Теплотехнический расчёт

Spotlight Image

В данном обучающем уроке показыывается, как выполнять теплотехнический расчёт. Он делается с целью узнать, какой должна быть стена по толщине, чтобы обеспечить нормальные температурно-влажностные условия в помещениях. Первым делом необходимо определиться с районом строительства. В предложенном теполотехническом расчёте это вымышленный город Средний. После этого нужно определить назначение здания.

Определение толщины утеплителя стены

Определение толщены ограждающей конструкции. Исходные данные:

  1. Район строительства – г.Средний
  2. Назначение здания – Жилое.
  3. Тип конструкции – трёхслойная.
  4. Нормативная влажность помещения – 60%.
  5. Температура внутреннего воздуха - 18°С.

№ слоя

Наименование слоя

толщина

1

Штукатурка

0,02

2

Каменная кладка (котелец)

Х

3

Утеплитель (пенопласт)

0,03

4

Штукатурка

0,02

 2 Порядок расчёта.

 Выполняю расчёт в соответствии со СНиПом II-3-79* “Нормы проектирования. Строительная  теплотехника”

 А) Определяю требуемое термическое сопротивление Rо(тр) по формуле:

Rо(тр)=n(tв-tн)/(Δtн*αв )  , где n ­­– коэффициент, который выбирают, учитывая расположение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

n=1

tн – расчётная зимняя tвоздуха снаружи принимаемая в соответствии с пунктом п.2.3 СНиПа“Строительная теплотехника”.

Принимаю условно 4<Д<5 по табл. 5.

 Определяю что tн для данного условия принимается как расчётная температура наиболее холодных первых суток: tн=tх(3) ; tх(1)=-20°С; tх(5)=-15°С.

tх(3)=(tх(1)+ tх(5))/2=(-20+(-15))/2=-18°С; tн=-18°С.

Δtн – нормативный перепад между tв воздуха и tв поверхности ограждающей конструкции, Δtн=6°С по табл. 2

 αв – к-нт теплоотдачи внутренней поверхности конструкции ограждения

 αв=8,7 Вт/м2°С (по табл. 4)

 Rо(тр)=n(tв-tн)/(Δtн*αв )=1*(18-(-18)/(6*8,7)=0,689(м2°С/Вт)

Б) Определяю Rо=1/αв+R1+R2+R3+1/αн , где αн – к-нт теплоотдачи,  для зимних условий наружной ограждающей поверхности. αн=23 Вт/м2°С по табл. 6№слоя

 

Наименование материала

№позиции

ρ, кг/м3

σ, м

λ

S

1

Известково-песчаный раствор

73

1600

0,02

0,7

8,69

2

Котелец

98

1600

0,39

1,16

12,77

3

Пенопласт

144

40

Х

0,06

0,86

4

Сложный раствор

72

1700

0,02

0,70

8,95

 

 Для заполнения таблицы определяю условия эксплуатации ограждающей конструкции в зависимости от зон влажности и  влажного режима в помещениях.

 1 Влажностный режим помещений – нормальный по табл. 1

 2 Зона влажности – сухая

 Определяю условия эксплуатации → А

 R1=σ11=0,02/0,7=0,0286 (м2°С/Вт) 

 R222=0,39/1,16= 0,3362

 R333 =Х/0,06 (м2°С/Вт) 

 R444 =0,02/0,7=0,0286 (м2°С/Вт) 

 Rо=1/αв+R1+R2+1/αн = 1/8,7+0,0286 + 0,3362+Х/0,06 +0,0286+1/23 = 0,518+Х/0,06

Принимаю Rо= Rо(тр)=0,689м2°С/Вт

0,689=0,518+Х/0,06

Хтр=(0,689-0,518)*0,06=0,010(м)

Принимаю конструктивно σ1(ф)=0,050 м

R1(ф)= σ1(ф)/ λ1=0,050/0,060=0,833 (м2°С/Вт) 

3 Определяю инерционность ограждающей конструкции (массивность).

Д=R1* S1+ R2* S2+ R3* S3=0,029*8,69+0,3362*12,77+0,833*0,86+0,0286*8,95 = 5,52

Вывод: ограждающая конструкция стены выполняется из известняка ρ=2000кг/м3, толщиной 0,390 м, утепляется пенопластом толщиной 0,050м, что обеспечивает нормальный температурно-влажностный режим помещений и отвечает санитарно- гигиеническим требованиям, предъявляемым к ним.

Определение толщины утеплителя в покрытии

Таким образом, я показал, как делать теплотехнический расчёт. Если не сделать таких вычислений, а воспользоваться только расчётом стен на несущую способность получится крепкое, но холодное зимой и горячее летом здание.

При проектировании определяется не только толщина наружных стен по теплотехническому расчёту, но и проводится подбор кровельного материала, тип утеплителя и его толщина. Более целесообразно в проекте использовать металлочерепицу. Она имеет достаточно большой срок службы, много плюсов и мало недостатков. Итак мы начинаем определение толщины утеплителя в покрытии:

1 Исходные данные:

  • Район строительства – г. Средний
  • Назначение здания – Общественное
  • Тип конструкции – многослойная.
  • Нормативная влажность помещения – 60%.
  • Температура внутреннего воздуха - 18°С.

 

Наименование слоя

Толщина , м

I

металлочерепица

0,003

II

гидроизоляция

0,008

III

минвата

Х

IV

пароизоляция

0,008

VI

отделочный гипсокартон

0,015

 

2 Порядок расчёта. Выполняю расчёт в соответствии со СНиПом II-3-79* “Нормы проектирования. Строительная теплотехника”. 

А) Определяю требуемое термическое сопротивление Rо(тр) по формуле:

Rо(тр)=n(tв-tн)/(Δtн*αв )  , где n ­­– к-нт, который берётся, учитывая положение наружной части ограждающей конструкции к воздуху наружи.

n=1 (по табл. 3

αв –  к-нт, принимаемый с учётом теплоотдачи внутренней поверхности

αв=8,7 Вт/м2°С (по табл. 4)

tн – температура воздуха снаружи зимой принимаемая в соответствии с пунктом п.2.3 СНиПа “Строительная теплотехника”.

Принимаю условно 1,5<D<4, по табл. 5

Определяю что tн для данного условия принимается как расчётная температура наиболее холодных первых суток.   tн= tх(1)=-20°С;

tх(3)=(tх(1)+ tх(5))/2=(-20+(-20))/2=-20°С; tн=-20°С.

Δtн – нормативный перепад между tв воздуха и tв поверхности ограждения, Δtн=4°С по табл. 2

Rо(тр)=n(tв-tн)/(Δtн*αв )=1*(18-(-20))/(4*8,7)= 0,728(м2°С/Вт)
Б) Определяю Rо=1/αв+R1+R2+R3+R4+1/αн , где αн – к-нт теплоотдачи, берущийся для зимних условий поверхности, αн=12 Вт/м2°С по табл. 6

 

Наименование

№ поз.

ρ, кг/м3

σ, м

λ

s

1

 

Металлочерепица

 

194

 

2600

 

0,003

 

221

 

187,6

2

Гидроизоляция

186

600

0,008

0,17

3,53

3

Минвата

132

350

Х

0,09

1,46

4

Пароизоляция

186

600

0,008

0,17

3,53

5

Отделочный гипсокартон

83

800

0,015

0,19

3,34

   Для заполнения таблицы определяю условия эксплуатации ограждающей с учётом зон влажности и влажностного режима помещения.

1 Влажностный режим помещений – нормальный по табл. 1

2 Зона влажности – сухая         

Определяю условия эксплуатации → А

R1=σ1/λ1=0,003/221=0,00001 (м2°С/Вт) 

R2=σ2/λ2=0,008/0,17=0,04706 (м2°С/Вт) 

R3=σ3/λ3=Х/0,09

R4=σ4/λ4=0,008/0,17=0,04706 (м2°С/Вт) 

R5=σ4/λ4=0,015/0,19=0,07895(м2°С/Вт) 

Rо=1/αв+R1+R2+ R3+R4+ R5+1/αн=1/8,7+0,00001+0,047+Х/0,09+0,047+0,07895+1/12= 0,371+Х/0,09

Принимаю Rо= Rо(тр)=1,034 м2°С/Вт

0,728=0,371+ σ3(тр)/0,09    σ3(тр)=(1,034-0,371)*0,09=0,032м

Принимаю σф=0,08м, тогда R3(ф)= σф/0,09=0,706м2°С/Вт

3 Определяю инерционность (массивность).

Д=R1* S1+ R2* S2+ R3* S3+ R4* S4+ R5* S5= 0,00001*187,6 + 0,047*3,53 + 0,8889*1,46 + 0,047*3,53 + 0,0789*3,53 = 1,9  что подходит под условие 1,5<D<4

Вывод: в качестве утеплителя принимаю минвату  ρ=350 кг/м3, толщиной 0,12 м, что обеспечивает нормальные температурно-влажностные условия в помещенияхи отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к ним.