Теплотехнический расчёт наружной кирпичной стены

Цель работы: определить толщину ограждающей конструкции кирпичной стены на основании требований строительной теплотехники.

Знать: теплоизоляционные функции наружных ограждающих конструкций и теплотехнические требования к ним.

Уметь: определять понятие «ограждающая конструкция», причины, требующие теплотехнического расчёта ограждающей конструкции.

 

Краткие теоретические сведения

К ограждающим элементам здания в теплотехническом отношении предъявляются следующие требования:

· оказывать сопротивление прохождению через них тепла;

· не иметь на внутренней поверхности температуры, значительно отличающейся от температуры воздуха помещения, с тем, чтобы вблизи ограждения не ощущалось холода, а на поверхности не образовывался конденсат;

· обладать достаточной тепловой инерцией (теплоустойчивостью), чтобы колебания наружной и внутренней температур меньше отражались на колебаниях температуры внутренней поверхности;

· сохранять нормальный влажностный режим, т.к. увлажнение ограждения снижает его теплозащитные свойства.

Для выполнения перечисленных требований при проектировании ограждений производят их теплотехнический расчёт на основании данных СНиП ΙΙ-3-79* “Строительная теплотехника” и СНиП ΙΙ-23-01-99 “Строительная климатология»

Порядок выполнения теплотехнического расчёта рассмотрим на примере.

 

Порядок выполнения работы

1. Из СНиПов выписываем следующие данные для расчёта:

Район строительства – г. Новочеркасск;

Зона влажности – сухая;

Назначение здания – жилой дом;

Влажностный режим помещения – нормальный;

Условия эксплуатации – А;

Расчётная зимняя температура, равная температуре наиболее холодной пятидневки = - 22ºС;

Средняя температура отопительного периода-1,1ºС;

Относительная влажность воздуха: 60%;

Коэффициент теплоотдачи для внутренних стен =8,7 Вт/м²×ºС;

Коэффициент теплоотдачи для наружных стен в зимних условиях =8,7 Вт/м²×ºС;

Коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху П=1;

Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций =4 ºС;

2. Согласно заданию стена состоит из керамического пустотелого кирпича плотностью ρ=1400 кг/м³ (брутто) на цементно-песчаном растворе с оштукатуриванием внутренней поверхности известково-песчаным раствором толщиной =0,02 м.

Рис. 1. Схема наружной стены

 

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче

3. Определяем минимальную толщину стены , исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, приравнивая фактическое сопротивление теплопередаче всех слоев стены требуемому сопротивлению.

Отсюда м,

где и - коэффициент теплопроводности соответственно кирпичной кладки стены и штукатурки. Таким образом, из санитарно-гигиенических и комфортных условий толщину стены принимаем 0,64 м (в 2,5 кирпича).

4. Для определения толщины стены из условий энергосбережения подсчитываем градусосутки отопительного периода (ГСОП).

ГСОП =

где Z – продолжительность суток со среднесуточной температурой воздуха меньше или равной +8ºС - 175 сут. (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

ГСОП= ºС×сут.

Определяем методом интерполяции из СНиП ΙΙ-3-79* «Строительная теплотехника».

ГСОП
	2,1 2,8

Сопротивление теплопередаче для ГСОП

2,8-2,1=0,7

4000-2000=2000

0,7:2000=0,00035

ГСОП=3342,5-2000=1342,5

0,00035×1342,5=0,47

=2,1+0,47=2,57

5. Определяем толщину стены по энергосбережению

м

Таким образом, толщина стены по энергосбережению должна быть в 2,4 раза больше рассчитанной из санитарно-гигиенических и комфортных условий, что повлечет за собой увеличение нагрузки на фундаменты в несколько раз.

6. С целью уменьшения толщины стены принимаем взамен сплошной кладки трехслойный вариант с утеплителем (колодцевая кладка). Кладка наружного слоя ведется под расшивку.

 

Кирпичная кладка из обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе ρ=1800 кг/м³ λ=0,70 Вт/м²×ºС

Утеплитель газобетон ρ=400 кг/м³ λ=0,15 Вт/м²×ºС

Кирпичная кладка из обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе ρ=1800 кг/м³ λ=0,70 Вт/м²×ºС

Известково-песчаный раствор δ=20мм ρ=1700 кг/м³ λ=0,70 Вт/м²×ºС.

Рис.2. Схема наружной стены неоднородной кладки с утеплителем.

 

Определяем толщину :

где и =0,81 Вт/м²×ºС - коэффициенты теплопроводности кирпичной кладки;

=0,81 Вт/м²×ºС – коэффициент теплопроводности известково-песчаного раствора.

7. Общая толщина стены без штукатурки составит:

=0,12+0,31+0,12=0,55 м

8. Полученная толщина стены не кратна стандартной 0,64 м (2,5 кирпича), поэтому принимаем =0,64 м и уточняем требуемую толщину утеплителя:

=0,64-(0,12+0,12)=0,4 м

Окончательно принимаем толщину наружной стены 640 мм (2,5 кирпича).

Контрольные вопросы

1. Назовите теплотехнические требования, предъявляемые к наружным ограждающим конструкциям отапливаемых зданий.

2. Назовите мероприятия по предотвращению конденсации влаги внутренних ограждений.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 11