Расчет термического сопротивления наружной стены из штучных материалов

Исходные данные:

· Влажностной режим помещения – нормальный.

· Минская область

· Температура внутреннего воздуха - t_в = 18 °С.

Рисунок 1.1 - Конструкция наружной стены здания

Влажностной режим сухой, условия эксплуатации ограждающих конструкций «А» по таблице 4.2[1].

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

- Железобетон (А)

λ₁ = 1,92 Вт/(м ∙°С); S₁ = 17,98 Вт/(м² ∙°С);

- Плиты льнокостричные изоляционные (Б)

λ₂ = 0,11 Вт/(м ∙°С); S₂ = 1,47 Вт/(м² ∙°С);

Нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен из штучных материалов согласно таблице 5.1 [1] R^норм= 3,2(м²∙°С)/Вт.

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 льнокостричные изоляционные

(м²∙ ºС)/Вт;

Термическое сопротивление плит торфяныхR₃находим из формулы:

где α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по табл.5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м²∙°С);

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по табл. 5.7[1], α_н=23 Вт/(м²∙°С);

– термическое сопротивление ограждающей конструкции

(м²∙°С)/Вт.

Тогда:

(м²∙ ºС)/Вт;

Вычисляем тепловую инерцию по формуле:

где S_i – расчетный коэффициент теплоусвоения слоя материала конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2[1], принимаем потаблице A.1[1], Вт/(м²∙°С).

D=R₁∙S₁+ R₂∙S₂;

D=0,23*17,98+2,81*1,47=8,27

По таблице 5.2 [1] для ограждающей конструкции с тепловой инерцией более 7,0 за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принять среднюю температуру наиболее холодных трех суток с обеспеченностью 0,92, которая для Минской области составляет: -21°С(таблица 4.3[1]).

Определяем требуемое сопротивление теплопередачи стены по формуле:

Где n– коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху и принимаемый по таблице 5.3{1};

t_в,t_н - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;

α_в- расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и тампературой внутренней поверхности ограждающей конструкции, прини­маемый по таблице 5.5 [1], °С

Вт/(м²∙°С);

Рассчитаем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

м.

Вывод: Теплоизоляционный слой из плит льнокостричных изоляционных 0,31 м обеспечивает нормативные требования, предъявляемые к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.

Проверяем соответствие требованию:

R_т ³R_{т. тр}.

0,64<6 - условие выполняется, следовательно, данный утеплитель

удовлетворяет требо­ва­ниям СНБ 2.04.01-96.

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

Исходные данные:

-неизвестный материал

λ ₁ = х Вт/(м ∙°С);

- Сосна и ель вдоль волокон

λ ₂ = 0,18 Вт/(м ∙°С); S₂ = 4,54 Вт/(м² ∙°С);

- Битумы нефтяные строительные и кровельные

λ ₃ = 0,27 Вт/(м ∙°С); S₃ = 6,8 Вт/(м² ∙°С);

- Битумы нефтяные строительные и кровельные

λ ₄ = 0,27 Вт/(м ∙°С); S₄ = 6,8 Вт/(м² ∙°С);

Предварительно для нахождения неизвестного материала определяем термическое сопротивление перекрытия. Для этого по таблице 5.1(1) выбираем нормативное сопротивление теплопередаче:

(м²∙°С)/Вт.

Следовательно, термическое сопротивление отдельных слоёв:

Термическое сопротивление неизвестного материала R1

Находим из формулы:

где α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по табл.5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м²∙°С);

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по табл. 5.7[1], α_н=12 Вт/(м²∙°С);

– термическое сопротивление ограждающей конструкции

(м²∙°С)/Вт.

Тогда:

(м²∙ ºС)/Вт;

Определим теплопроводность неизвестного слоя:

Вт/(м²∙°С); S₁ =0,70 Вт/(м²∙°С)

Данный слой из пенополиуретана.

Вычисляем тепловую инерцию по формуле:

где S_i – расчетный коэффициент теплоусвоения слоя материала конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2[1], принимаем по таблице A.1[1], Вт/(м²∙°С).

D=R₁∙S₁+ R₂∙S₂+ R₃∙S₃+ R₄∙S₄;

D=4*0,70+0,5*4,54+0,56*6,8+0,74*6,8=13,91

По таблице 5.2 [1] для ограждающей конструкции с тепловой инерцией более 7,0 за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принять среднюю температуру наиболее холодных трех суток с обеспеченностью 0,92, которая для Минской области составляет: -21°С(таблица 4.3[1]).

Определяем требуемое сопротивление теплопередачи стены по формуле:

Где n– коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху и принимаемый по таблице 5.3{1};

t_в,t_н - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;

α_в- расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, прини­маемый по таблице 5.5 [1], °С

Вт/(м²∙°С);

Вывод: Теплоизоляционный слой из пенополиуретана 0,20 м обеспечивает нормативные требования, предъявляемые к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.

Разделим конструкцию на повторяющиеся элементы,приняв,что данные элементы имеют правильную геометрическую форму прямоугольника.

Определим термическое сопротивление элемента при условном делении его плоскостями параллельными тепловому потоку.

Рисунок 1.3 – Элементы перекрытия при условном делении его плоскостями, параллельными тепловому потоку:

1)без воздушной прослойки в асфальтобетоне;

2)с воздушной прослойкой в асфальтобетоне;

Определим численные значения:

(м²∙°С)/Вт

(м²∙°С)/Вт

Тогда термическое сопротивление элемента при условии деления его плоско­стями, параллельными тепловому потоку будет равно:

(м²∙°С)/Вт

Находим термическое сопротивление элемента при условии деления его плоскостями, перпендикулярным тепловому потоку

Рисунок 4 - Конструкция перекрытия при условии деления его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку

Термическое сопротивление слоя в находим по формуле:

Площадь элементов 1 и 2 соответственно равны:

F₁=0,15 ∙ 0,15=0,0225 м²

F₂=0,15 ∙0,5=0,075 м²

Термическое сопротивление элементов 1 и 2:

(м²∙°С)/Вт

(м²∙°С)/Вт

Тогда термическое сопротивление слоя в:

(м²∙°С)/Вт

Следовательно,

(м²∙°С)/Вт

Находим разницу между R₁₁ и R_┴

%

Значит, термический расчет конструкции выполняем согласно формуле:

(м²∙°С)/Вт

Вывод: данная конструкция совмещенного покрытия административного

здания удовлетворяет требованиям СНБ 2.04.01-96по теплопроводности так как нормативное сопротивление конструкции 3.

Дата добавления: 2015-08-05