1.4. Расчет толщины утепляющего слоя конструкции полов над подвалом и подпольем

При возведении жилых и общественных зданий и сооружений применяют многослойные конструкции перекрытий над подвалами и подпольями, состоящие из плиты перекрытия (с пустотами или без пустот), пароизоляции, утеплителя и покрытия пола (линолеума, паркета, досок и т. п.)

В начале расчета задаются конструкцией перекрытия (приложение Б).

Расчет аналогичен расчету наружного ограждения (покрытия).

Пример 3. Теплотехнический расчет конструкции полов над подвалом и подпольями

Исходные данные.

Многослойная конструкция: железобетонная пустотная плита с объемной массой γ₁ = 2500 кг/м³, толщиной δ₁ = 0,22 м; пароизоляция − битумная мастика γ₂ = 1400 кг/м³ и δ₂ = 0,003 м; утеплитель −маты минераловатные γ_ут = 125 кг/м³ выравнивающий слой − цементно-песчаный раствор γ₃= 1800 кг/м³ и δ₃ = 0,05 м; паркет из дуба γ₄ = 700 кг/м³ и δ₄ = 0,025 м.

1. Район строительства − г. Пенза.

2. Влажностный режим помещения − нормальный.

3. Отопление осуществляется от ТЭЦ.

4. Зона влажности − сухая.

5. Условие эксплуатации − А.

6. Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

t_хп(0,92) = -29С; t_оп = -3,6С; z_оп = 222 сут. (приложениеА, таблица А.1);

t_в = 20С (таблица 1);

λ₁ = 1,92 Вт/(м²·°С); λ₂ = 0,27 Вт/(м²·°С); λ_ут = 0,064 Вт/(м²·°С) (приложение А, таблица А.3);

λ₃ = 0,76 Вт/(м²·°С); λ₄ = 0,35 Вт/(м²·°С), (приложение А, таблица А.3);

α_в = 8,7 Вт/(м²·°С) (таблица 8), α_н = 12 Вт/(м²·°С) (таблица 9);

Δt^н = 2С (таблица 7);

n = 0,75 (таблица 6);

δ₁ = 0,22 м; δ₂ = 0,003 м; δ₃ = 0,05 м; δ₄ = 0,025 м.

Порядок расчета.

1. Первоначально определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия при t_н = t_хп по формуле (1):

2. По формуле (2) определяем градусо-сутки отопительного периода (D_d), С·сут,

3. Находим величину сопротивления теплопередаче ограждения с учетом энергосбережения = 4,26 (м²·С)/Вт, (таблица 10).

4. Сравниваем и . Принимаем для дальнейших расчетов большее, т.е. = 4,26 (м²·С)/Вт. = 0,175 (м²·С)/Вт для многопустотной плиты(см. пример 2).

5. Определяем, по уравнению (5), предварительную толщину утеплителя δ_ут:

6. Принимаем δ_ут = 0,25 м.

7. Уточним фактическое общее сопротивление теплопередаче покрытия по выражению (6):

(м²·С)/Вт.

Из расчетов следует, что условие теплотехнического расчета выполнено, так как , т.е. 4,43 > 4,26.

8. Коэффициент теплопередачи для принятой конструкции покрытия определяем по уравнению (8):

Вт/(м²·С).

9. Находим толщину всей ограждающей конструкции по формуле , м.

1.5 Теплотехнический расчет утепленных полов, расположенных непосредственно на лагах

Термическое сопротивление теплопередаче полов, соприкасающихся не с воздухом, а с грунтом, определяется приближенно. В теплотехническом отношении полы подразделяются: на утепленные и неутепленные; на грунте или лагах. При строительстве жилых и общественных зданий применяют только утепленные полы. Известно, что температурное поле грунта под полом различно: чем ближе к наружной стенке, тем температура грунта ниже. Принято такие полы разграничивать на четыре зоны шириной 2 м, начиная от наружной поверхности стены во внутрь здания с условно постоянной температурой в каждой зоне.

Для таких конструкций (рисунок 4) определяют термическое сопротивление теплопередаче отдельных зон полов на лагах R_пл, Вт/(м²·С).

I зона ;

II зона ;

III зона ;

IV зона , (12)

где ,,,– значения термического сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленных полов, (м²·С)/Вт, соответственно численно равные 2,1; 4,3; 8,6; 14,2;

–сумма значений термического сопротивления теплопередаче утепляющего слоя полов на лагах, (м²·С)/Вт.

Величину вычисляют по уравнению:

, (13)

где R_вп – термическое сопротивление воздушной прослойки, (м²·С)/Вт, (таблица 12);

δ_д – толщина слоя досок, м;

λ_д – коэффициент теплопроводности материала из дерева, (м²·С)/Вт, (приложение А, таблица А.3).

1 – покрытие пола из дерева; 2 – воздушная прослойка

Рисунок 4 – Конструкция пола на лагах

Коэффициент теплопередачи k_пл, Вт/(м²·С), для отдельных зон утепленных полов на лагах составляет:

I зона ;

II зона ;

III зона ;

IV зона . (14)

Пример 4. Теплотехнический расчет утепленных полов на лагах

Исходные данные.

1. Полы сосновые с продольным волокном (рисунок 3) толщиной δ_д = 0,04 м;γ_д = 500 кг/м³; λ_д = 0,29 Вт/(м²·С), (приложение А, таблица А.3)

2. Воздушная прослойка δ_вп = 0,22 м; R_вп = 0,19 (м²·С)/Вт (таблица 12).

3. Район строительства – г. Пенза.

4. Влажностный режим – нормальный.

5. Зона влажности – сухая.

6. Условия эксплуатации – А.

Порядок расчета.

Определяем термическое сопротивление теплопередаче R_пл в соответствии с уравнением (12, 13) по зонам:

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт.

Коэффициент теплопередачи k_пл отдельных слоев определяем по выражению (14):

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт;

(м²·С)/Вт.