При проектировании и строительстве часто необходимо произвести теплотехнические расчеты — рассмотрим примеры.
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены слоистой конструкции
Расчет произведен для девятиэтажного жилого дома: г.Архангельск.
Зона влажности – влажная.
Продолжительность отопительного периода zht = 253 суток.
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –4,4 ºС.
Температура холодной пятидневки text = –31 ºС. .
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС.
Влажность воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С.
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 10,8 Вт/м2·°С.
Таблица 4.1.1
| №
п/п |
Наименование материала | , кг/м3 | δ, м | ,Вт/(м·°С) | R, м2·°С/Вт |
|---|---|---|---|---|---|
| Известково-песчаный раствор | 0,015 | 0,81 | 0,019 | ||
| Кирпичная кладка из сплошного кирпича | 0,510 | 0,81 | 0,630 | ||
| Минераловатные плиты | Х | 0,067 | Х/0,067 | ||
| Вентилируемый фасад | 0,06 |
1) Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–4,4))·253 = 6426,2 °С·сут, где
— Dd — градусо-сутки отопительного периода, °С·сут;
— tint – температура внутреннего воздуха, °С;
— tht – температура отопительного периода, °С;
— zht – продолжительность отопительного периода, сут.
2) Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен (по формуле (1) СНиП 23-02-2003 ):
Rreq = aDd + b =0,00035·6426,2 + 1,4 =3,6 м2·°С/Вт, где
— Rreq — нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен, м2·°С/Вт;
3) Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле:
R0r = R0усл r, где
— R0r — приведенное сопротивление теплопередаче с учётом коэффициента теплотехнической неоднородности r, который принимаем равным 1, м2·°С/Вт;
— R0усл — сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт.
R0r = Rreq →
R0усл = 3,6/1 = 3, 6 м2·°С /Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse , где
— Rsi = 1/ аint – сопротивление тепловосприятию, м2·°С /Вт;
— Rse = 10,8 м2·°С /Вт – сопротивление наружной поверхности;
— Rk – термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции, м2·°С /Вт.
Rk =R0усл-(Rsi +Rse) = 3,6-(1/8,7+1/10,8)=3,392 м2·°С /Вт
Отсюда: = 3,392-0,019-0,630 = 2,743 м2·°С /Вт
Ри
=· Rут = 0,067·2,743 = 0,184 м.
Принимаем толщину утеплителя 190 мм, а толщину воздушной прослойки 60 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (510+190+60) = 760 мм.
5) R0r = 1 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,630 + 0,185/0,067 + 1/10,8 ) = 3,618м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,62 > = 3,60 м2·°С/Вт выполняется.
6) Проверяем выполнение условия :
= (21-(-31))/(3,6*8,7)=1,66 °С, где
— расчётный температурный перепад, °С.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02-2003 =4°С, следовательно, условие=1,66°С=4°С, выполняется.
7) Проверяем выполнение условия >:
=21 – (21-(-31))/3,6*8,7=19,34 °С, где
— — температура внутренней поверхности наружного стенового ограждения, °С;
— — температура точки росы.
Согласно приложению (Р) СП для температуры внутреннго воздуха +21°С и относительно влажности =55%=11,62°С, следовательно, условие=19,34°С >=11,62°С, выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
Исходные данные
Расчет произведен для девятиэтажного жилого дома: г.Архангельск.
Зона влажности – влажная.
Продолжительность отопительного периода zht = 253 суток.
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –4,4 ºС.
Температура холодной пятидневки text = –31 ºС. .
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС.
Влажность воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С.
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 12 Вт/м2·°С.
Номера слоёв – по направлению теплового потока!
Рис. 4.1.2
Таблица 4.1.2
| №
п/п |
Наименование материала (конструкции) |
, кг/м3 | δ, м | ,Вт/(м·°С) | R, м2·°С/Вт |
|---|---|---|---|---|---|
| Плиты жесткие минераловатные | Х | 0,08 | Х | ||
| Пароизоляция — гидроизол | 0,004 | 0,17 | 0,024 | ||
| Железобетонные пустотные плиты | 0,22 | 0,142 |
1) Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–4,4))·253 = 6426,2 °С·сут, где
— Dd — градусо-сутки отопительного периода, °С·сут;
— tint – температура внутреннего воздуха, °С;
— tht – температура отопительного периода, °С;
— zht – продолжительность отопительного периода, сут.
2) Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен (по формуле (1) СНиП 23-02-2003 ):
Rreq = aDd + b =0,00045·6426,2 + 1,9 =4,81 м2·°С/Вт, где
— Rreq — нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен, м2·°С/Вт;
R0 = Rreq.
3)= 4,81– (1/8,7 + 1/12) = 4,61 м2·°С/Вт.
По формуле (7) СП 23-101-2004 , где
– термическое сопротивление ограждающей конструкции.
, где
=0,142 м2·°С/Вт — термическое сопротивление Ж/Б плиты перекрытия;
— термическое сопротивление слоя пароизоляции, м2·°С/Вт;
— термическое сопротивление утепляющего слоя, м2·°С/Вт.
= 4,61 – (0,142 + 0,024) = 4,44 м2·°С/Вт.
4)= 4,44·0,08 = 0,355 м.
По формуле (6) СП 23-101-2004 , где
— — толщина утепляющего слоя, м.
Принимаем толщину утепляющего слоя равной 360 мм.
5) =1/8,7 + (0,142 + 0,024 + 0,360/0,08) + 1/12 = 4,86 м2·°С/Вт, где
— фактическое сопротивление теплопередаче, м2·°С/Вт.
Условие, = 4,86 м2·°С/Вт > Rreq = 4,81 м2·°С/Вт, выполняется.
6) Проверяем выполнение условия :
= (21-(-31))/(4,86*8,7)=1,23 °С, где
— расчётный температурный перепад, °С.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02-2003 =3°С, следовательно, условие=1,23°С=3°С, выполняется.
7) Проверяем выполнение условия >:
=21 – (21-(-31))/4,86*8,7=19,77 °С, где
— температура внутренней поверхности наружного стенового ограждения, °С;
— температура точки росы.
Согласно приложению (Р) СП для температуры внутреннего воздуха +21°С и относительно влажности =55%=11,62°С, следовательно, условие=19,77°С >=11,62°С, выполняется.
Вывод. Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
