1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет наружной стены здания

Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Рассчитаем наружную стену здания. Она изображена на рисунке 1.

Имеется наружная и внутренняя известняково-песчаная штукатурка толщиной 0,02 мм, теплоизоляционный слой (плиты полистиролбетонные теплоизоляционные) с плотностью 300 кг/м³ и кладка из силикатного кирпича плотностью 1600 кг/м³. Возьмём из таблицы А1 приложения А ТКП 45-2.04-43-2006 в зависимости от влажностного режима помещений и условий эксплуатации ограждающих конструкций здания значения коэффициента теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов:

а) кирпич силикатный λ₃ = 1,03 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₃ = 8,83 Вт/(м² · ⁰С),

б) плиты полистиролбетонные теплоизоляционные

λ₂ = 0,092 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₂ = 1,42 Вт/(м² · ⁰С),

в) штукатурка известняково-песчаная λ₁ = λ₄ = 0,70 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₁ = S₄ = 8,69 Вт/(м² · ⁰С)

Известняково-песчаная штукатурка

Кирпичная кладка из полнотелого силикатного кирпича

Плиты полистиролбетонные теплоизоляционные

Известняково-песчаная штукатурка

Рисунок 1 – Конструкция наружной стены здания

Требуемое сопротивление теплопередаче R₀^тр, (м²·⁰С)/Вт, ограждающих конструкций, определяется по формуле (1.1):

, (1.1)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Согласно таблице 5 [1] n=1.

t_в – расчётная температура внутреннего воздуха, ⁰С,Согласно таблице 6[1],

t_в = 18 ⁰С;

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимается конструктивно α_в = 8,7 Вт/(м²· ⁰С);

Δt_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1], Δt_н = 6 ⁰С;

t_н – расчётная зимняя температура наружного воздуха, ⁰С.

Для того чтобы определить t_n, определим тепловую инерцию D = R_n*S_n, где R_n – термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающих конструкций;

S_n – расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающих конструкций в условиях эксплуатации.

Термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающих конструкций R рассчитывается по формуле (1.2):

, (1.2)

где δ – толщина слоя, м;

λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м²· ⁰С). Расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающих конструкций в условиях эксплуатации принимается по таблице А.1 [2]

Приведенное сопротивление теплопередаче R0, (м²· ⁰С)/Вт, ограждающей многослойной конструкции рассчитывается по формуле (1.3):

_, (1.3)

где – коэффициентs теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции Вт/м ⁰С, принимаемым по таблице 5.4 и 5.7 [1]. Отсюда находим, что:

(м²· ⁰С/Вт).

Пользуясь формулой (1.2), имеем:

Рассчитаем D по формуле D = R_n*S_n:

.

Так как D = 7,477, то расчетная зимняя температура принимается по таблице 3 [1] как средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92,

⁰С

По формуле (1.1):

Таким образом, сопротивление теплопередаче рассчитываемой конструкции стены должно быть не менее нормативного, равного 3,2 м² ·⁰С/Вт и уточнять расчетную зимнюю температуру наружного воздуха не требуется. Толщина теплоизоляционного слоя из теплоизоляционных полистиролбетонных плит при этом должна быть равна 250 мм.

Найдем общую толщину стены δ_о:

δ_о = 2·0,02 + 0,380 + 0,250 = 0,670 м, – данная величина превышает 0,6 м, значит использование данного утеплителя рационально.