2. Выбор материалов и теплотехнический расчёт толщины наружных стен.

1. Определяем, к какой зоне влажности относится населённый пункт, в котором располагается (будет строиться) проектируемое здание. По таблице 1 [1] видно, что г. Н.Новгород относится к нормальной зоне влажности (Н).

2. Устанавливаем температурно-влажностный режим помещения по таблице 2 [1]. Лесопильные цеха относятся к следующему температурно-влажностному режиму:

- расчётная температура t_в = 10…14 ºС;

- относительная влажность внутреннего воздуха φ_в <50 % (сухой режим помещения).

3. Определяем условия эксплуатации (А или Б) наружного ограждения здания. При сухом режиме помещений и зоне влажности Н (нормальная), условие эксплуатации наружных ограждений – А (таблица 3 [1]).

4. Схема конструкции наружного ограждения.

5. Значения теплотехнических показателей (плотность и коэффициенты теплопроводности) для всех слоёв ограждения в соответствии с условиями эксплуатации А (таблица 4 [2]):

Таблица 1.

Величины теплотехнических характеристик строительных материалов и конструкций.

Материал	Плотность в сухом состоянии ρ, кг/м3	Расчетная величина коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м2*ºС), при условии эксплуатации А
Кладка из кирпича пустотелого	1400	0,52
Плиты мягкие минераловатные	75	0,06
Раствор известково-песчаный	1600	0,69

6. Средняя температура наиболее холодной пятидневки, средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода и его продолжительность.

Таблица 2.

Климатологические характеристики района строительства.

Город	Средняя температура воздуха, ºС			Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже 8 ºС Zо.п., сут.	Зона влажности
	наиболее холод-ной пятидневки обеспеченностью 0,92 tн5	периода со средней суточной температурой ниже 8ºС tо.п.
Н.Новгород	-30		-4,7	218	Н

7. Определяем требуемое сопротивление ограждающей конструкции теплопередаче .

Если температура внутри помещения в отопительный период t_в должна поддерживаться 12 ºС и более, то требуемое термическое сопротивление ограждения определяется по условию энергосбережения в соответствии с градусо-сутками отопительного периода (ГСОП):

ГСОП = (t_в – t_о.п.)*Z_о.п.,

где t_о.п. и Z_о.п. – средняя температура, ºС, и продолжительность, сут. периода со средней суточной температурой воздуха ниже 8 ºС.

ГСОП = (12 – (-4,7)) * 218 = 3640,6

По данным таблицы 5 [2] находится показатель ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, а в графе, соответствующей ограждающей конструкции (стена, перекрытие и т.д.), определяется величина требуемого коэффициента термического сопротивления = [(1,8 – 1,4)/2000]*1640,6 + 1,4 = 1,728 (м²*ºС)/Вт

8. Определяем толщину основного утепляющего слоя ограждающей конструкции. Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции, (м²*ºС)/Вт, определяется по формуле:

R_о = (1/α _в) + Σ R _i + R _в.п. + (1/α _н),

где α_в – коэффициент теплопередачи между внутренней поверхностью ограждения конструкции (стена) и воздухом внутри помещения, α_в = 8,7 Вт/(м²*ºС) (гладкая стена);

R _i – сопротивление отдельного (i – го) слоя многослойной ограждающей конструкции,

R _i = δ _i / λ _i

где δ _i – толщина отдельного слоя, м;

λ _i – коэффициент теплопроводности материала того же слоя в соответствии с условиями эксплуатации, Вт/(м* ºС);

R _{в. п} – сопротивление воздушной прослойки (при её наличие в ограждающей конструкции), определяется по таблице 8 [2];

α _н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (таблица 9 [2]).

R_к = δ_к/ λ_к = 0,51/0,52=0,981 (м²*ºС)/Вт

R_шт = δ_шт/ λ_шт = 0,02/0,69=0,029 (м²*ºС)/Вт

R_о = (1/8,7) + 0,981+0,029 + (1/23) = 1,168 (м²*ºС)/Вт

R_о < , необходимо использовать эффективный утеплитель.

Толщину искомого слоя δ_х ограждающей конструкции определяется по формуле, м:

δ_х = [ - (1/α _в + Σ R _i + R _в.п. + 1/α _н)] * λ_х,

где Σ R _i – суммарное сопротивление слоёв известных толщин (без основного утепляющего), (м*ºС)/Вт;

λ_х – коэффициент теплопроводности материала основного утепляющего слоя, Вт/(м²*ºС).

Принимаю эффективный утеплитель – плиты мягкие минераловатные.

δ_х = [1,728 –(1/8,7 + 0,51/0,52+0,02/0,69 +1/23)] * 0,06 = 0,034 м

Полученное значение толщины утепляющего слоя приводим к унифицированному размеру, δ_х =0, 04 м.

8. Окончательно приняв толщину утепляющего слоя ограждения, определяем его общее сопротивление теплопередаче R_о.

R _о = 1/8,7 + 0,51/0,52+ 0,02/0,69+0,04/0,06+1/23=1,835 (м²*ºС)/Вт

R _о - условие соблюдается.

9. Проверяем возможность выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Определяется максимальная упругость водяного пара Е_в при принятой температуре воздуха внутри помещения t_в = 12 ºС (таблица 10 [2]).

Е_в = 1403 Па

Фактическая упругость водяного пара е_в, Па, зависит от влажности воздуха φ_в и определяется по формуле:

е _в = (φ _{в *} Е _в)/100

е _в = (45 * 1403)/100 = 631,3 Па

Температура выпадения росы t_р определяется по таблице 10 [2] в зависимости от величины упругости е_в. Промежуточные значения t_р определяются по интерполяционной формуле с точностью до 0,1 ºС.

t_р = [(1-0)/46]*21,3 + 0 = 0,5 ºС

Образование конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции наблюдается лишь в случаях, когда температура внутренней поверхности τ_в ограждающей конструкции равна или меньше температуры росы t_р.

Температура внутренней поверхности ограждения, ºС,

τ_в = ,

где n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Его величина принимается по таблице 6 [2];

t_в – температура внутри помещения, ºС;

t_н5 – температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, ºС.

Если τ_в > t_р, то конденсата на внутренней поверхности не будет. В противном случае следует принять меры к повышению общего сопротивления ограждающей конструкции, например, запроектировав дополнительный слой штукатурки.

После повышения общего термического сопротивления ограждающей конструкции следует убедиться в ликвидации условий для выделения конденсата на внутренней поверхности, сравнив новое значение τ_в с t_р.

τ_в = ºС

τ_в > t_р – конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции (стены) не будет.

Определяем общие теплопотери здания без учета вентиляции в отопительный период Q _п, Вт/ч:

Q _п = Σ Q_огрi + Q_х.в + Q_м,

где Q_огрi –потери теплоты через ограждения в отопительный период, Вт/ч, знак Σ показывает необходимость сложения потерь тепла через разные виды ограждений (стены, покрытия, окна),

Q_огрi = F _огрi * (t_в – t_о.п)/R_oi,

где F _огрi - площадь внутренней поверхности ограждения, м²;

F_стен = П*Н,

где П – периметр здания, П = 2*L_зд + 2*В_зд ,

где L_зд – длина здания, м. L_зд=74 м;

В_зд – ширина здания, м. В_зд =24 м.

Н – высота здания, м. Н=11,7 м.

R_oi – коэффициент термического сопротивления конкретного вида ограждения, (м²*ºС)/Вт;

Q_{х. в} – теплопотери на нагрев холодного воздуха, проникающего в помещение через двери, технологические окна и неплотности в ограждениях, могут быть приняты в долях от Σ Q_огрi (0,2…0,3), Вт/ч;

Q_м – теплопотери на нагрев поступающих материалов и транспортных средств в долях от Σ Q_огрi, составляет обычно 0,05…0,1 (5…10 %), Вт/ч.

При необходимости определения теплопотерь в наиболее холодный период года нужно в формулу вместо средней температуры периода t_{о. п} ставить температуру наиболее холодной пятидневки t_н5.

Потеря тепла через ограждающие конструкции за отопительный период, кВт/год, определяется по формуле:

Q_г = 10 ^–3 Q _{п *} 24 Z_о.п.