1.3. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх захищень для холодної пори року.

Метою теплотехнічного розрахунку зовнішніх захищень для холодного періоду року є визначення товщини утеплювального шару зовнішнього захищення або товщини основного несучого шару, який одночасно виконує функції утеплювача. Утеплювальний шар повинен мінімізувати втрати тепла приміщеннями і підтримувати радіаційну температуру внутрішніх поверхонь зовнішніх захищень на рівні, що забезпечить нормальне функціонування системи терморегуляції людини.

а) теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни.

З додатку “Л” ДБН В.2.6-31:2006 виписуємо коефіцієнт теплопровідності λ, Вт/м⁰ для кожного шару захищення.

Рис. 1. Конструкція зовнішньої стіни.

1. Штукатурка із складного розчину (цемент, вапно, пісок)

γ_о=1700 кг/м³ ; δ=0.015 м; λ=0.87 Вт/(м ºС).

2. Цегляна кладка із звичайної цегли на цементно-піщаному розчині

γ_о =1800кг/м³; δ=0.51 м; λ=0.81 Вт/(м ºС).

3. Плити пінополістирольні.

γ_о=150 кг/м³; δ=X м; λ=0,06 Вт/(м ºС).

4. Штукатурка із цементно-піщаного розчину.

γ_о =1800кг/м³; δ=0.015 м; λ=0.93 Вт/(м ºС).

Записуємо рівняння запального термічного опору стіни:

R_заг=1/α_в+δ₁/α₁+δ₂/α₂+δ₃/α₃+ δ₄/α₄+1/α_з

де, α_в=8.7Вт/(м ºС). – з “Е” ДБН В.2.6-31:2006 – коефіцієнт тепловіддачі внутрішніх захисних конструкцій

α_з=23Вт/(м ºС). – з “Е” ДБН В.2.6-31:2006 – коефіцієнт тепловіддачі зовнішніх захисних конструкцій.

Приймаємо, що R_заг = R_норм.= 2,5 м² ºС/Вт

R_заг=1/8.7+0.015/0.87+0.51/0.81+ X/0.06+0.015/0.93+1/23=2,5 м² ºС/Вт

X= 0,1 м

R_заг=0,114943+0,017241+0,62963+ 1,56 +0,185185+0,043478=2,5 м² ºС/Вт

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі зовнішньої стіни :

К=1/Rзаг=1/2,5=0,4 Вт/(м ºС)

б) теплотехнічний розрахунок вікна.

Нормований термічний опір для вікон у І зоні R_норм = 0,5 (м²ºC)/Вт.

Коефіцієнт теплопередачі вікон: Вт/(м²ºC)

в) теплотехнічний розрахунок горищного перекриття.

Рис. 2. Конструкція горищного перекриття

1. Залізобетонна багатопустотна плита

γ_о =2500кг/м³; δ=0.22 м; λ=2,04 Вт/(м ºС).

2. Пароізоляція- два шари рубероїду на бітумній мастиці

γ_о =600кг/м³; δ=0.005 м; λ=0.17 Вт/(м ºС).

3. Плити жорсткі мінераловатні на синтетичному в’яжучому

γ_о =200кг/м³; δ= ? м; λ=0.08 Вт/(м ºС).

4. Вирівнюючий шар – цементно-піщаний розчин

γ_о =1800кг/м³; δ=0.02 м; λ=0.93 Вт/(м ºС).

В изначаємо приведений термічний опір панелі перекриття при напрямку теплового потоку вверх.

; м

Визначаємо величину х: на 1 м ширини плити припадає 5 круглих отворів, що рівне 5 квадратам з стороною а = 0,14 м.

м

Розбиваємо з/б плиту на шари 1, 2, 3 площинами, перпендикулярними тепловому потоку.

R_ = R₁ + R₂ + R₃

R₁ = R₃ = ₁ / ₁ = 0,03 / 2,04 = 0,015 (м²ºC)/Вт.

(м²ºC)/Вт,

де, R_ІІ = R_п.пр. = 0,18(м²ºC)/Вт – термічний опір замкненого повітряного прошарку при потоці тепла знизу вгору (додаток И.1ДБН В.2.6-31:2006).

R_І = ₂ /  =0,14 /2,04 = 0,069 (м²ºC)/Вт

R_ = 0,015 +0,126 + 0,015 = 0,156 (м²ºC)/Вт

Розбиваємо з/б плиту на шари І, ІІ площинами, паралельними тепловому потоку. Термічний опір при паралельних площинах до теплового потоку визначається за формулою:

( м² ºС)/Вт

R_І =  /  = 0,22 /2,04 = 0,108 (м² ºС)/Вт

(м² ºС) /Вт

Знаходимо різницю величин R_ і R_ІІ

% = 7,7%  25%

Конструкція задовольняє допустимі норми.

(м² ºС)/Вт

Визначаємо термічний опір панелі горищного пеоекриття за формулою:

R_заг=1/α_в+R_з.п.+ R₂+R₃+R₄+1/α_з , (м² ºС)/Вт

де: α_в = 8,7 Вт /(м² ºС) – з додатку Е

α_з = 12 Вт /(м² ºС) – з додатку Е

R_заг=1/8,7+0,154+0,005/0,17+_х/0,08+0,02/0,93+1/12

Нормований опір теплопередачі приймаємо з таблиці 1(1) :

R_норм=3 (м ²  ºС)/Вт

Підставляємо дане значення нормоваого термічного опорув формулу загального термічного опору R_заг= R_норм

3=1/8,7+0,154+0,005/0,17+_х/0,08+0,02/0,93+1/12

Х = (3-1/8,7-0,154-0,005/0,17-0,02/0,93-1/12)  0,08

Х = 0,21 м

Звідки товщина отеплювача х=₃=0,21 м.

Приймаємо ₃=0,21

Загальний термічний опір горищного перекриття: R_заг 3 (м ²  ºС)/Вт

Коефіцієнт теплопередачі К=1/3=0,33, Вт /(м ²  ºС)

Загальна товщина перекриття становить:

_заг.=0,22+0,005+0,21+0,02=0,455м

в) теплотехнічний розрахунок підвального перекриття.

Рис. 3. Конструкція підвального перекриття

1. Залізобетонна багатопустотна плита.

γ_о =2500кг/м³; δ=0.22 м; λ=2,04 Вт/(м ºС).

2. Пароізоляція- два шари рубероїду на бітумній мастиці.

γ_о =600кг/м³; δ=0.005 м; λ=0.17 Вт/(м ºС).

3. Плити жорсткі мінераловатні на синтетичному в’яжучому.

γ_о =200кг/м³; δ= ? м; λ=0.08 Вт/(м ºС).

4. Вирівнюючий шар – цементно-піщаний розчин.

γ_о =1800кг/м³; δ=0.02 м; λ=0.93 Вт/(м ºС).

5. Паркет на мастиці (дуб вздовж волокон).

γ_о =700кг/м³; δ=0.016 м; λ=0.41 Вт/(м ºС).

Визначаємо приведений термічний опір панелі перекриття при напрямку теплового потоку вниз. Замінюємо круглий отвір квадратним.

; м

Визначаємо величину х: на 1 м ширини плити припадає 5 круглих отворів, що рівне 5 квадратам з стороною а = 0,14 м.

Розбиваємо з/б плиту на шари І, ІІ площинами, паралельними тепловому потоку. Термічний опір при паралельних площинах до теплового потоку визначається за формулою:

(м²ºC)/Вт

R_І =  /  = 0,22 /2,04 = 0,108 (м²ºC)/Вт

(м²ºC)/Вт

Знаходимо різницю величин R_ і R_ІІ

% = 7,7%  25%

Конструкція задовольняє допустимі норми.

(м²ºC)/Вт

Визначаємо термічний опір панелі горищного пеоекриття за формулою:

R_заг=1/α_в+R_з.п.+ R₂+R₃+R₄+ R₅+1/α_з , (м² ºС)/Вт

де: α_в = 8,7 Вт /(м² ºС) – з додатку Е

α_з = 23 Вт /(м² ºС) – з додатку Е

R_заг=1/8,7+0,154+0,005/0,17+_х/0,08+0,02/0,93+0,016/0,41+1/23

Нормований опір теплопередачі приймаємо з таблиці 1(1) :

R_норм=2,6 (м ²  ºС)/Вт

Підставляємо дане значення нормоваого термічного опорув формулу загального термічного опору R_заг= R_норм

2,6=1/8,7+0,169+0,005/0,17+_х/0,08+0,02/0,93+0,016/0,41+1/23

Х = (2,6-1/8,7-0,169-0,005/0,17-0,02/0,93-0,016/0,41-1/23)  0,08

Х = 0,17 м

Звідки товщина отеплювача х=₃=0,17 м.

Приймаємо ₃=0,17

Загальний термічний опір горищного перекриття: R_заг 2,6 (м ²  ºС)/Вт

Коефіцієнт теплопередачі К=1/2,6=0,38, Вт /(м ²  ºС)

Загальна товщина перекриття становить:

_заг.=0,22+0,005+0,17+0,02+0,016=0,431м

Розрахункові дані теплотехнічного розрахунку зводимо у таблицю 2.

№ п/п	Назва захисних конструкцій	Позначення	Товщина констукцїм	Загальний термічний опір Rзаг, (м2ºC)/Вт	Коефіцієнт Теплопередачі К, Вт/(м2ºC)
1	Зовнішня стіна	ЗС	0,640	2,5	0,4
2	Горищне перекриття	ГП	0,455	3	0,33
3	Підвальне перекриття	ПП	0,431	2,6	0,38
4	Вікна та балконі двері	ПВ ; Бдв	–	0,5	2,0
5	Зовнішні вхідні двері	Вх.дв	–	0,41	2,44

Таблиця 2.