Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены

Исходные данные

 

Место строительства – г. Омск

Продолжительность отопительного периода z _ht= 221 суток

Средняя расчетная температура отопительного периода t _ht= -8,4ºС.

Температура холодной пятидневки t _ext= -37ºС.

температура внутреннего воздуха t _int= + 20ºС;

влажность воздуха: = 55 %;

влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения а _int = 8,7 Вт/м²°С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a _ext = 23 Вт/м²·°С.

 

Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.

 

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R, м2·°С/Вт
	Известково-песчаная штукатурка		0,03	0,81	0,037
	Керамический пустотный кирпич		0,51	0,81	0,79
	МВП базальтовые		Х	0,032	Х
	Сайдинг	-	-	-	-

 

 

1. Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СП 23-101-2004:

 

D_d= (t_int- t_ht) z_th= (20–(8,4))·221= 6276,40

2. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1)СП 23-101-2004:

R_reg= a · D_d+ b =0,00035·6276,40+ 1,4 =3,6м²·°С/Вт.

3. Приведенное сопротивление теплопередаче R ₀^r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле

R₀^r = R₀^услr,

где R₀^усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений,м²·°С/Вт;

R₀^r- приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен равен 0,74.

 

Расчёт ведётся из условия равенства

R₀ = R_reg

 

следовательно,

R₀^усл = 3,6/0,74 = 4,86м²·°С /Вт

R₀^усл=R_si+R_k+R_se

 

отсюда

 

R_k= R_reg- (R_si+ R_se)= 3,6- (1/8,7 + 1/23) = 3,45 м²·°С /Вт

 

4. Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.

R_к = R₁+ R₂+ R_ут+R₄

 

5. Определяем термическое сопротивление утеплителя:

 

R_ут= R_к + (R₁+ R₂+ R₄) = 3,45– (0,037 + 0,79) = 2,62 м²·°С/Вт.

 

 

6. Находим толщину утеплителя:

 

Ри

= · R_ут= 0,032· 2,62= 0,08м.

 

Принимаем толщину утеплителя 100 мм.

Окончательная толщина стены будет равна (510+100) = 610 мм.

Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:

 

R₀^r= r (R_si+R₁+ R₂+ R_ут+ R₄+ R_se) = 0,74 (1/8,7 + 0,037 + 0,79 + 0,10/0,032+ 1/23) = 4,1м²·°С/Вт.

 

Условие R ₀^r = 4,1> = 3,6м²·°С/Вт выполняется.

 

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

 

1. Проверяем выполнение условия :

 

∆ t = (t _int – t _ext)/ R ₀^r a _int = (20-(37))/4,1·8,7 = 1,60 ºС

 

Согласно табл. 5СП 23-101-2004 ∆ t _n = 4 °С, следовательно, условие ∆ t = 1,60< ∆ t _n = 4 ºС выполняется.

 

2. Проверяем выполнение условия :

 

] = 20 – [1(20+37) / 4,1·8,7] =

= 20 – 1,60 = 18,40ºС

 

3. Согласно приложению Сп 23-101–2004 для температуры внутреннего воздуха t _int = 20 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы t _d = 10,7ºС, следовательно, условие τsi = 18,40> t _d= выполняется.

 

Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

 

 

4.2 Теплотехнический расчет мансардногопокрытия.

Исходные данные

Определить толщину утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из утеплителя δ = 200 мм, пароизоляции, проф. листа

 

Чердачное перекрытие:

 

№	Место строительства	Материал утеплителя	Объемная масса утеплителя кг/м³
	Омск	МВП

Совмещённое покрытие:

 

Место строительства – г. Омск

Продолжительность отопительного периода z _ht= 221 суток.

Средняя расчетная температура отопительного периода t _ht= -8,4ºС.

Температура холодной пятидневки t _ext= –37ºС.

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

температура внутреннего воздуха t _int= + 20ºС;

влажность воздуха: = 55 %;

влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения а _int = 8,7 Вт/м²°С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a _ext = 12 Вт/м²·°С.

 

Наименование материала Y₀ , кг / м³ δ, м λ, мR, м²·°С/Вт

	Пароизоляция		0,005	0,17	0.029
	МВП		x	0,032	x
	Проф. лист	-	-	-	-

 

 

1. Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2)СП 23-101-2004:

 

D_d= (t_int- t_ht) z_th= (20 –8,4) · 221=6276,4ºСсут

 

2. Нормирование значение сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (1) СП 23-101-2004:

 

R_reg= a · D_d+ b, где а и b – выбираем по таблице 4 СП 23-101-2004

 

R_reg= a · D_d+ b = 0,00045 · 6276,4+ 1,9 = 4,72м² · ºС / Вт

 

3. Теплотехнический расчет ведется из условия равенства общего термического сопротивления R₀ нормируемому R_reg, т.е.

 

R₀ = R_reg

 

4. Из формулы (8) СП 23-100-2004 определяем термическое сопротивление ограждающей конструкции R_k(м² · ºС / Вт)

 

R_k= R_reg- (R_si+ R_se)

 

R_reg= 4,72м² · ºС / Вт

 

R_si = 1 / α_int= 1 / 8,7 = 0,115 м² · ºС / Вт

 

R_se = 1 / α_ext= 1 / 12 = 0,083 м² · ºС / Вт

 

R_k= 4,72– (0,115 + 0,083) = 4,52м² · ºС / Вт

 

5. Термическое сопротивление ограждающей конструкции (чердачного перекрытия) может быть представлена как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:

 

R_к = R_жб + R_пи + R_цс + R_ут → R_ут = R_к + (R_жб + R_пи + R_цс ) = R_к - (d/ λ) =4,52 – 0,29 = 4,23

 

6. Используем формулу (6) СП 23-101-2004, определим толщину утепляющего слоя:

 

d_ут = R_ут · λ_ут = 4,23· 0,032= 0,14 м

 

7. Принимаем толщину утепляющего слоя 150мм.

 

8. Считаем общее термическое сопротивление R₀ :

 

 

R₀ = 1 / 8,7 + 0,005 / 0,17+0,15/0,032 + 1 / 12 = 0,115 + 4,69+ 0,083 =4,89м² · ºС / Вт

 

R₀ ≥ R_reg 4,89 ≥ 4,72 удовлетворяет требованию

 

Проверка выполнения условий

1. Проверяем выполнение условия ∆t₀ ≤ ∆t_n

 

Величину ∆t₀ определяем по формуле (4) СНиП 23-02-2003:

 

∆t₀ = n ·(t_int- t_ext) / R₀ · a_int где, n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности к наружному воздуху по табл. 6

 

 

∆t₀ = 1(20+37) / 4,89 · 8,7 = 1,34ºС

 

Согласно табл. (5) СП 23-101-2004∆t_n= 3 ºС, следовательно, условие ∆t₀ ≤ ∆t_nвыполняется.

 

2. Проверяем выполнение условия τ >t_d

Значение τ рассчитываем по формуле (25) СП 23-101-2004

t_si = t_int – [ n (t_int – t_ext)]/(R _o a_int)

 

τ = 20- 1(20+26) / 4,89· 8,7 = 18,66 ºС

 

3. Согласно приложению Р СП 23-01-2004 для температуры внутреннего воздуха t_int = +20 ºС и относительной влажности φ = 55% температура точки росы t_d = 10,7 ºС, следовательно, условие τ >t_d выполняется.

Вывод: чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям.