Теплоустойчивость ограждающих конструкций

Периодические изменения температуры наружного воздуха, а также неравномерная теплоотдача систем отопления вызывают колебания температуры внутренней поверхности ограждения, что неблагоприятно сказывается и на состоянии этой поверхности, и на обеспечении нормальных температурных условий воздушной среды помещения.

В зависимости от конструктивного решения ограждения обладают различной способностью противодействовать колебанию температуры на внутренней поверхности. Свойство конструкции сохранять относительное постоянство температуры внутренней поверхности при периодическом изменении проходящего через нее теплового потока называется теплоустойчивостью ограждения.

В соответствии с требованиями СНиП РК 2.04-03-2002 теплоустойчивость ограждающих конструкций можно не проверять, если характеристика тепловой инерции стен превышает 4 и перекрытий – 5. Таким образом, теплоустойчивость ограждений, эксплуатируемых в условиях суровых зим и, как правило, имеющих высокие значения D, не требует специальной проверки.

В южных регионах со среднемесячной температурой июля 20^оС и выше при проектировании жилых, общественных и промышленных зданий с постоянными температурно-влажностными условиями теплоустойчивость наружных стен и покрытий следует проверять, так как они могут иметь невысокие значения D.

Пример. Определить толщину кирпичной кладки стены с внутренней штукатуркой толщиной 2 см для жилого дома в условиях г. Туркестан. Влажностный режим помещений нормальный с относительной влажностью воздуха 50 – 60%.

Прежде всего необходимо установить величину требуемого сопротивления теплопередаче по формуле [] (13), приняв стены массивными. Для этого из таблиц, курса лекции, находим нужные значения величин для правой части формулы: t_в = 18^оС (табл. 6); t_н = - 24^оС (СНиП РК 2.04-01-2001); ∆ t_н = 6^оС (табл. 8); п = 1 (табл. 7); α_в = 7,5 ккал/(м²·ч·^оС) (табл. 3).

Сопротивление теплопередаче стены, определяемое по формуле (12), должно быть менее полученного значения .

Толщину кирпичной кладки стены δ_к найдем по формуле

где λ_к, λ_ш – коэффициент теплопроводности кирпичной кладки и

штукатурного слоя;

δ_ш – 0,02 – толщина штукатурного слоя, м.

Но так как сопротивление теплопередаче стены должно превышать требуемое значение сопротивления теплопередаче или быть равным ему, т.е. то формула после соответствующей подстановки примет следующий вид:

Величины λ_к и λ_ш устанавливаем из условий эксплуатации с учетом влажностно-климатических данных для г. Туркестана. Так как город находится в сухой зоне (см. карту СНиП РК 2.04-01-2001), а влажностный режим помещений принят нормальным (относительная влажность 50 – 60%), то по таблице 9 или (СНиП РК 2.04-03-2002 приложение 2), определяем что данное ограждение относится к условиям эксплуатации А. В этом случае по приложению 3 (СНиП РК 2.04-03-2002) λ_к = 0,6 ккал/(м·ч·^оС) и λ_ш = 0,6 ккал/(м·ч·^оС) (известково-песчаный раствор).

Расчетная величина λ принимается в зависимости от зон влажности, условий эксплуатации А или Б и относительной влажности воздуха помещений (таб.9).

Таблица 9 – Данные для выбора расчетных величин коэффициентов теплопроводности
Влажностный режим помещений	Относительная влажность воздуха помещений, %	Зоны влажности по схематической карте
сухая	нормальная	влажная
Сухой	менее 50	А	А	Б
Нормальный	50-60	А	Б	Б*
Влажный	60-75	Б	Б*	Б*
Мокрый	более 75	Б*	Б*	Б*
*Приведенный в графе 5 таб.1 расчетные величины коэффициента теплопроводности для наружных ограждающих конструкции, выполняемых из медленно высыхающих материалов (например, золобетона, газозолобетона, бетона с перлитом), следует повышать на 10%. В животноводческих зданиях это повышение необходимо принимать по условиям, отмеченным ниже жирной линии.

Значения коэффициентов α_в и α_н находим из таблиц 3 и 4 курса лекции. Они соответственно равны 7,5 и 20 ккал/(м²·ч·^оС). Тогда

Однако из кирпича выполнить кладку толщиной 42,5 см технический затруднительно и экономический нецелесообразно (толщина кладки должна быть кратна половине длины кирпича). Поэтому примем кладку в два кирпича, т.е. 51 см.

Зная толщину стен и то, что они приняты массивными, проверим степень массивности данного ограждения по формуле

где R_к, R_ш – термическое сопротивление кирпичной кладки и

штукатурного слоя;

S_к, S_ш – коэффициент теплоусвоения кирпичной кладки и штукатурного

слоя.

Значения S_к и S_ш для условий эксплуатации А вычисляется по формуле

Определим неизвестные с_wк, с_wш, γ _wк и γ _wш:

Тогда

Следовательно,

При D < 7 стены считаются не массивными, как было принято, а средней массивности. Поэтому в формуле требуемого сопротивления теплопередаче необходимо принять расчетную зимнюю температуру не холодной пятидневки, а среднюю между температурой холодной пятидневки и холодных суток. Для г. Туркестан в этом случае

Тогда

Проверим сопротивление теплопередаче стены толщиной в два кирпича

Таким образом, условие выполняется, так как 1,066 > 0,99.

Принятая толщина кладки в два кирпича отвечает теплотехническим требованиям, предъявляемым действующими нормами проектирования ограждающих конструкции (СНиП РК 2.04-03-2002).