5 Теплотехнический расчет покрытия

Требуется определить сопротивление теплопередачи и толщину теплоизоляционного слоя совмещенного покрытия производственного здания для климатической зоны города Могилева. Конструктивное решение покрытия представлено на рисунке

Рисунок 11-Покрытие производственного здания

1 – железобетон, δ=300 мм;

2 – полиэтиленовая пленка, δ=0,16 мм;

3 –утеплитель плиты минераловатные;

4 – цементно-песчаный раствор, δ=30 мм;

5 – кровляэласт (2 слоя), δ=6 мм.

Несущая конструкция – железобетонная ребристая плита покрытия плотностью 2500 кг/м³

Пароизоляционный слой – полиэтиленовая плёнка толщиной 0,16 мм.

Теплоизоляционный слой – плиты минераловатные плотностью 125 кг/м³.

Стяжка – из цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм, плотностью 1800 кг/м³.

Гидроизоляционное покрытие – из 2 слоёв кровляэласта общей толщиной 6 мм, плотностью 600 кг/м³.

Расчетная температура внутреннего воздуха t_в=16 ⁰С, относительная влажность 60%.

Влажностный режим помещения согластно таблице 3 [1] – нормальный, условия эксплуатации ограждения – “Б”.

Расчетное значение коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоения S материалов определяем по таблице А1 [1] для условия эксплуатации ограждения – “Б”:

-железобетон =2,04 Вт/м^{2 0}С

=19,7 Вт/м^{2 0}С

-плиты минераловатные =0,051 Вт/м^{2 0}С

=0,66 Вт/м^{2 0}С

-цементно-песчаный раствор =0,93 Вт/м^{2 0}С

=11,09 Вт/м^{2 0}С

-кровляэласт =0,17 Вт/м^{2 0}С

=3,53 Вт/м^{2 0}С

Нормативное сопротивление для совмещенных покрытий согласно таблице 10 [1], равно 3,0 м^{2 0}С/Вт.

Определяем термическое сопротивление каждого отдельного слоя конструкции по формуле (1):

, (3)

где - толщина слоя, м;

- коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации, принимаемый по таблице А1 [1], Вт/м×°С.

- плиты покрытия:

м²×°С/Вт.

- цементно-песчаной стяжки:

м²×°С/Вт.

- гидроизоляционного ковра:

м²×°С/Вт.

Термическое сопротивление утеплителя определяем по формуле(5):, (4)

где -коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей

конструкции, принимаемый по таблице 1 [1], Вт/м²×°С;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей кон-

струкции для зимних условий, принимаемый по таблице 2 [1], Вт/м²×°С.

м²×°С/Вт.

Термическими сопротивлениями пароизоляционного слоя и защитного слоя пренебрегаем из-за незначительной величины.

Определяем тепловую инерцию покрытия по формуле (5):

, (5)

где– термические сопротивления отдельных слоёв конструкции;

–расчётные коэффициенты теплоусвоения материала слоёв

конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 3,

принимаемые по таблице А1.

=0,012´19,7+2,627´0,66+0,032´11,09+0,035´3,53=2,45 > 1,5.

Согласно таблице 7 [1] для ограждающих конструкций с тепловой инерцией свыше 1,5 до 4,0 включительно за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принимать среднюю температуру наиболее холодных суток с обеспеченностью 0.92, которая в соответствие с таблицей 6 [1] для г. Могилев равна

= –34 °С.

Определяем расчётное сопротивление теплопередаче по формуле(6):

, (6)

где – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности

ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по

таблице 4 [1], = 1;

–расчетный перепад, между температурой внутреннего воздуха

и температурой внутренней поверхности ограждающей конст-

рукции принимаемый по таблице 8 [1], =6,2°С.

–расчётная температура внутреннего воздуха, принимаемая по

таблице 5 [1], °С;

–расчётная температура наружного воздуха, принимаемая по

таблице 6 [1] в зависимости от полученной величины тепловой

инерции, определённой по формуле (6), °С.

м²×°С/Вт.

Экономически целесообразное сопротивление теплопередачеданной конструкции покрытия определяется по формуле (8):

_{, (7)}

где - стоимость тепловой энергии, р./ГДж, принимаемая по дей-

ствующим ценам;

- продолжительность отопительного периода, сут., принимае-

мая по таблице 9 [1];

- средняя за отопительный период температура, °С, наружно-

го воздуха, принимаемая по таблице 9 [1];

- стоимость, р./м³, материала однослойной или теплоизоляци-

оного слоя многослойной ограждающей конструкции, прини-

маемая по действующим ценам;

м²×°С/Вт.

Сравниваем между собой экономически целесообразное сопротивление теплопередаче 1,710 и нормативное сопротивление теплопередаче 3,0. Таким образом, сопротивление теплопередаче рассчитываемой конструкции должно быть не менее нормативного, равного 3,0 м²×°С/Вт, определяемого по таблице 10 [1].

Толщина теплоизоляционного слоя из минераловатных плит при этом должна быть равна:

Принимаем толщину утеплителя 140 мм.