Розрахунок теплостійкості огороджувальних конструкцій

Розрахунок виконують для огороджувальних конструкцій будівель, розміщених у районах із середньомісячною температурою липня 21 ^оС й вище при тепловій інерції: зовнішніх стін - менше 4, покриттів - менше 5. Перелік будівель, для огороджувальних конструкцій яких виконується розрахунок на теплостійкість, наведено в [1], п. 3.1*.

Розрахунком визначають і порівнюють:

- амплітуду коливань температури внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції ;

- потрібну (допустиму) амплітуду коливань температури внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції

Якщо огороджувальна конструкція запроектована правильно, то виконується умова £

Приклад 2.1. Визначити, чи задовольняє вимогам теплостійкості керамзито-бетонна панель житлового будинку в Одеській обл. (46^О пн.ш.).

Вихідні дані

- Панель складається з таких шарів, починаючи від її внутрішньої поверхні: фактурний - із цементно-піщаного розчину щільністю 1800 кг/м³, товщиною 20 мм; керамзитобетону на кварцевому піску з поризацією густиною 1000 кг/м³, товщиною 210 мм; зовнішній фактурний шар такий, як внутрішній (рис.2.1).

2. Середньомісячна температура найжаркішого місяця (липень) t_з=22,2 ⁰С [2].

3. Максимальна амплітуда добових коливань температури зовнішнього повітря =14,7 ⁰С ([2], дод. 2).

4. Максимальне й середнє значення сумарної сонячної радіації (прямої та розсіяної) для вертикальних поверхонь західної орієнтації І_max=752 Вт/м², І_сер=182 Вт/м² [2].

5. Розрахункова швидкість вітру - мінімальна з середніх швидкостей по румбах за липень, повторюваність яких складає 16% і більше - v=4,3 м/с ([2], дод. 4).

6. Коефіцієнт поглинання сонячної радіації матеріалом зовнішньої поверхні огородження r=0,7 ([1], дод. 7).

7. Теплотехнічні характеристики матеріалів панелі вибирають для умов експлуатації А за додатком 3* [1]:

для фактурних шарів із цементно-піщаного розчину
l₁= l₃= 0,76 Вт/(м´⁰С), s₁= s₃= 9,6 Вт/(м²´⁰С);

для керамзитобетону на кварцевому піску з поризацією
l₂= 0,41 Вт/(м´⁰С), s₂= 5,49 Вт/(м²´⁰С).

Порядок розрахунку

1. Термічний опір окремих шарів стінової панелі, R_і, м²´⁰С/Вт, становить:

фактурних шарів:

;

шару керамзитобетону:

.

2. Теплова інерція окремих шарів і всієї панелі становить:

фактурних шарів:

;

шару керамзитобетону:

;

всієї панелі:

1.

Оскільки теплова інерція стінової панелі D<4, потрібно виконати розрахунок стіни на теплостійкість.

3. Розрахункову амплітуду коливань температури зовнішнього повітря обчислюють за формулою (20) [1], ⁰С:

,

де a_з - для літніх умов розраховують за формулою (24) [1], Вт/(м²´⁰С):

.

4. Коефіцієнт теплозасвоєння зовнішньої поверхні шарів Y_і, Вт/(м²´⁰С), визначають за [1]:

для внутрішнього фактурного шару при D₁<1 за формулою (22):

;

для середнього шару з керамзитобетону, який має D₂>1, коефіцієнт теплозасвоєння зовнішньої поверхні шару приймають рівним коефіцієнту теплозасвоєння матеріалу Y₂=s₂= 5,49 Вт/(м²´⁰С);

для зовнішнього фактурного шару при D₃<1 за формулою (23):

.

5. Затухання розрахункової амплітуди коливань температури зовнішнього повітря в захисній конструкції обчислюють за формулою (21) [1]:

6. Амплітуду коливань температури внутрішньої поверхні стінової панелі визначають за формулою (19) [1]:

^оС.

7. Необхідну (допустиму) амплітуду коливань температури внутрішньої поверхні огородження обчислюють за формулою (18) [1]:

^оС > 1,52 ^оС.

Оскільки , запроектована конструкція зовнішньої стінової панелі житлового будинку задовольняє вимогам теплостійкості в літній час.

Приклад 2.2. Визначити, чи задовольняє вимогам теплостійкості екранована стіна із замкненим повітряним прошарком житлового будинку в Луганській обл. /48°пн.ш./.

Вихідні дані

- Стіна такої ж конструкції, як у прикладі 2.1, має із зовнішньої сторони повітряний прошарок 50 мм, обмежений сталевим листом 8 мм.

- Середньомісячна температура найжаркішого місяця /липень/ t₃=22,3°С.

- Максимальна амплітуда добових коливань температури зовнішнього повітря =22,1°С.

- Максимальне й середнє значення сумарної сонячної радіації /прямої і розсіяної/ для вертикальних поверхонь західної орієнтації І_max =764 Вт/м², І_сер=184 Вт/м².

- Розрахункова швидкість вітру v=4,0 м/с.

Значення параметрів у пп. 2-5 визначаються за [2].

- Коефіцієнт поглинання сонячної радіації матеріалом зовнішньої поверхні огородження - сталі листової, пофарбованої білою фарбою - ρ=0,45 ([1], дод. 7).

- Теплотехнічні характеристики матеріалів приймаються як у попередньому прикладі. Коефіцієнт теплозасвоєння повітряного прошарку S₄=0, сталевого листа S₅=126,5 Вт/(м²·°С); коефіцієнт теплопровідності сталевого листа
λ₅=58 Вт/(м·°С) (дод. 3* [1]).

Дата добавления: 2015-12-07