодной пятидневки,tн= –35 ºС.

Температура внутреннего воздуха,tв = + 20ºС. Относительная влажность внутреннего воздуха, φв = 55%. Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

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

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

Состав сэндвич-панели с эффективным утеплителем из пенополистирола и двумя металлическим обшивками и нормируемые теплотехнические показатели материалов, приведены в табл.1.

Б. Порядок расчета

Отбортовка стальных обшивок вдоль продольных сторон панели приводит к образованию теплопроводного включения типа (11-б) шириной

0,002 м.

Определяем по фомуле (1) сопротивления теплопередаче сэндвичпанели вдали от теплопроводного включения (Rоcon ) и по теплопроводному включению (Rо1) , которые составляют:

Rоcon = Rв + R1 + R2 + Rн =

= 1/8,7 + (2Х0,001)/58 + 0,2/0,04 +1/23 = 5,16 (м2ОС)/Вт.

Rтв - сопротивление теплопередаче теплопроводного включения, (м2оС)/Вт;

Rн - сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждения панели, (м2оС)/Вт.

Далее по табл. 2 определяем значение коэффициента безразмерного параметра теплопроводного включения в зависимости от следующего отношения:

а 1 / 1 2 = 0,002х58 / 0,2х0,04= 14,5,

где а - толщина теплопроводного включения,екоторая составляет 0,002 м;1 - коэффициент теплопроводности теплопроводного металлического

включения составляет 58 Вт/(моС);1 -толщина слоя утеплителя составляет 0,2 м;

2 - коэффициент теплопроводности утеплителя из пенополистирола составляет 0,04, Вт/(моС).

Таблица 2

Определение коэффициента Ψ

Согласно табл. 2 коэффициент (Ψ) для схемы теплопроводного включения 11- б находится между двумя значениями соотношения а 1 / 1 2 , рав-

ными 10 и 20, поэтому численное значение коэффициента (Ψ) определяем интерполяцией:

где Ψi - коэффициент, зависящий от типа теплопроводного включения, принимаемый по табл. 2;

1 , 1 -толщина икоэффициент теплопроводности утеплителя i–го участка ограждающей конструкции;

а - ширина теплопроводного включения, м;

(Rоcon ) - сопротивление теплопередаче вдали от теплопроводного включения, (м2оС)/Вт.

к1= 1 + 0,536 х 0,22 / ( 0,04 х 0,002 х 5,16) = 52,94.

Коэффициент теплотехнической однородности определяется по формуле (3):

где А- площадь зоны влиянияi–го участка теплопроводного включения ограждающей конструкции, (для стыков 1 м2);

m-числотеплопроводных включении конструкции;

аiLi-ширина и длина участка теплопроводного включенияограждающей конструкции соответственно, м;

Подставляем перечислненные значения в формулу (3) и определяем значение коэффициента теплотехнической однородности (r):

r =[1+(1/ 5,16(12х0,162)х0,002х6х52,94] = 0,372.

Рассчитываем приведенное сопротивление теплопередаче сэндвич-

устанавливаем, что приведенное сопротивление теплопередаче всего лишь на 1,12% меньше требуемого сопротивления теплопередаче, что удовлетворяет нормативным требованиям теплозащиты здания.

55

Пример 6. Определить толщину утеплителя и выполнение санитар- но-гигиенических требований тепловой защиты для совмещенного покрытия производственного здания.

А. Исходные данные

Исходными данными для теплотехнического расчета являются: Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода, zот= 225 суток. Расчетная температура отопительного периода, tот= –5,5 ºС. Температура холодной пятидневки, tн= –35 ºС. Температура внутреннего воздуха, tв = + 16ºС. Относительная влажность внутреннего воздуха, φв = 55%. Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

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

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

Конструктивные характеристики совмещенного покрытия приведены в табл.1.

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток (ГСОП) по формуле (1.2):

ГСОП = (tв–tот) х zот = (16 + 5,5) х 225 = 5737,5 °С·сут/год.

56

Вычисляем значение требуемого сопротивления теплопередаче стены здания по формуле (1.3):

Rотр = а х ГСОП + b, (м2оС)/Вт.

где коэффициенты (аи б) для стен производственных зданий принимаются по табл. 1.4:а = 0,00025 и б = 1,5.

Подставляем найденные значения в расчетную формулу и определя-

ем значение требуемого сопротивления теплопередаче (Rотр), м2·°С /Вт:

Rотр = 0,00025 х 5737,5 +1,5 = 2,934, (м2 оС)/Вт.

В. Расчет толщины утеплителя для совмещенного покрытия

Расчет ведется из условия равенства общего термического сопротивления совмещенного покрытия требуемому сопротивлению тепло-

передаче: R01 =Rотр,м2°С /Вт.

Общее термическое сопротивление совмещенного покрытия ( R01 ) определяется, как сумма термических сопротивлений теплопередаче слоев совмещенного покрытия без слоя утеплителя:

R01 = Rв+ R1 R2 R4 +Rн=

= 0,115+0,017+0,017+0,048+0,034+0,043 = 0,274 (м2оС)/Вт,

где Rв - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверх-

1

ности ограждения, равное в ;

Rн - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности

1

ограждения, равное н ;

R1, R2, R4, R5 - соответственно термические сопротивления теплопередаче слоев совмещенного покрытия, (м2ОС)/Вт;

1 , 2 , 4 , 5 - соответственно толщины слоев совмещенного покры-

тия, м;1 , 2 , 4 - соответственно коэффициенты теплопроводности слоев

совмещенного покрытия, Вт/(м ·°С).

Определяем численное значение термическое сопротивление теплопередаче утепляющего слоя ( Rут ), как разность между требуемым сопро-

тивлением теплопередач (Rотр) и общим термическим сопротивлением со-

вмещенного покрытия без слоя утеплителя ( R01 ):

57

Rут = Rотр - R01

Rут = 2,934 - 0,274 = 2,66 (м2оС)/Вт.

Находим толщину утеплителя по формуле (1.8):

ут = ут хRут= 0,07 х 2,66 = 0,186 м.

Принимаем толщину утеплителя 200 мм и определяем фактическое сопротивление теплопередаче совмещенного покрытии производственного здания:

R0ф R01 + =

= 0,115 + 0,142 + 0,017 + 2,85 + 0,043 =3,167(м2оС)/Вт.

Производим сравнение общего фактического и требуемого термических сопротивлений теплопередаче совмещенного покрытия:

Rоф =3,167>Rотр= 2,937, (м2оС)/Вт.

Г. Проверка выполнения требования санитарно-гигиенического показателя

Рассчитываем температуру на внутренней поверхности ограждения

( в ), по формуле (1.14) и сравниваем ее с температурой точки росы (tр).

Согласно табл. (1.9) для температуры внутреннего воздуха tв = 16 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы составляет

t р =6,97 ºС, следовательно, условие в =14,15 t р =6,97, оС выполняется.

Вывод: определенная толщина утеплителя совмещенного покрытия производственного здания удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты оболочки здания.

Пример 7. Теплотехнический расчет трехслойной железобетонной стеновой панели на гибких связях для производственного здания.

А. Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности и влажностный режим помещения нормальные. Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б. Продолжительность отопительного периода, zот= 225суток.

58

Расчетная температура отопительного периода, tот = –5,5ºС.

Температура холодной пятидневки, tн = –35 ºС. Температура внутреннего воздуха, tв = + 18 ºС. Относительная влажность внутреннего воздуха, φв= 55%.

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

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

Исходные материалы и нормируемые теплотехнические показатели железобетонной панели приведены в табл. 1.

Таблица 1 Теплотехнические характеристики материалов слоев железобетонной панели

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по фор-

муле (1.2):

ГСОП = (tв –tот) х zот = (18 + 5,5) х 225 = 5287,5 °С·сут/год Вычисляем значение требуемого сопротивления теплопередаче желе-

зобетонной панели по формуле (1.3), приняв значения коэффициентов (а) и (b) по табл.1.4, которые равны: а = 0,0002 и b= 1,0:

Rотр = а х ГСОП + b = 0,0002 х 5287,5 + 1,0 = 2,06 (м2·оС)/Вт.

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче железобетонной панели (R0пр) по формуле (5.7) «Правила расчета приведенного сопротивления теплопередаче» [34 ]:

R0пр = R0тр/r,

где r – коэффициент теплотехнической однородности, который для железобетонной панели согласно табл. 7 свода правил СП 23-101-2004 равен r =0,7.

R0пр = R0тр/r = 2,06 /0,7 = 2,94, (м2оС)/Вт.

Общее сопротивление теплопередаче (Rо) наружной стены из железобетонной панели может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, где (Rв ) и (Rн ) являются термическими сопротивлениями тепловосприятия (Rв) и теплоотдачи (Rн) наружных поверхностей ограждения, а (R1), (R2) и (Rут), соответственно представляют

59

собой термические сопротивления теплопередаче внутреннего и наружного слоев из железобетона и слоя утеплителя:

Следующим этапом теплотехнического расчета является определение термического сопротивления теплопередаче утеплителя:

Rут= Rопр - [(Rв+ Rн) + (R1 + R2)] = 2,94 - [(1/8,7 + 1/23) + (0,1/2,04+ 0,05/2,04)= = 2,94 - [(0,115 + 0,043) + (0,049 + 0,025)] = 2,94 - [0,158+0,074] = = 2,94 – 0,232 = 2,708, (м2оС)/Вт.

Определяем толщину утеплителя ( ут ) по формуле (1.8):

ут = х Rут= 0,05 х 2,708 = 0,135 м

Принимаем толщину утеплителя равной 150 мм и рассчитываем фактическое сопротивление теплопередаче 3-х слойной железобетонной стеновой панели (Rоф):

Rоф = (0,189 + х ) = (0,189 + ) = (0,189 + 3,0) =3,189,(м2оС)/Вт.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

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

в t р

гдеτв- температура на внутренней поверхности ограждения, оС; tр- температура точки росы, оС.

Рассчитываем температуру на внутренней поверхности ограждения по формуле (1.14):

Согласно табл. (1.9) для температуры внутреннего воздуха tв= 18 ºС и относительной влажности =55 % температура точки росы составляет

tр = 8,83 ºС, следовательно, условие: в = 16,09 >tр = 8,83 ºС выполняется. Вывод: трехслойная железобетонная стеновая панель с утеплителем

из пенополистирола толщиной 150 мм удовлетворяет теплотехническим требованиям для стенового ограждения производственного здания.

60