Примеры выполнения теплотехнического расчета НЕПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

6) Коэффициенты теплопроводности материалов (по приложению А):

– обшивка из гипсокартона – δ₁ = 0,01 м; λ₁ = 0,21 Вт/(м·К);

– пароизоляция (диффузионная пленка) “ISOVER” – δ₂ = 0,0002 м; λ₂ = 0,17 Вт/(м·К);

– утеплитель минеральная вата “ISOVER” OL-K плотностью ρ = 130 кг/м³ – λ₃ = 0,038 Вт/(м·К);

– воздушная прослойка δ₄ = 0,02 м; R₄ = 0,15 м²·К/Вт (согласно табл. 4.5 при горизонтальном размещении прослойки, при потоке тепла снизу вверх и средней температуре воздуха в прослойке < 0°С);

– ветробарьер и металлочерепица – в расчете не учитываются.

Порядок расчета:

1. Минимально допустимое сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции = 4,5 м²·К/Вт (по табл. 4.2).

2. Толщина теплоизоляционного слоя (4.4):

С учетом унификации размеров материалов принимаем толщину теплоизоляции из двух слоев утеплителя – 100+60 = 160 мм.

ПРИМЕР 5. Подобрать стеновое ограждение, определить его толщину и теплотехнические показатели для каркасно-панельного промышленного здания. Высота здания – 8,5м. Район строительства – г. Киев.

Исходные данные:

1) г. Киев – I климатическая зона (по табл. 4.1);

2) Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 18ºС, расчетное значение относительной влажности φ_в = 65% (по заданию на проектирование), что соответствует влажному влажностному режиму помещений (по табл. 4.7) и условиям эксплуатации – Б (по табл. 4.9).

3) Расчетная температура наружного воздуха t_н = -22ºС (по табл. 4.11).

4) В качестве вертикальной ограждающей конструкции принимаем двухслойную стеновую панель, имеющую с внутренней стороны защитный слой тяжелого бетона (бетон на гравии или щебне из природного камня) толщиной 50 мм, а с наружной стороны фактурный слой из цементно-песчаного раствора толщиной 10 мм (рис. 5.5). В качестве конструктивно-теплоизолирующего слоя принимаем ячеистый бетон плотностью ρ = 500 кг/м³.

Рис. 5.5. Расчетная схема ограждающей конструкции

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

6) Коэффициенты теплопроводности, теплоусвоения и паропроницания материалов (по приложению А):

– цементно-песчаный раствор – λ₁ = 0,81 Вт/(м·К), s₁ = 9,76 Вт/(м²·К), μ ₁ = 0,12 мг/(м·ч·Па);

– ячеистый бетон плотностью ρ = 500 кг/м³ – λ₂ = 0,16 Вт/(м·К), s₂ = 2,48 Вт/(м²·К), μ ₂ = 0,2 мг/(м·ч·Па);

– тяжелый бетон – λ₃ = 1,86 Вт/(м·К), s₃ = 17,88 Вт/(м²·К), μ ₃ = 0,03 мг/(м·ч·Па).

Порядок расчета:

1. Минимально допустимое сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции при тепловой инерции D > 1,5: = 1,8 м²·К/Вт (по табл. 4.3).

2. Толщина конструктивно-утепляющего слоя:

Толщина стеновой панели с учетом всех слоев составит:

δ = 0,01 + 0,256 + 0,05 = 0,316 м.

С учетом унификации размеров принимаем толщину стеновой панели 400 мм.

3. Значение тепловой инерции D составит:

Полученное значение соответствует D > 1,5, значит минимально допустимое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции задано правильно.

4. Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции составит:

5. Определение показателей воздухопроницаемости данном примере не выполняется из-за конструктивных особенностей стеновой панели.

6. Оценка влажностного режима ограждающей конструкции.

Предполагаем зону возможной конденсации влаги в середине конструктивно-утепляющего слоя.

6.1. Допустимое по теплоизоляционным характеристикам увеличение влажности материала для легких бетонов Δ w _д= 1,2% (по табл.4.14).

6.2. Парциальное давление водяного пара в толще слоя материала:

е(х) =

Парциальное давление водяного пара наружного воздуха – е_н = 380 Па (по приложению Г);

Парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха:

е _в = 0,01φ_в0 Е _в = 0,01·65·526,6 = 342,3 Па;

Парциальное давление насыщенного водяного пара:

Е _в = 477 + 133,3·(1 + 0,14 t(х))² = 477 + 133,3·(1 + 0,14·(-2,77))² = 526,6 Па;

Температура в толще конструкции:

t(x) = t_в -

R_Σ = 2,32 м²·К/Вт;

Сопротивление теплопередачи ограждающей слоев конструкции до зоны конденсации:

R_x =

Сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции:

R_eΣ =

Сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции на расстоянии х от внутренней поверхности:

R_ex =

Т.к. е(х) < Е(х) = 369,8 Па < 526,6 Па – условие выполняется, толщина и материал слоя утеплителя подобраны верно. Окончательно принимаем двухслойную стеновую панель толщиной 400 мм.

ПРИМЕР 6. Подобрать стеновое ограждение, определить его толщину и теплотехнические показатели для каркасного промышленного здания с повышенным содержанием влажности. Высота здания – 6,4 м.

Район строительства – Волынская область.

Исходные данные:

1) Волынская область – I климатическая зона (по табл. 4.1);

2) Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 18ºС, расчетное значение относительной влажности φ_в = 75% (по заданию на проектирование), что соответствует влажному влажностному режиму помещений (по табл. 4.7) и условиям эксплуатации – Б (по табл. 4.9).

3) Расчетная температура наружного воздуха t_н = -22ºС (по табл. 4.11).

4) В качестве вертикальной ограждающей конструкции принимаем трехслойную стеновую панель, имеющую с внутренней стороны защитный слой железобетона толщиной 30 мм, а с наружной стороны слой из асбестоцементного листа плотностью ρ = 1800 кг/м³ толщиной 6 мм (рис. 5.6). В качестве конструктивно-теплоизолирующего слоя принимаем мягкие минераловатные плиты плотностью ρ = 175 кг/м³.

Рис. 5.6. Расчетная схема ограждающей конструкции

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

6) Коэффициенты теплопроводности, теплоусвоения и паропроницаемости материалов (по приложению А):

– листы асбестоцементные – λ₁ = 0,52 Вт/(м·К), s₁ = 8,12 Вт/(м²·К), μ ₁ = 0,03 мг/(м·ч·Па);

– мягкие минераловатные плиты плотностью ρ = 175 кг/м³ – λ₂ = 0,072 Вт/(м·К), s₂ = 0,98 Вт/(м²·К), μ ₂ = 0,41 мг/(м·ч·Па);

– железобетон – λ₃ = 2,04 Вт/(м·К), s₃ = 18,95 Вт/(м²·К), μ ₃ = 0,03 мг/(м·ч·Па).

Порядок расчета:

1. Минимально допустимое сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции при тепловой инерции D > 1,5: = 1,8 м²·К/Вт (по табл. 4.3).

2. Толщина конструктивно-утепляющего слоя:

С учетом унификации размеров принимаем толщину конструктивно-утепляющего слоя 120 мм.

3. Значение тепловой инерции D составит:

Полученное значение соответствует D > 1,5, значит минимально допустимое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции задано правильно.

4. Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции составит:

^{> = 1,85 > 1,8 – условие выполняется.}

5. Определение показателей воздухопроницаемости.

5.1. Необходимое сопротивление воздухопроницаемости ограждающей конструкции (4.7) составит:

Расчетная разность давлений: Δ p =(H - h _i)(γ_н - γ_в) +0,03γ_н ν ²β_ν =

= (6,4–2,4)(13,79–11,9)+0,03·13,79· 6,3²·0,5 = 15,76 Па;

Высота здания – Н = 6,4 м;

Высота от уровня пола первого этажа к середине ограждающей конструкции (по проекту) – h = 2,4 м;

Удельный вес наружного и внутреннего воздуха:

γ_н = 3463 / (273 + t _н) = 3463 / (273 + (-22)) = 13,79 Н/м³;

γ_в = 3463 / (273 + t _в) = 3463 / (273 + 18) = 11,90 Н/м³;

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь (по приложению Г) для г. Луцка – ν = 6,3 м/с;

Коэффициент β_ν = 0,50 – для здания высотой 10 м, находящемся на территории с равномерно расположеными препятствиями высотой свыше 10 м;

Допустимая воздухопроницаемость ограждающей конструкции (по табл. 4.10) - G_н = 1,0 кг/(м²·ч).

5.2. Сопротивление воздухопроницаемости непрозрачных ограждающих конструкций (4.10):

R _{g нк} = = R_g1 + R_g2 + R_g3 = 196+0+19620 = 19816 м² · ч · Па/кг

R_{g i} – сопротивления воздухопроницаемости материалов согласно расчетной схемы (по таблице 4.13).

Требование R_g≥R_gн= 19816>15,76 соблюдается.

6. Оценка влажностного режима ограждающей конструкции.

Предполагаем зону возможной конденсации влаги в середине конструктивно-утепляющего слоя.

6.1. Допустимое по теплоизоляционным характеристикам увеличение влажности материала для минераловатных изделий Δ w _д= 2,5% (по табл.4.14).

6.2. Парциальное давление водяного пара в толще слоя материала:

е(х) =

Парциальное давление водяного пара наружного воздуха – е_н = 400 Па (по приложению Г);

Парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха:

е _в = 0,01φ_в0 Е _в = 0,01·75·525 = 393,7 Па;

Парциальное давление насыщенного водяного пара:

Е _в = 477 + 133,3·(1 + 0,14 t(х))² = 477 + 133,3·(1 + 0,14·(-2,86))² = 525 Па;

Температура в толще конструкции:

t(x) = t_в -

R_Σ = 1,85 м²·К/Вт;

Сопротивление теплопередачи ограждающей слоев конструкции до зоны конденсации:

R_x =

Сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции:

R_eΣ =

Сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции на расстоянии х от внутренней поверхности:

R_ex =

Т.к. е(х) < Е(х) = 398,52 Па < 525 Па – условие выполняется, толщина и материал слоя утеплителя подобраны верно.

ПРИМЕР 7. Определить толщину утеплителя из пенобетона плотностью ρ = 300 кг/м³ для совмещенного покрытия промышленного здания по ребристой плите покрытия. Район строительства – Закарпатская область.

Исходные данные:

1) Закарпатская область – II климатическая зона (по табл. 4.1);

2) Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 18ºС, расчетное значение относительной влажности φ_в = 55% (по заданию), что соответствует нормальному влажностному режиму помещений (по табл. 4.7) и условиям эксплуатации – Б (по табл. 4.9).

3) Расчетная температура наружного воздуха t_н = -19ºС (по табл. 4.11).

4) Состав кровли (рис. 5.7):

- пароизоляция из пергамина толщиной 0,005 м;

- утеплитель из пенобетона плотностью ρ = 300 кг/м³;

- выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора толщиной 0,02 м;

- гидроизоляционный рулонный ковер из 3-х слоев рубероида толщиной 0,015 м;

- защитный слой гравия керамзитового плотностью 600 кг/м³.

Рис. 5.7. Расчетная схема покрытия.

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

6) Коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения материалов (по приложению А):

– плита покрытия ребристая железобетонная (толщина полки – 30 мм) – λ₁ = 2,04 Вт/(м·К), s₁ = 18,95 Вт/(м²·К);

– пароизоляция из пергамина – λ₂ = 0,17 Вт/(м·К), s₂ = 3,53 Вт/(м²·К);

– утеплитель из пенобетона плотностью ρ = 300 кг/м³ – λ₃ = 0,10 Вт/(м·К), s₃ = 1,48 Вт/(м²·К);

– выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора – λ₄ = 0,81 Вт/(м·К), s₄ = 9,76 Вт/(м²·К);

– гидроизоляционный рулонный ковер из 3-х слоев рубероида – λ₅ = 0,17 Вт/(м·К), s₅ = 3,53 Вт/(м²·К);

– защитный слой гравия керамзитового плотностью 600 кг/м³ – λ₆ = 0,2 Вт/(м·К), s₆ = 2,91 Вт/(м²·К). При определении толщины слоя утеплителя в покрытии можно не учитывать.

Порядок расчета:

1. Минимально допустимое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции при тепловой инерции D > 1,5: = 1,5 м²·К/Вт (по табл. 4.3).

2. Толщина утепляющего слоя:

С учетом унификации размеров материалов принимаем толщину утеплителя 120 мм.

3. Значение тепловой инерции D составит:

Полученное значение соответствует D > 1,5, значит минимально допустимое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции задано правильно.

4. Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции составит:

Окончательно принимаем толщину пенобетона 120 мм.

ПРИМЕР 8. Определить толщину утеплителя из минеральной ваты плотностью ρ = 125 кг/м³ для покрытия здания торгового центра с покрытием из профилированного настила. Район строительства – Донецкая область.

Исходные данные:

1) Донецкая область – I климатическая зона (по табл. 4.1);

2) Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 18ºС, расчетное значение относительной влажности φ_в = 60% (по заданию), что соответствует нормальному влажностному режиму помещений (по табл. 4.7) и условиям эксплуатации – Б (по табл. 4.9).

3) Расчетная температура наружного воздуха t_н = -22ºС (по табл. 4.11).

4) Состав кровли (рис. 5.8):

- профилированный настил ТП-20 толщиной 0,0008 м;

- пароизоляция – диффузионная пленка толщиной 0,0002 м;

- утеплитель – плиты из минеральной ваты плотностью ρ = 110 кг/м³, толщина которого определяется;

- профилированный настил ТП-10 толщиной 0,0008 м.

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

Рис. 5.8. Расчетная схема покрытия.

6) Коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения материалов (по приложению А):

– профилированный лист стальной – λ₁ = λ₄ = 58 Вт/(м·К);

– пароизоляция (диффузионная пленка) – λ₂ = 0,17 Вт/(м·К);

– утеплитель – плиты из минеральной ваты плотностью ρ = 110 кг/м³ – λ₃ = 0,044Вт/(м·К).

Порядок расчета:

1. Минимально допустимое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции: = 5,35 м²·К/Вт (по табл. 4.2).

2. Толщина утепляющего слоя:

С учетом унификации размеров материалов принимаем толщину утеплителя 230 мм (три слоя из плит 100+100+30 мм).

3. Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции составит:

^{> = 5,38 > 5,35 – условие выполняется.}

Окончательно принимаем толщину плит из минеральной ваты – 230 мм.

ПРИМЕР 9. Определить толщину утеплителя из минераловатных плит плотностью ρ = 100 кг/м³ для совмещенного покрытия торгового центра по многопустотной плите покрытия.

Район строительства – Полтавская область.

Исходные данные:

1) Полтавская область – I климатическая зона (по табл. 4.1);

2) Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 20ºС, расчетное значение относительной влажности φ_в = 55% (по табл. 4.8 для общественных зданий), что соответствует нормальному влажностному режиму помещений (по табл. 4.7) и условиям эксплуатации – Б (по табл. 4.9).

3) Расчетная температура наружного воздуха t_н = -22ºС (по табл. 4.11).

4) Состав кровли (рис. 5.9):

- пароизоляционная пленка толщиной 0,0002 м;

- утеплитель из минераловатных плит «ROCKWOOL DACHROCK MAX» плотностью ρ = 100 кг/м³, толщина которого определяется;

- пленка ПВХ (мембрана) толщиной 0,005 м;

- балластный слой из речного гравия толщиной 0,05 м.

Рис. 5.9. Расчетная схема покрытия.

5) Коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной поверхностей α_в = 8,7 Вт/(м²·К), α_н = 23 Вт/(м²·К) (по табл. 4.4).

6) Коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения материалов (по приложению А):

– плита покрытия – железобетонная многопустотная плита толщиной 220 мм) – = 0,18 м²·К/Вт;

**Примечание: многопустотная плита является неоднородным слоем ограждающей конструкции, рассматривать ее как однородный слой из железобетона толщиной 220 мм нельзя! Для определения термического сопротивления многопустотной плиты необходим дополнительный расчет, где учитываются площади и термические сопротивления имеющихся пустот и однородных сегментов железобетона (перемычек между пустотами). В данном примере этот расчет не приводится, а дается ранее определенное значение

Поиск по сайту: