1.10 Теплотехнический расчёт стенового ограждения.

Исходные данные

Место строительства – г. Пермь;

Зона влажности – нормальная;

Продолжительность отопительного периода z_ht = 229 суток [1];

Средняя расчетная температура отопительного периода t_ht = минус 5,9 ^oС[1];

Температура холодной пятидневки t_ext = минус 35^oС [1];

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома;

Температура внутреннего воздуха t_int = +21^oС;

Влажность воздуха: = 55 %;

Влажностный режим помещения – нормальный;

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения а_int = 8,7 т/м²С [2];

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 23 Вт/м²·°С [2];

Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 Состав наружной стены

№ п/п	Наименование материала	, кг/м^3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R, м^2·°С/Вт
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,81	0,019
2	Блоки газобетонные D600	600	0,300	0,26	1,15
3	ПСБ-С-25	15	Х	0,049	Х
4	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)	1600	0,120	0,58	0,207

Порядок расчета

Определение градусо-суток отопительного периода:

D_d = (t_int – t_ht)·z_ht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен:

R_req = aD_d + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м²·°С/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий:

R₀^r = R₀^усл r, (1.1)

где R₀^усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, м²·°С/Вт;

R₀^r - приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной менее 510 мм равен 0,74, и в соответствии с [3] рекомендуется приниматься больше 0,7.

Расчёт ведётся из условия равенства:

R₀^r = R_req (1.2)

следовательно,

R₀^усл = 3,56/0,74 = 4,81 м²·°С /Вт

R₀^усл = R_si + R_k + R_se, (1.3)

отсюда

= 4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м²·°С /Вт

Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.

, (1.4)

Определяем термическое сопротивление утеплителя:

= 4,652 – ( 0,019 + 1,15 + 0,207 ) = 3,276 м²·С/Вт.

Находим толщину утеплителя:

Ри

= · R_ут = 0,049·3,276 = 0,160 м. (1.5)

Принимаем толщину утеплителя 200 мм

Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.

Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:

R₀^r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 1,15 + 0,2/0,049 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67 м²·°С/Вт.

Условие R₀^r = 3,67 > = 3,56 м²·°С/Вт выполняется.

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия :

∆t = (t_int – t_ext)/ R₀^r a_int = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ^оС. (1.6)

∆t_n = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆t_n = 4 ^оС выполняется.

Проверяем выполнение условия :

] = 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =

= 21 – 1,75 = 19,25^оС; (1.7)

Согласно приложению Р [3] для температуры внутреннего воздуха t_int = 21 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы t_d = 11,62 ^оС, следовательно, условие =  выполняется.

Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Определение достаточности сопротивления паропроницанию слоистой стены.

Теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции

Таблица 1.2. Состав наружной стены

№ п/п	Найменование материала	, кг/м^3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R, м^2·°С/Вт	µ, мг/(м·ч·Па)
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,81	0,019	0,12
2	Блоки газобетонные D600	600	0,300	0,26	1,15	0,17
3	ПСБ-С-25	15	0,200	0,049	3,276	0,05
4	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1600	0,120	0,58	0,207	0,14

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

Ри

= 5,25 м²·°С/Вт

Устанавливаем для соответствующих периодов года их продолжительность и среднюю температуру наружного воздуха:

- зима (январь, февраль, декабрь),

(1.7)

- весна – осень (март, ноябрь)

- лето (апрель - октябрь)

Значение = 2338 Па для = 21 ;

;

Для приведенных времен года =372 Па, =606 Па, =1640 Па;

Ри

м²·ч·Па/мг; (1.8)

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха Па, за годовой период составляет 790 Па. Значит нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации составляет:

Ри

м²·ч·Па/мг;

Для расчёта нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными месячными температурами наружного воздуха сначала устанавливаем продолжительность этого периода =151 сут. и его среднюю температуру =11,5 .

Парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации при

минус 16,4 составляет 205 Па. Предельно допустимое приращение влаги в материале утеплителя составляет 25%.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха для периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами составляет 186 Па.

_(1.9)

Определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха:

Ри

м²·ч·Па/мг;

Определяем сопротивление паропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации:

м²·ч·Па/мг;

Таким образом сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 5,88 м²·ч·Па/мг выше нормируемых значений и равных 0,86 м²·ч·Па/мг и 2,14 м²·ч·Па/мг соответственно, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям [2] по условиям паропроницания.