Расчет теплового сопротивления многослойной стены
0 likes5,856 views
Расчет теплового сопротивления многослойной стены
More Related Content
What's hot (19)
Similar to Расчет теплового сопротивления многослойной стены (20)
More from DimOK AD (20)
Расчет теплового сопротивления многослойной стены
- 1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ Расчетные параметры наружного воздуха для Ульяновской области Средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 согласно СНиП 23-01 для г.Ульяновска extt = -31°C Продолжительность отопительного периода htz = 213 сут, Средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода av extt = -5,7 °C Величину градусо-суток dD в течение отопительного периода следует вычислять по формуле ht av extd zttD int = (20+5,7) 213 = 5474 Значения reqR для величин dD , отличающихся от табличных, следует определять по формуле reqR = a dD +b, где dD - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта; a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий. Для жилых зданий а = 0,00035; b=1.4 reqR = 0.00035·5474+1.4 =3.3159 Расчетные характеристики строительных материалов и конструкций При проектировании теплозащиты используют следующие расчетные показатели строительных материалов и конструкций - коэффициент теплопроводности , Вт/(м·°С); - коэффициент теплоусвоения (при периоде 24 ч) s, Вт/(м·С); - удельная теплоемкость (в сухом состоянии) с0, кДж/(кг·°С); - коэффициент паропроницаемости , мг/(м·ч·Па) или сопротивление паропроницанию vrR , м2 ·ч·Па/мг; Экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс» для условий эксплуатации А (Ульяновская область) по поз.27, 181 и 183 приложения Е СП 23-101-2000 №№ п.п. Материал Характеристики материалов в сухом состоянии Расчетное массовое отношение влаги в материале w, % Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по приложению 2 СНиП II-3) Плотность 0 , кг/м3 Удельная теплоемкость 0c , кДж/(кг·°С) Коэффициент теплопровод- ности 0 , Вт/(м·°С) теплопровод- ности , Вт/(м·°С) теплоусвоения (припериоде24ч) s,Вт/(м2·С) паропрони- цаемости ,мг/(м·ч Па) А Б А Б A Б А, Б 27 Экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс» (ТУ 5767002-46261013), тип 35 35 1,65 0,028 2 3 0,029 0,030 0,36 0,37 0,018 181 Железобетон (ГОСТ 26633) 2500 0,84 1,69 2 3 1,92 2,04 17,98 18,95 0,03 183 Раствор цементно- песчаный 1800 0,84 0,58 2 4 0,76 0,93 9,6 11,09 0,09 - термическое сопротивление воздушных прослоек l.aR , м2 ·С/Вт; - сертифицированные значения приведенного сопротивления теплопередаче окон, балконных дверей, фонарей r FR , м2 ·С/Вт;
- 2. - сопротивление воздухопроницанию aR , м2 ·ч·Па/кг, или сертифицированные значения, м2 ·ч/кг, для окон, балконных дверей и фонарей; - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждения s; - коэффициент теплоизлучения поверхности материала (тепловая эмиссия) . Расчет приведенного сопротивления теплопередаче Наружные ограждающие конструкции зданий должны удовлетворять: - требуемому сопротивлению теплопередаче reqR для однородных конструкций наружного ограждения — по oR , для неоднородных конструкций — по приведенному сопротивлению теплопередаче r oR ; при этом должно соблюдаться условие oR (или r oR ) reqR ; - минимальной температуре, равной температуре точки росы dt , согласно таблице 3 СП 23-101-2000 при расчетных условиях внутри помещения на всех участках внутренней поверхности ограждений с температурами int ; при этом должно соблюдаться условие int dt . Приведенное сопротивление теплопередаче r oR для наружных стен следует рассчитывать для фасада здания либо для одного промежуточного этажа с учетом откосов проемов без учета их заполнений с проверкой условия на невыпадение конденсата на участках в зонах теплопроводных включений. Несветопрозрачные ограждающие конструкции Термическое сопротивление R, м2·С/Вт, однородного слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле /R , (3) где - толщина слоя, м; - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимаемый по приложению Е. Термическое сопротивление ограждающей конструкции kR , м2·С/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев l.ank RR...RRR 21 , (4) где 1R , 2R , ..., nR - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·С/Вт, определяемые по формуле (3); laR . - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по приложению 4 СНиП II-3. Сопротивление теплопередаче 0R , м2·С/Вт, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями следует определять по формуле seksio RRRR , (5) где int/1 siR , int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 ·С), принимаемый по таблице 4* СНиП II-3; ese /R 1 , e - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, Вт/(м2 ·С), принимаемый по таблице 6* СНиП II-3; kR - то же, что в формуле (4).
- 3. Определим теплотехнические характеристики стен из монолитного железобетона с утеплением экструзионным пенополистиролом «Пеноплэкс» толщиной 100 мм с наружным декоративным покрытием. Декоративное покрытие состоит из нескольких клеевых и штукатурных слоев. Поскольку толщина слоев невелика, а различия в их теплофизических свойствах минимальны, заменим их в расчетах одним слоем цементно-песчаного раствора объемным весом 1800 кг/м3 толщиной 20 мм. Коэффициент теплопроводности такого раствора в соответствии с поз.183 приложения Е СП 23-101-2000 для условий эксплуатации А составляет 0,76 Вт/(м·°С). Суммарное термическое сопротивление слоев принятой конструкции стены составляет seksio RRRR int/1 siR int = 8,7, следовательно Rsi = 1/8.7 = 0.115 ese /R 1 , e = 23 seR = 1/23 = 0.043 Высокое качество поверхности монолитной бетонной стены позволяет обходиться минимальной дополнительной отделкой, например, окраской стены, ролью которой в теплозащитных свойствах стены можно пренебречь. Таким образом, из расчетов исключается тепловое сопротивление внутреннего слоя 1 . В этом случае kR = 443322 /// = 0,16/1,92 + 0,1/0,029 + 0,02/0,76 = 3,56 0R = 0,115 + 3,558 + 0,043 = 3,72. Полученный результат превосходит требуемые показатели теплозащиты в соответствии с положениями СНиП 23-02-2003. Данная стена может быть применена при количестве градусо-суток отопительного периода Dd = (3,72-1,4)/0,00035 = 6615 Воздухопроницаемость ограждающих конструкций Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений des Rinf должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию req Rinf , м2 ·ч·Па/кг, определяемого по формуле req Rinf = Δp /Gn , (6) где Δp - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая в соответствии (7); Gn - нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2 ·ч), принимаемая в соответствии с таб. 11 СНиП 23-02-2003 (см. таблицу). Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций Δp, Па, следует определять по формуле Δp=0.55H(γext - γint)+0.03γextν2 (7) где H - высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м; γext , γint - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м3 , определяемый по формуле γ = 3463/(273+t), (8) 1 2 3 4
- 4. t - температура воздуха: внутреннего (для определения γint) - принимается согласно оптимальным параметрам по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002; наружного (для определения γext) - принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01; ν - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 1* СНиП 23-01; В таблице показатели по Ульяновской области отсутствуют, однако есть данные по Казани ν =5,7 и Самаре ν =5,4. Из них более высокое значение ν имеет Казань. Ее и принимаем при расчетах. Таблица Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций Ограждающие конструкции Воздухопроницаемость Gn, кг/(м2 ·ч), не более 1 Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений 0,5 2 Наружные стены, перекрытия и покрытия производственных зданий и помещений 1,0 3 Стыки между панелями наружных стен: а) жилых зданий 0,5* б) производственных зданий 1,0* 4 Входные двери в квартиры 1,5 5 Входные двери в жилые, общественные и бытовые здания 7,0 6 Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и помещений в деревянных переплетах; окна и фонари производственных зданий с кондиционированием воздуха 6,0 7 Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и помещений в пластмассовых или алюминиевых переплетах 5,0 8 Окна, двери и ворота производственных зданий 8,0 9 Фонари производственных зданий 10,0 * В кг/(м·ч). 1. Определим удельный вес наружного и внутреннего воздуха γext = 3463/(273+t) = 3463/(273-31) = 14,31 Н/м3 ; γint = 3463/(273+t) = 3463/(273+20) = 11,82 Н/м3 ; 2. Разность давлений воздуха на наружной и внутренней стороне стены по формуле (8) примем при максимальной высоте сооружения 15 м, что превышает разрешенную для малоэтажной застройки Δp=0.55H(γext - γint)+0.03γextν2 = 0,55·15·(14,31-11,82)+0,03·14,31·5,72 = 34,5 Па 3. Требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций req Rinf = Δp /Gn = 34,5/0,5 = 69 Па м2 ·ч· /кг 4. Сплошной бетон без швов толщиной 100 мм имеет сопротивление воздухопроницанию Rinf = 19620 Па м2 ·ч· /кг, что превышает требуемое значение более чем в 280 раз. Тепловая инерция ограждающих конструкций Тепловая инерция ограждающих конструкций определяется по формуле nnsRsRsRD ...2211 (9) где R1, R2, ..., Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающих конструкций, м2·С/Вт, принимаемые по формуле (3); s1, s2, ..., sn — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2·С), принимаемые по приложению Е СП 23-101-2000.
- 5. Тепловая инерция монолитного железобетонного слоя D2 = 0,08·17,98 =1,5 Тепловая инерция слоя экструдированного пенополистирола «Пеноплэкс» D3 = 3,45·0,36 =1,24 Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждающей конструкции int Y = 17,98 Вт/(м2·С) Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций Сопротивление паропроницанию расчетной конструкции определим по формуле vpR = 22 / , где 2 - толщина монолитного железобетонного слоя; 2 - коэффициент паропропускания в соответствии с приложением Е СП 23-101-2000. vpR = 0,16/0,03 = 5,33 м2 ·ч·Па/мг. По п.9.3 СНиП 23-02-2003 не требуется проверки двухслойных конструкций помещений с сухим и нормальным режимами, если сопротивление паропроницанию внутреннего слоя двухслойной наружной стены более 1,6 м2 ·ч·Па/мг. Для расчетной конструкции превышение данного показателя более чем трехкратное.