1.2Расчёт термического сопротивления горизонтальной ограждающей конструкции.

Найти термическое сопротивление перекрытия с кровлей из рулонных материалов.

Конструктивное решение представлено на рисунке 2

Рисунок 1.2- схема конструкции горизонтального перекрытия

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоения S материалов принимаем по таблице А.1[1] для условий эксплуатации ограждений «A»:

- Вспученный перлит на битумном связующем

λ ₁ = 0,09 Вт/( м ∙°С); S₁ = 1,51 Вт/(м² ∙°С);

- Бетон на щебне из природного кмня

λ ₂ = 1,74 Вт/( м ∙°С); S₂ = 16,77 Вт/(м² ∙°С);

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающую конструкцию (или часть ее) условно разрезают на участки, из которых одни могут быть однородными — из одного материала, а другие — неоднородными — из слоев различных материалов, и определяют термическое сопротивление R_a, м² · ºС/Вт, конструкции по формуле (7) СНБ 2.01,01 где F₁, F₂, .... , F_n — площади отдельных участков конструкции, м², R₁, R₂,...., R_n — термические сопротивления отдельных участков конструкции, определяемые по формуле (4) для однородных участков и по формуле (6) — для неоднородных участков.

Термическое сопротивление однослойной однородной ограждающей конструкции, а также однородного слоя многослойной конструкции определяют по формуле (4) СНБ 2.01.01

где δ — толщина однослойной однородной конструкции или слоя многослойной конструкции, м.

Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями определяют по формуле (6) СНБ 2.01.01 r_к = R₁ + R₂ + ...... + R_n, где R₁, R₂,.....,R_n — термическое сопротивление отдельных слоев конструкции, определяемые по формуле (4) СНБ 2.01.01, и замкнутых воздушных прослоек, принимаемых по таблице Б.1 СНБ 2.01.01. Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, в расчете не учитываются.

Термическое сопротивление однослойной однородной ограждающей конструкции

R_˩ = R₃+R₄+R₅ =1,67+0,086+0,129=1,885

R_ка = (м² ∙°С)/Вт;

Вывод: данная конструкция перекрытия не удовлетворяет требования по теплопроводности, так как нормативное сопротивление конструкции Rт =3 (м² ∙°С)/Вт, что более расчётного сопротивления R=3,1(м² ∙°С)/Вт.

2 Расчет температурного поля в многослойной конструкции

Определим температуры на границах слоёв многослойной конструкции наружной стены, тепловой поток и глубина промерзания при следующих данных:

Рисунок 2.1 – Наружная стена здания

- плиты минераловатные на синтетическом связующем

λ ₁ = 0,053 Вт/( м ∙°С); S₁ = 0,76 Вт/(м² ∙°С);

- плотный силикатный бетон

λ ₂ = 0,99 Вт/( м ∙°С); S₁ = 9,77 Вт/(м² ∙°С);

Рисунок 2.2 – Изменение температуры в наружной стене

Определяем термическое сопротивление каждого слоя материала:

Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:

,

где δ – толщина рассматриваемого слоя, м ;

λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).

Вычислим термическое сопротивление отдельных слоев:

- плиты минераловатные на синтетическом связующем

(м² ∙ ºС)/Вт;

- плотный силикатный бетон

(м² ∙ ºС)/Вт;

=2,075+0.354=2,429 (м² ∙ ºС)/Вт.

Определим тепловой поток через двуслойную конструкцию при разности температур двух сред:

Вт/м²,

где t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

t_н - температура наружного воздуха, °С .

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

Граница промерзания находится в слое кирпичной кладки

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=0,046 м;

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δ_пр = х+0,35=0,4м.

Рисунок 2.2 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Рассмотрим данную задачу в случае, когда температура наружнегои внутреннего воздуха поменяны друг с другом .

Рисунок 2.3 - Изменение температуры в наружной стене

Значение термического сопротивления всей конструкции и теплового потока в этом случае останется прежним:

2,075+0.354=2,429 (м² ∙ ºС)/Вт;

Вт/м².

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

Граница промерзания находится в слое пенополиуретана

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=0,03 м

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δ_пр =0,11- х =0,08м.

Рисунок 2.4 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Вывод: Глубина промерзания, в первом случае (теплоизоляция ближе к внутренней стороне здания) составляет 400 мм, во втором случае (теплоизоляция ближе к внешней стороне здания) 80 мм. Экономически целесообразнее делать теплоизоляция ближе к наружной стороне здания, при этом точка росы переносится в теплоизоляционный слой и стена незначительно промерзает в отличие от теплоизоляция, ближе к внутренней стороне здания. При наружной теплоизоляции ограждающая конструкция аккумулирует тепло, потери тепла минимальны.