Теплотехнический расчет

 

Для определения коэффициента теплопередачи через ограждающие конструкции необходимо знать термическое сопротивление теплопередаче. Руководствуясь СНиП II-3-79 (1998) “Строительная теплотехника” термическое сопротивление теплопередаче должно быть больше или равно требуемому сопротивлению теплопередаче. Последнее может быть определено исходя из условий санитарно-гигиенических норм, а также исходя из более жестких условий энергосбережения (в зависимости от ГСОП).

Наружные перекрытия.

Требуемое значение сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим нормам R_{о. тр.} находим по формуле:

 

,

 

где t_в - расчётная температура воздуха в помещении, принимаем t_в = 18 ^oC, так как температура наружного воздуха выше чем - 31 ^оС;

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 1 [3] t_н=-37 ^оС;

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, принимаем по таблице 3* [1] n = 1;

Δt_н - нормируемый температурный перепад, принимаем по таблице 2* [1] Δt_н=4 ^оС;

 

 (м²∙ºС) /Вт.

 

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

 

,

 

где α_{в -} коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаем по таблице 4* [1] α_в = 8,7 Вт/ (м²∙ºС);

α_{н -} коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаем по таблице 6* [1] α_н = 23 Вт/ (м²∙ºС);

δ_{ш. н. -} толщина наружного слоя штукатурки, δ_{ш. н.} = 0,02м;

δ_{ш. в. -} толщина внутреннего слоя штукатурки, δ_{ш. в.} = 0,015м;

δ_шпб - толщина материала наружных стен - Шлакопемзопонобетона, δ_шпб = 0,42м;

λ_ш - теплопроводность штукатурки, принимаем по приложению 3 [1] λ_ш = 0,93 Вт/ (м∙ºС);

λ_кб - теплопроводность Шлакопемзопонобетона, принимаем по приложению 3 [1] λ_кб = 0,63 Вт/ (м∙ºС);

 

.

 

Согласно новым нормам к наружным перекрытиям применяются более жесткие нормы по термическому сопротивлению, которое принимается в зависимости от ГСОП.

Величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

 

ГСОП= (t_в-t_{ср. оп.)} ∙Z_{о. п.,}

 

где t_{ср. оп. -} средняя температура отопительного периода, принимаем по таблице 1 [3] t_{ср. оп.} = - 8,7 ^оС;

Z_{о. п. -} продолжительность отопительного периода, принимаем по по таблице 1 [3] Z_{о. п} = 221 суток;

 

ГСОП = (20 - (-8,7)) ∙221 = 6342,7 ⁰С·сут.

 

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче по ГСОП для наружных стен можно определить как:

 

.

 

При таком термическом сопротивлении требуемая толщина стенки получилась бы недопустимо большой (более 2 метров). Таким образом, необходимо использовать теплоизоляционный слой, что позволит уменьшить общую требуемую толщину стенки.

Толщину тепловой изоляции можно рассчитать как:

 

,

 

где λ_из-теплопроводность теплоизоляции ISOVER, принимаем

λ_из = 0,037 Вт/ (м∙ºС);

 

.

 

Окончательно принимаем δ_из = 0,105 м.

жилое здание энергосбережение тепловой

Определим фактическое сопротивление теплопередаче по условиям ГСОП при стандартной толщине тепловой изоляции:

 

.

 

Конструкция наружной стены представлена на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Конструкция наружной стены (слева направо: штукатурка, теплоизоляция ISOVER, шлакопемзопонобетона плотностью 1600 кг/м³, штукатурка).

 

Чердачного перекрытия.

Требуемое значение сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим нормам R_{о. тр.} находим по формуле:

 

,

 

где Δt_н - нормируемый температурный перепад, принимаем по таблице 2* [1] Δt_н=3 ^оС;

 

 (м²∙ºС) /Вт.

 

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

 

,

 

где  - толщина штукатурки, _. = 0,02м;  - толщина пемзобетона, = 0,22м;  _- толщина рубероида,  = 0,002м (берём два слоя);  - толщина пемзы шлаковой,  = 0,15м;  - толщина доски, =0,02м;  - теплопроводность штукатурки = 0,93 Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность пемзобетона, = 0,68 Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность рубероида, = 0,17Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность пемзы шлаковой, =0,26Вт/ (м∙ºС);  - теплопроводность доски, =0,18Вт/ (м∙ºС);

 

.

 

Требуемое термическое сопротивление теплопередаче по ГСОП для чердачного перекрытий можно определить как:

 

.

 

Толщину тепловой изоляции можно рассчитать как:

 

,

 

где λ_из - теплопроводность теплоизоляции ISOVER, принимаем λ_из = 0,037 Вт/ (м∙ºС);

 

.

 

Окончательно принимаем δ_из = 0,15 м.

Определим фактическое сопротивление теплопередаче по условиям ГСОП при стандартной толщине тепловой изоляции:

 

.

 

Конструкция чердачного перекрытия представлена на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Чердачное перекрытие.

 

Теплотехнический расчет приведен в таблице 1.

Таблица 1. Теплотехнический расчет.

№, п/п	Наименование	Обозна-чение	Размер-ность	Численное значение
	Климатологические данные г. Новгорода
1	температура внутри помещения	tво	0С	20
2	среднеотопительная температура	tср. о.	0С	-8,7
3	температура холодного месяца	tх. м.	0С
4	температура наружная отопительного периода	tн. о.	0С	-37
5	температура наружная на вентиляцию	tн. в.	0С	-24
6	продолжительность отопительного периода	n	суток	221
7	зона влажности	-	-	С
8	условие эксплуатации ограждающих конструкций	-	-	Б
9	теплоотдача от внутреннего воздуха к стенке	вн	Вт/м2*0С	8,7
10	для наружных стен	н	Вт/м2*0С	23
11	для чердачных и надподвальных перекрытий	н	Вт/м2*0С	12
12	толщина шлакопемзобетона	xш. п. б.	м	0,42
13	теплопроводность шлакопемзобнтона	ш. п. б.	Вт/м*0С	0,63
14	теплопроводность изоляции (изовер)	изол.	Вт/м*0С	0,037
15	теплопроводность штукатурки	шт.	Вт/м*0С	0,93
16	нормируемая разность температур для наружных стен	tн	0С	4
17	нормируемая разность температур для чердаченого перекрытия	tн	0С	3
18	толщина штукатурки с внутренней стороны	в	м	0,015
19	толщина штукатурки с внешней стороны	н	м	0,02
Теплотехнический расчет наружных стен
без изоляции
20	требуемое термическое сопротивление	R0тр	м2*0С/Вт	1,638
21	фактическое требуемое термическое сопротивление	Rф	м2*0С/Вт	0,863
с изоляцией
22	градусо-сутки отопительного периода	ГСОП	0С*сут.	6342,7
23	требуемое термическое сопротивление по ГСОП	Rгсоптр	м2*0С/Вт	3,620
24	толщина тепловой изоляции	xизол.	м	0,100
23	фактическое требуемое термическое сопротивление	Rфтр	м2*0С/Вт	3,565
Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
без изоляции
25	толщина пемзобетона	xз. б.	м	0,22
26	теплопроводность пемзобетона	з. б.	Вт/м*0С	0,68
27	толщина руберойда	xр.	м	0,002
28	теплопроводность руберойда	р.	Вт/м*0С	0,17
29	толщина пемзы шлаковой	xп. ш.	м	0,15
30	теплопроводность пемзы шлаковой	п. ш.	Вт/м*0С	0,260
31	толщина доски	xд.	м	0,02
32	теплопроводность доски	д.	Вт/м*0С	0,180
33	требуемое термическое сопротивление	R0тр	м2*0С/Вт	2,184
34	фактическое требуемое термическое сопротивление	Rф	м2*0С/Вт	1,255
с изоляцией
35	требуемое термическое сопротивление по ГСОП	Rгсоптр	м2*0С/Вт	4,754
36	толщина тепловой изоляции	xизол.	м	0,130
35	фактическое требуемое термическое сопротивление	RгсопФ	м2*0С/Вт	4,768
	Для окон и балконых дверей
37	фактическое требуемое термическое сопротивление по ГСОП	Rфтр	м2*0С/Вт	0,659
Коэффициент теплопередачи (с изоляцией)
38	коэффициент теплопередачи для стен	Кст.	Вт/м2*0С	0,280
39	коэффициент теплопередачи для окон и балконых дверей	Кок. бал.	Вт/м2*0С	1,560
40	коэффициент теплопередачи для чердачного перекрытия	Кч. пр.	Вт/м2*0С	0,210
Коэффициент теплопередачи (без изоляцией)
41	коэффициент теплопередачи для стен	Кст.	Вт/м2*0С	1,159
42	коэффициент теплопередачи для окон и балконых дверей	Кок. бал.	Вт/м2*0С	2,500
43	коэффициент теплопередачи для чердачного перекрытия	Кч. пр.	Вт/м2*0С	0,797

 

Внутренняя стена.

Фактическое сопротивление теплопередаче при существующей конструкции можно определить, как:

 

,

 

где δ_{ш. в. -} толщина слоя штукатурки, δ_{ш. в.} = 0,015м;

δ_кб - толщина материала наружных стен (шлакопемзопонобетон), δ_кб = 0,12м;

 

.

 

Конструкция внутренней стены представлена на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Конструкция внутренней стены (сверху вниз: штукатурка, шлакопемзопонобетон плотностью 1600 кг/м³, штукатурка).