Оценка теплозащитных качеств ограждающих конструкций

Исходные данные: г. Ярославль Ярославской области

t_int = 22 ^oC (расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С));

t_ext = - 31^оС (расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01«Строительная климатология»);

α_int = 8.7 Вт/(кв.м•°С) (коэффициент теплоотдачи для стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрамипринимаемый по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (табл. 7));

α_ext = 23Вт/(кв.м•°С) (коэффициент теплоотдачи для наружных ограждающих конструкций, принимаемый по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» (табл. 6*));

= = -4^оС и = 239 сут., и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С);

r = 0,998 (коэффициент теплотехнической неоднородности);

n =1 (коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (табл. 6));

влажностный режим - нормальный (согласно таблице 1СНиП 23-02-2003), условия эксплуатации О.К. в зоне влажности - нормальные (согласно приложению ВСНиП 23-02-2003), следовательно, принимаем условия эксплуатации категории «Б» (согласно таблице 2 СНиП 23-02-2003);

вариант конструктивного решения:

пеносиликатные блоки с наружным слоем из кирпича, между которыми слой утеплителя из минераловатных плит с синтетическим связующим, и внутренний слой штукатурки из цементно-песчаного раствора (рис.7);

плотность кирпича ρ_к =1200 кг/м³;

плотность пенобетонных блоков ρ_п.б.= 600 кг/м³;

плотность утеплителя ρ_у= 150 кг/м³;

плотность штукатурки ρ_ш= 1800 кг/м³;

толщина кирпича δ_к= 120 мм;

толщина пенобетонных блоков δ_п.б.= 300 мм;

толщина слоя штукатурки δ_ш= 15 мм

1. – штукатурка из цементно-песчаного раствора

2. пенобетонные блоки

3. утеплитель из минераловатных плит

4. кирпич силикатный пустотный

5. металлические связи

Рис.7 Конструкция наружной стены

Задание: требуется сделать теплотехнический расчет конструкции стены и определить толщину утеплителя.

Условие: а) приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²·°С/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений R_req, м²·°С/Вт.

Значение R_reqследует определять по формуле:

R_req=Dd*a+b (11)

где Dd - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

a,b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 3 СНиП 23-02-2003 (а = 0.00035, b = 1,4).

Градусо-сутки отопительного периода Dd °С·сут, определяют по формуле:

Dd=(t_int-t_ht)*z_ht (12)

Dd=6214 °С·сут;

R_req=3,57 м²·°С/Вт.

В соответствии с приложением «Д» СП 23-101-2004 принимаем коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м•°С) для условия эксплуатации ограждающих конструкций А:

для кирпича с ρ=1200 кг/м³, λ_к =0,52 Вт/(м•°С);

для плит с синтетическим связующим с ρ_у= 150 кг/м³, λ_у=0,073Вт/(м•°С);

для пенобетонных блоков с ρ_п.б.= 600 кг/м³ λ_п.б.=0,26 Вт/(м•°С);

для слоя штукатурки с ρ_ш= 1800 кг/м³ λ_ш=0,93Вт/(м•°С);

Далее, определяем толщину слоя утеплителя δ_у;

R^o_con = 1/α_int +∑R_req + 1/α_ext (13)

∑R_req= δ_к/λ_к+ δ_у/λ_у + δ_п.б./λ_п.б+ δ_ш/λ_ш (14)

δ_к= 120 мм (толщина кирпича);

δ_п.б.= 300 мм (толщина пенобетонных блоков);

δ_ш= 15 мм (толщина слоя штукатурки);

для определения толщины слоя утеплителя используем значение R_req, отсюда:

δ _у = (R_req- 1/α_int - δ_к/ λ_к- δ_п.б./λ_п.б.- δ_ш/λ_ш -1/α_ext) * λ_у (15)

δ_у = 150 мм.

Вычисляем приведенное значение сопротивления теплопередаче:

R^o_r = R^o_con * r = (1/α_int + δ_к/λ_к+ δ_у /λ_у + δ_п.б./λ _п.б.+ δ_ш/λ_ш +1/α_ext) * r (16)

R^o_r = 3,6 м²·°С/Вт

В результате данный вид ограждающих конструкций соответствует нормативным требованиям по сопротивлению теплопередачи R^o_r≥ R_req (3,6≥3,57).

Условие: б) расчетный температурный перепад ∆t_0,°С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин ∆t_n,°С, установленных в таблице 5.

Расчетный температурный перепад определяется по формуле:

(17)

∆t₀=1,69°С

Нормируемый температурный перепад ∆t_n для наружных стен по табл. 5 равен ∆t_n=4 °С;

В результате расчетов данный вид ограждающих конструкций соответствует нормативным требованиям по температурному перепаду ∆t_n≥∆t₀ (4≥1,69).

Вывод: в результате расчета запроектирована конструкция наружной стены с толщинами наружного слоя кирпича 120 мм, слоя утеплителя из минераловатных плит с синтетическим связующим 150 мм, пенобетонных блоков 300 мм и слоем внутренней штукатурки из цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм. Общая толщина наружной стены 585 мм (рис. 8).