Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

Целью расчета является определение коэффициентов теплопередачи наружных и внутренних стен, чердачного перекрытия над неотапливаемым техподпольем, заполнение оконных проёмов, а также толщины утеплителя наружной стены.

Коэффициент теплопередачи , Вт/м²К (1)

где R₀-сопротивление теплопередаче элемента ограждающей конструкции, не менее нормируемого требуемого значения R_req, определённого в зависимости от градусосуток района строительства D_d (таблица 1).

Градусосутки отопительного периода определяется по формуле:

, ⁰C· сут (2)

где t _int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха основных помещений здания, t _int=19°C.

D_d=(19-(-7,3))·142=3773.46

Значения R_req определяем либо интерполяцией данных таб. 4 [2], либо по приведённой там же формуле:

(3)

в результате подстановки получим:

· наружная стена

R_req^нс=0,0003·3774+1,2= 2,332(м² · °C/Вт);

· покрытия и перекрытия над проездами

R_req=0,0004·3774+1,6= 3,109(м² · °C/Вт);

· чердачное перекрытие

R_req^чп=0,00035·3774+1,3= 2,6 (м² · °C/Вт);

· окна

R_req^о=0,00005·3774+0,2= 0,388(м² · °C/Вт);

Определяем коэффициенты теплопередачи элементов ограждающих конструкций, учитывая влажностный режим эксплуатации ограждений [2].

Для г. Волгограда – условия эксплуатации ограждений по группе А.

Коэффициенты теплопроводности материалов находим в прил. Е [6]

1) Наружные стены.

Принимаем следующую конструкцию наружной стены.

1- штукатурка (цементно-песчаным раствором)

λ_А=0,76 , δ=10мм

2- кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе

λ_А=0,76 , δ=510мм

3- утеплитель (плиты жёсткие минераловатные, негорючие, марка ISOVER ВентФасад Моно)

λ_А=0,042 , λ_Б=0,045 , толщина 50-200 мм (по расчёту)

4- облицовка (фасадная панель ПРОФИСТ отечественного производства)

λ=0,30 , δ=8 мм, γ=1800 кг/м³.

Приведённое сопротивление теплопередачи однородной наружной стены определяется по формуле:

(4)

где α_в- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности для холодного периода, 8,7 Вт/(м²·^оС) – табл. 7 [2].

α_н- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для холодного периода, 23 Вт/(м²·^оС) – табл. 8 [6].

Приравнивая правую часть уравнения к нормируемой величине R_req, получим уравнение для определения предварительного значения толщины слоя утеплителя:

(5)

Вычисленное значение округляем в большую сторону до стандартной толщины плит утеплителя, кратной 5 мм. Принимаем толщину δ_из=75 мм.

При этом общая толщина наружной стены составляет δ_нс=10+510+75+8=603 мм

Фактическое сопротивление наружной стены равно:

Коэффициент теплопередачи наружной стены составит

2) Наружная стена цокольного этажа

Конструкция стены цоколя отличается от стен надземных этажей отсутствием утеплителя с наружной стороны и увеличенной толщиной несущего слоя. Для кирпичной кладки – не менее чем на 1/2 кирпича.

Термическое сопротивление надземной части стены.

Термическое сопротивление подземной части стены будет больше на величину термического сопротивления грунта. Термическое сопротивление грунта определяется согласно [6]. Однако, в таб. 13 приведены усреднённые, неудобные значения. Воспользуемся данными более древней литературы, согласно которой термические сопротивления грунта по зонам шириной 2 м, считая от поверхности равны 2,15; 4,3; 8,6; 14,2 м²°С/Вт [].

Приведённое термическое сопротивление найдём по формуле 10 [6].

(6)

где А – общая площадь ограждения, м²;
А_i – площадь характерной части ограждения, м²;
– термическое сопротивление соответствующей части ограждения.

Для единичной длины бесконечного ограждения площадь эквивалентна ширине.

Термическое сопротивление стены меньше требуемого. Необходим дополнительный утепляющий слой. В качестве утеплителя примем керамзитобетон марки 500 λ_А=0,17 .

м. (7)

Принимаем толщину слоя 0,12 м. Фактическое термическое сопротивление стены цокольного этажа.

(8)

3) Окна

По табл. 5 [6] выбираем конструкцию окна из условия

Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете с твердым селективным покрытием R_о^ок=0,51 (м² · °C/Вт).

4) Чердачное перекрытие
Принимаем конструкцию чердачного перекрытия:

1. плита чердачного перекрытия – железобетон

λ_А=1,92 , δ=120 мм

2. пароизоляция – рубероид

λ_А=0,17 , δ=3 мм

3. утеплитель – щебень из доменного шлака 600кг/м³ (в методических целях)

λ_А=0,18 , толщина по расчёту

м

Толщина насыпной теплоизоляции кратна 20 мм, но не менее 100 мм. Принимаем толщину насыпки 52 см.

К_ЧП=0,3215 Вт/(м²·^оС)

5) Перекрытия над неотапливаемым техподпольем, или пол первого отапливаемого этажа (тёплого подвала)

Полы цокольного этажа рассчитываются по зонам шириной 2 м, считая от уровня грунта. Площадь пола угловых квадратов, примыкающих к наружным стенам, учитывается дважды. Необходимо отметить, что I зона (её остаток) почти целиком находится под наружной стеной. В зону чистого пола подвала попадают лишь зоны II, III и IV, термические сопротивления которых больше требуемого. Кроме того, в подвале находятся лишь технические помещения без постоянного персонала.

Поэтому считаем достаточным наличие холодного цементного пола.

Конструкция холодного пола:

1. основание – бетон толщиной 50 мм;

2. цементная стяжка – 20 мм.

Термическое сопротивление конструкции пола.

Результирующее термическое сопротивление холодного пола по зонам.

6) Наружная дверь

Требуемое значение сопротивления теплопередачи для наружной двери должно быть не менее значения определенного по формуле

, (м² · °C/Вт) (9)

где n-коэффициент учитывающий качение двери к наружному воздуху, n=1

∆t_n- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

К расчёту примем следующую конструкцию:

· Наружная дверь – металлическая с утеплением пенополистиролом 5 мм ;

· Внутренняя – деревянная из сосновой доски толщиной 37 мм .

Фактическое термическое сопротивление .

Добавочный коэффициент для наружных дверей значителен и составляет 0, 27∙H, где H – высота здания от уровня земли до устья вытяжной шахты, м.

Для того, чтобы вычислить высоту устья шахты необходимо задать конструкцию чердака. Примем вентилируемый чердак высотой 2,1 м с плоской кровлей из ненесущей ЖБ плиты толщиной 0,12 м, стяжки 2 см и тремя слоями рубероида на органическом связующем. Общая толщина конструкции – 0,15 м. По периметру кровли сооружён парапет высотой 0,6 м. Возвышение устья вытяжной шахты над парапетом – не менее 0,5 м. Высота здания (устья вытяжной шахты) Н=1+3,3++3,69+2,1+0,15+0,6+0,5=11,34 м.
Добавочный коэффициент β=0,27∙11,34=3,0618.

7) Внутренняя стена

Дата добавления: 2015-08-21