Расчёт тепловой защиты помещения

 

 

 

 

3. Определение  нормы тепловой защиты.

Для расчёта  толщины утепляющего слоя нужно  определить сопротивление теплопередачи  ограждающей конструкции, исходя из требований санитарных норм R_oc и энергосбережения R_оэ.

 

3.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода:

 

5610 ˚C

 

Нормативное сопротивление теплопередачи по условию энергосбережения:

_{, м}²К/Вт

где R = 1,4 и b = 0,00035 (из табл. 1[2] методичка)

 (м²К/Вт)

 

3.2. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии:

Из таблиц и приложений [1] имеем:

• Максимально допустимый перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции: Dt_н = 4^оС.
• Корректирующий множитель для степени контактности ограждения с наружным воздухом: n = 1.
• Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции: a_в = 8,7 Вт/(м²К).

Вычисляем нормативное  сопротивление по условию санитарии:

 , м²К/Вт

(м²К/Вт)

 

 

 

3.3. Норма тепловой защиты.

Из вычисленных  ранее сопротивлений теплоотдачи  : экономической _{и санитарной}   к реализации выбираем наибольшее из них, и называем его требуемым сопротивлением: м²К/Вт

 

4. Расчёт толщины  утеплителя.

За утепляющий слой принимаем слой с незаданной толщиной  d. Поэтому в данной части расчёта, его характеристики будут фигурировать с индексом  ут вместо номера  i.

 

4.1. Из таблицы 6 [1] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде: a_н = 23 Вт/(м²К).

Вычисляем сопротивление  теплообмену:

• на внутренней поверхности: a (Вт/(м²К))
• на наружной поверхности: (Вт/(м²К))

 

4.2. Термическое сопротивление слоёв с известными толщинами:

l , м²К/Вт

l(м²К/Вт) - Раствор гипсоперлитовый

l(м²К/Вт) - Кирпич глиняный на цементно- шлаковом растворе

l(м²К/Вт) - Воздушная прослойка

l (м²К/Вт) - кирпич глиняный на цементно- песчаном раствор

 

4.3. Вычислим минимально допустимое термическое сопротивление утеплителя:

S м²К/Вт

S (м²К/Вт)

где S – суммарное сопротивление слоев с известными величинами

 

4.4. Найдём толщину слоя утеплителя:

l  (м) = 12,6 см, округлив толщину до унифицированного значения (для минераловатных слоёв – 2 см), получим:

14 см = 0,14м.

 

4.5. Термическое сопротивление утеплителя:

l (м²К/Вт).

 

4.6. Общее термическое сопротивление ограждения:

S , м²К/Вт

 

(м²К/Вт).

 

5. Проверка внутренней  поверхности ограждения на выпадение  росы.

5.1. Температура на внутренней поверхности ограждения:

9,45  (^оС)

Температура внутренней поверхности ограждения должна быть не ниже температуры точки  росы внутреннего воздуха, при расчётной  зимней температуре наружного воздуха (п. 2.10 [1]). Т.к температура внутренней поверхности ограждения (^оС),а температуры точки росы внутреннего воздуха =11,6 (^оС) следовательно   - и условие соблюдено и выпадение росы не возможно

 

5.2. Термическое сопротивление конструкции:

(м²К/Вт).

 

5.3. Температура в углу стыковки наружных стен:

(^оС)

>;    - условие п. 2.10 [1] соблюдено.

 

 

 

6. Проверка на  выпадение росы в толще ограждения.

6.1. Определить сопротивление паропроницанию каждого слоя:

, м²чПа/мг

(м²чПа/мг) - Раствор гипсоперлитовый

(м²чПа/мг) - Кирпич глиняный на цементно- шлаковом растворе

(м²чПа/мг) – Маты  минераловатны 

(м²чПа/мг) - кирпич глиняный на цементно- песчаном раствор

 

и конструкции  в целом:

 0,047+2,083+0,264+1,091=3,485 (м²чПа/мг)

 

6.2. Температура на наружной поверхности ограждения:

 (^оС), которой соответствует  максимальная упругость водяных паров в воздухе:                  Е_в = 2351Па.

 

6.3. Графически определить изменение температуры по толщине -ограждения при средней температуре самого холодного месяца-: t = -14,4^оС

График №1. Распределение температур.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Проверка влажностного  режима.

7.1. Средние температуры:

- зимнего периода, охватывающего  месяцы со средними температурами  ниже   -5 °С

t_зим = (-14,4-14,1-7,8-11)/4= - 11,8 °С

 

- весенне-осеннего периода,  включающего месяцы со средними  температурами от -5 °С до +5 °С

t_во = (4,6+3+(-4,4))/3= 1,1 °С

 

- летнего периода, охватывающего  месяцы со средними температурами  более +5 °С

t_л = (13,9+18,9+21+19+12,2)/5  =17,2 °С

 

- периода влагонакопления,  к которому относятся месяцы  со средними температурами 0 °С и ниже

t_вл = (-14,4-14,1-7,8-4,4-11) / 5 = - 10,3 °С

 

7.2. Графическим способом находим значение температур в плоскости возможной конденсации, а по ним определяем, пользуясь прилож. 1 и 2 [2], значение E.

Период и его индекс	Месяц	Число месяцев	Наружная температура	В плоскости конденсации
				t, oC	Е, Па
1- зимний	1,2,3,12	4	-11,8	-6,3	359,5
2- весенне-осенний	4,10,11	3	1,1	4,5	842
3- летний	5,6,7,8,9	5	17,2	17,3	1974
0- влагонакопления	1,2,3,11,12	5	-10,3	-5,1	398

 

7.3. Вычислим среднегодовую упругость насыщающих воздушных паров в плоскости возможной конденсации:

, Па 

Где, z- число месяцев

 

 

 

 

 

7.4. Среднегодовая упругость водяных паров в наружном воздухе:

, Па

(Па)

 

7.5. Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоёв конструкции, при котором обеспечивается накопление влаги в увлажняемом слое из года в год:

 

< R_пв = 2,224 (м²чК/Вт) – располагаемое значение сопротивления паропроницанию значительно больше требуемого, то есть паропроницание внутренних слоёв обеспечено.

- сопротивление паропроницанию наружного слоя

7.6. Определяем среднюю упругость водяных паров в наружнов воздухе для периода влагонакопления:

(Па)

 

7.7. Вычислим требуемое сопротивление пароницанию внутренних слоёв конструкции, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах:

 

 

 < R_пв = 2,224 (м²чК/Вт) – Таким образом, сопротивление ограждающей конструкции оказалось ниже требуемых значений, дефицит  ∆Rпв = 7,96 – 2,224 = 5,736 м2 ч Па/мг. Необходимо восполнить дефицит по прил. 11(СНиП II-3-79*, Согласно полученному значению дефицита подберем в качестве устройства пароизоляции полиэтиленовую пленку толщиной 8 мм сопротивление паропроницания которой м2чПа/мг, следовательно , что в пределах нормы. Расположим его между III и IVслоями ограждающей конструкции

 

 допустимое приращение среденей влажности (СНиП II-3-79*, табл. 14);

 

8. Проверка ограждения  на воздухопроницание.

8.1.  Плотность воздуха в помещении ρ_в при заданной температуре t_в и на улице ρ_н при температуре самой холодной пятидневки

 

где, P – барометрическое давление, равное 101кПа

R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль К)

Т – температура воздуха, К

 

• в помещении:

( )

• на улице:

  ( )

 

8.2.Тепловой перепад давления:

(Па)

Где, g – ускорение свободного падения, 9.81

Н – высота здания, м

 

 

8.3.Расчетная скорость ветра в январе месяце: n = 4,8 м/с (П = 31%)

8.4. Ветровой перепад давления:

n (Па)

Суммарный перепад:

(Па)

 

8.5. Допустимая воздухопроницаемость стен здания:

G^н  = 0,5 кг/(м²×ч) [1, табл.12]

 

8.6. Требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации

(м²×ч×Па/мг)

8.7. Сопротивление воздухопроницания, которым обладают слои по прил. 9 [1]:

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, мм	Пункт приложения 9	Сопротивление м2×ч×Па/мг
1	Раствор гипсоперлитовый	8	31	75,7
2	Кирпич глиняный на цементно- шлаковом растворе	250	7	9
3	Маты  минераловатные	80	25	2,6
4	Полиэтиленовая пленка	7	-	-
5	Воздушная прослойка	50	-	-
6	кирпич глиняный на цементно- песчаном раствор	120	6	2

 

 

 

 

 

8.8. Располагаемо сопротивление воздухопроницанию:

> (м²×ч×Па/мг) –

т.к > , то сопротивление слоев конструкций воздухопроницанию отвечает всем требоаниям.

 

Заключение.

Условия, при которых конструкция  будет отвечать нормативным требованиям  по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации.

Выходные данные для смежных  расчетов сооружения:

 

 

• общеая толщина ограждения (стены) 516мм.
• Общее термическое сопротивление:

R_о= 3,593м²×К/Вт

• Коэффициент теплопередачи:

К=

• Действующий перепад давлений:

 

• Масса 1 м² ограждения:

 кг/м²

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. СНиП ІІ-3-79 «Строительная теплотехника».
2. «Расчёт тепловой защиты помещения». Методические указания. СПбГАСУ. СПб. 2000.
3. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
4. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983,136с.