Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Задание 1

Определить достаточность сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объёмной массой 40 кг/м³. Выполнить проверку санитарно-гигиенических требований.

А. Исходные данные

 

· Место строительства – г. Ярославль

· Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

· Продолжительность отопительного периода z _ht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].

· Средняя расчетная температура отопительного периода t _ht = –4 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].

· Температура холодной пятидневки t _ext = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

· температура внутреннего воздуха t _int = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];

· влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%].;

· влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный].

· Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [согласно СНиП 23-02–2003. Табл. 2 ].

· Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения а _int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

· Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a _ext = 23 Вт/м²·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

 

 

Рисунок 3 -- Расчётная схема

 

 

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

Нормируемые теплотехнические показатели материалов стены определяем по приложению Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и сводим их в таблицу.

 

 

Поз.	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, м2·°С/Вт
	Кирпичная кладка из пустотного кирпича		0,38	0,52	0,73
	Плиты пенополистирольные		0,125	0,05	2,5
	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)		0,12	0,58	0,21

,Вт/(м·°С)- по прилож. Д, СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий

R= /

 

Б. Порядок расчета

 

Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности , который для стен жилых зданий из кирпича толщиной 500 мм (без учета утеплителя) равен 0,74 по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», п.8.17, т.е., = ,

где – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²·°С/Вт.

,

где = 1/a_int=1/8,7=0,1149 Вт/(м²·°С),

a_int =8.7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =0,73+2,5+0,21=3,44 м²·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции,

где R₁, R₂,..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции.

R_se = 1/a_ext=1/23=0,0435 Вт/(м²·°С),

a_ext=23 м²·°С/Вт - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

м²·°С/Вт

= =3,60 м²·°С/Вт

 

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

= (20+4)·221 = 5304ºС^.сут,

где =+21ºС - температура внутреннего воздуха (СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», табл. 1);

= -4ºС - средняя расчетная температура отопительного периода (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1);

= 221 суток - продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен вычисляем по формуле R_req = aD_d + b по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 (табл. 4)

=0,00035·5304 + 1,4 =3,26 м²·°С/Вт

Условие, = 2,66 > , = 3,26 м²· °С/Вт не выполняется, толщины утеплителя мм не достаточно для сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки, поэтому необходимо увеличить толщину утеплителя до мм.

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =0,73+(0,2/0,05)+0,21=4,94 м²·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции.

м²·°С/Вт

= =5,10 м²·°С/Вт

Условие, = 3,77 > , = 3,26 м²· °С/Вт выполняется

Проверка санитарно-гигиенических требований.

Проверяем выполнение условия .

По формуле (4) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем расчётный температурный перепад

ºС.

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл. 6 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» n=1 (стены);

t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, = –31ºС (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», табл. 5 = 4,0°С (наружные стены в жилых зданиях) условие, = 1,55 < = 4,0ºС, выполняется.

В. Проверка санитарно-гигиенических требований   1. Проверяем выполнение условия t t n (1):   t=n(t int - t ext ) / а int R 0r t =1(21+31) /8.7*3,77 = 52/32.80= 1.58ºС Согласно таб. 5 СНиП 23-02-2003: t n = 4ºС, следовательно условие (1) выполняется.   2. Проверяем выполнение условия.   > t d. Для расчета используем формулу (25) СП 23-101-04:   = t int - [ n (t int - t ext) ] /(а int R 0r ) = 21-[ 1 (21+31) ]/ (3,77*8.7 )=   = 21 – 52/32,8 = 21 – 1,58 = 19,42 ºС   n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Согласно приложению Р СП 23-101-04 для температуры внутреннего воздуха t int =20\1ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы t d =11,62 ºС, следовательно, условие > t d. выполняется.   Вывод: Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Задание 2

 

Определить толщину утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из ж/б панели мм, пароизоляция – 1 слой рубитекса; цементно-песчаной стяжки мм и утеплителя – плиты минераловатные с объёмной массой 125 кг/м³ в городе Ярославле.

· Место строительства – г. Ярославль

· Климатический район – II B [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., рисунок 1-схематическая карта климатического районирования для строительства].

· Зона влажности – нормальная[согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

· Продолжительность отопительного периода z _ht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].

· Средняя расчетная температура отопительного периода t _ht = –4ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].

· Температура холодной пятидневки t _ext = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

· Температура внутреннего воздуха t _int = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];

· влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%].;

· влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный].

· Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [согласно СНиП 23-02–2003. ].

· Коэффициент теловосприятия внутренней поверхности ограждения а _int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

· Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a _ext = 12Вт/м²·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

 

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)

 

А. Исходные данные

 

 

Рисунок 4-- Расчётная схема

 

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

 

Поз.	Наименование материала	, кг/м3	, м	, Вт/(м·°С)	, (м2·°С/Вт)
	Железобетонная панель		0,10	2,04	0,049
	Пароизоляция – 1 слой рубитекса (ГОСТ 10293)		0,005	0,17	0,029
	Цементно-песчаная стяжка		0,03	0,93	0,032
	Плиты минераловатные		Х	0,036	-

 

 

Б. Порядок расчета

 

 

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

= (21+4)·221 = 5525ºС^.сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия вычисляем по формуле (1) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00045 и = 1,9 (табл. 4)

=0,00045·5525 + 1,9 =4,29 м²·°С/Вт

Из условия равенства общего термического сопротивления нормируемому , т.е. = , определяем по формуле (7) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» термическое сопротивление чердачного перекрытия R_к:

=4,29 – (1/8,7 + 1/12) = 4,29 – 0,198 = 4,1 м²·°С/Вт,

a_ext=12 м²·°С/Вт — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»,

a_int =8.7 — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

R_ут – термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения:

4,1 –(0,049 + 0,029+0,032) = 3,99 м²·°С/Вт.

Далее по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» вычисляем толщину утепляющего слоя

R = d / l → = 3,99·0,036 = 0,14 м

Принимаем толщину утепляющего слоя 140 мм.

Определяем общее фактическое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом принятой толщины утеплителя

м²· °С/Вт.

Условие, 3,64 = 4,29 м²·°С/Вт, выполняется.