Общая последовательность выполнения теплотехнического расчета

1. В соответствии с п. 4 настоящего пособия определить вид здания и условия, по которым следует рассчитывать R _о ^тр.

2. Определить R _о ^тр:

· по формуле (5), если здание рассчитывается по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям;

· по формуле (5а) и табл. 2, если расчет должен вестись исходя из условий энергосбережения.

3. Составить уравнение общего сопротивления ограждающей конструкции с одним неизвестным по формуле (4) и приравнять его R _о ^тр.

4. Вычислить неизвестную толщину слоя утеплителя и определить общую толщину конструкции. При этом необходимо учесть типовые толщины наружных стен:

· толщина кирпичных стен должна быть кратна размеру кирпича (380, 510, 640, 770 мм);

· толщина наружных стеновых панелей принимается 250, 300 или 350 мм;

· толщина панелей типа «сэндвич» принимается равной 50, 80 или 100 мм.

 

Пример 1

Рассчитать толщину наружной стены жилого здания, расположенного в городе Топки Кемеровской области.

А. Исходные данные

1) Расчетная температура наиболее холодных пяти суток

t _н = -39 ^оС (табл.1 [2] или прил. 1 настоящего пособия);

2) Средняя температура отопительного периода t _от.пер. = -8,2 ^оС (см. там же);

3) Продолжительность отопительного периода z _от.пер. = 235 сут (там же);

4) Расчетная температура внутреннего воздуха t _в = +20 ^оС,

относительная влажность внутреннего воздуха φ = 55%

(см. прил.2 настоящего пособия);

5) Влажностный режим помещения - нормальный (табл. 1 [1]);

6) Зона влажности - сухая (прил. 1*[1]);

7) Условия эксплуатации - А (прил. 2 [1]).

Рис. 2. Эскиз конструкции стены

 

Таблица 7. Теплотехнические характеристики материалов (по прил. 3* [1], при условии эксплуатации А)

Наименование материала          γ, кг/м³ прил.3*[1]        δ, м  λ, Вт/(м·^оС), прил.3*[1] ,

м2· оС/Вт
1.	Цементно-песчаный раствор	1800	0,02	0,76	0,026
2.	Кирпич керамический пустотный на цементно-песчаном растворе	1400	0,12	0,52	0,23

Наименование материала          γ, кг/м³ прил.3*[1]        δ, м  λ, Вт/(м·^оС), прил.3*[1] ,

м2· оС/Вт
3.	Плиты минераловатные на синтетическом связующем	50	δ 3	0,052	δ 3 /0,052
4.	Кирпич керамический пустотный на цементно-песчаном растворе	1400	0,38	0,52	0,73
5.	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,7	0,021

Б. Порядок расчета

1. В соответствии с п. 4.1. и 4.2, требуемое сопротивление теплопередаче данного здания следует определять из условий энергосбережения в зависимости от градусо-суток отопительного периода по формуле (5а):

ГСОП = (t _в - t _от.пер.) z _от.пер.

ГСОП = (20-(-8,2))·235 = 6627.

. Требуемое (приведенное) сопротивление теплопередаче из условий энергосбережения определяем интерполяцией по табл. 2 (или табл. 1б [1])

R _о ^тр = 3,72 (м²· ^оС/Вт).

 

. Общее термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем по формуле (3):

;

 

где α _в = 8,7 Вт/(м²·^оС) (табл. 4*[1], см. также табл. 4 пособия);

α _н = 23 Вт/(м²·^оС) (табл. 6* [1], см. также табл. 5 пособия).

R_o R _о ^тр

R _о = 1/8,7 + 0,026 + 0,23 + δ ₃ /0,052 + 0,73 + 0,021 + 1/23 = 3,72

δ ₃ = 0,13 (м)

. С учетом модульной толщины кирпичной кладки принимаем толщину утеплителя из минераловатных плит равной 0,14 м. Тогда общая толщина наружных стен без учета отделочных слоев составит 0,64 м (2,5 кирпича).

Проведем проверочный расчет общего термического сопротивления конструкции:

 

R _о = 1/8,7 + 0,026 + 0,23 + 0,14/0,052 + 0,73 + 0,021 + 1/23 =3,85

R _о = 3,85 > R _о ^тр = 3,72

 

Вывод: принятая конструкция наружных стен отвечает теплотехническим требованиям.

Пример 2

Рассчитать толщину наружной стены гаража, расположенного в городе Топки Кемеровской области.

А. Исходные данные

1) Расчетная температура наиболее холодных пяти суток

t _н = -39 ^оС (табл.1 [2] или прил. 1 настоящего пособия);

2) Средняя температура отопительного периода t _{от.пер .}= -8,2 ^оС;

3) Продолжительность отопительного периода z _{от.пер .}= 235 сут;

4) Расчетная температура внутреннего воздуха t _в = + 5 ^оС,

относительная влажность внутреннего воздуха φ = 50%

(см. прил.2 настоящего пособия);

5) Влажностный режим помещения - сухой (табл. 1 [1]);

6) Зона влажности - сухая (прил. 1*[1]);

7) Условия эксплуатации - А (прил. 2 [1]).

 

Рис.3. Эскиз конструкции стены

Таблица 8. Теплотехнические характеристики материалов(по прил. 3* [1], при условии эксплуатации А)

Наименование материала          γ, кг/м³ прил.3*[1]        δ, м  λ, Вт/(м·^оС), прил.3*[1] ,

м2· оС/Вт
1		2	3	4	5
1.	Стальной профилированный настил	-	0,001	-	-
2.	Пенополиуретан	40	δ 2	0,04	δ 2 /0,04
3.	Стальной профилированный настил	-	0,001	-	-

Б. Порядок расчета

1. В соответствии с п. 4.1, требуемое сопротивление теплопередаче данного здания следует определять из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле (5):

 

,

 

где	n = 1 (табл. 3* [1], см. также табл.3 настоящего пособия);
	Δ t н = 4,5 оС (табл. 2*[1], см. также табл. 3 настоящего пособия);
	α в = 8,7 Вт/(м2· оС) (табл. 4*[1], см. также табл. 4 пособия).

 

  R _о ^тр =1,12 (м²· ^оС/Вт).

 

. Поскольку толщина 1 и 3 слоя ничтожно мала, при расчете ими можно пренебречь и рассчитывать конструкцию как однослойную. Тогда общее термическое сопротивление ограждающей конструкции можно определять по формуле (3):

,

где α _в = 8,7 Вт/(м²· ^оС) (табл. 4*[1], см. также табл. 4 пособия);

α _н = 23 Вт/(м²· ^оС) (табл. 6* [1], см. также табл. 5 пособия);

 

R_o R _о ^тр

R_o = 1/8,7 + δ₃/0,04 + 1/23 = 1,12

δ ₃ = 0,04 (м).

 

. С учетом существующих размеров панелей типа «Сэндвич» принимаем толщину панели 50 мм и проводим проверочный расчет общего термического сопротивления данной конструкции:

R_o = 1/8,7 + 0,05/0,04 + 1/23 = 1,4;

R_o = 1,4 > R _о ^тр = 1,12

 

Вывод: принятая конструкция наружных стен отвечает теплотехническим требованиям.