Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Повышение теплоустойчивости ограждений в отношении затухания в них температурных колебаний – повышение величины .
Снижение коэффициента теплопоглощения солнечной радиации наружной поверхности ограждения – применение светлых окрасок.
Экранирование наружных ограждений от солнечных лучей–устройство насаждений около наружных стен и т.д..
Применение чердачных перекрытий или совмещенных покрытий с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом.
Меры против конденсации влаги на поверхности ограждения.
Основной мерой против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения является снижение влажности воздуха в помещении, что может быть достигнуто усилием его вентиляции.
Во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения достаточно повысить температуру его поверхности выше точки росы. Повышение температуры может быть достигнуто или увеличением сопротивления теплопередаче ограждения или уменьшением сопротивления тепловосприятию .
На характер конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения кроме температуры оказывает влияние также обработка этой поверхности. Структура внутренней штукатурки оказывает большое влияние на появление видимой конденсации на поверхности ограждения. Пористый материал (пористая штукатурка) на внутренней поверхности ограждения имеет преимущество перед плотной штукатуркой (цементной) и поверхностями ограждения, покрытыми масляной краской.
Меры против конденсации влаги в ограждении.
Основным конструктивным мероприятием для обеспечения ограждения от конденсации в нем влаги является рациональное расположение в ограждении слоёв различных материалов. Материалы ограждения должны располагаться в следующем порядке: у внутренней поверхности-материалы плотные, теплопроводные и малотеплопроводные, а к наружной поверхности наоборот, пористые , малотеплопроводные и более паропроницаемые . При таком расположении слоёв в ограждении падение упругости водяного пара будет наибольшим в начале ограждения , а падение температуры , наоборот , в конце ограждения. Это не только обеспечит ограждение от конденсации в нём влаги , но и создаёт условия , предохраняющие от сорбционного увлажнения.
Если по техническим или конструктивным соображениям такое расположение материалов в ограждении невозможно , то для обеспечения его от внутренней конденсации принимают «пароизоляционные слои», т.е. слои , состоящие из паронепроницаемых материалов или обладающих очень малой проницаемостью. Очень малую паропроницаемость имеют битумные мастики ,лаки , смолы , хорошо выполненная масляная окраска , рубероид , пергамин , толь. Слои из таких материалов оказывают значительное сопротивление потоку водяного пара , проходящему через ограждения , уменьшают количество его и характер упругости водяного пара в ограждении.
Пароизоляционный слой должен располагаться первым в направлении потока пара , т.е. в наружных ограждениях отапливаемых зданий на их внутренней поверхности.
Для того ,чтобы обеспечить нормальный влажностный режим ограждений необходимо располагать пароизоляционный слой у внутренней поверхности не глубже той плоскости , температура которой равна точке росы внутреннего воздуха.
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
ПРИМЕР 1. Определить необходимую толщину кирпичной кладки наружной стены жилого дома в г.Ташкенте.
м -штукатурка известково-песчанным раствором,
-кирпичная кладка из глиняного обыкновенного кирпиче на цементно-песчаном растворе, ;
м – штукатурка сложным раствором
Решение
Условно принимаем, что конструкция стены средней инерционности, т.е. 4<Д<7.
Вычисляем требуемое сопротивление стены теплопередаче (°С)/Вт по формуле
=18°С- температура внутреннего воздуха помещения (табл.1)
N=1- коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху (табл.3 СНиП П-3-79);
=8,7Вт/(°С)- коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения (табл.4 СНиП П-3-79);
=6° -нормативный температурный перепад (табл.2 СНиП П-3-79);
Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки-15°С, наиболее холодных суток -18°С, отсюда
°С- температура наружного воздуха
Принимаем =17°С (табл.1 СНиП П-А 6-72 с учетом указаний табл.5 СНиП П-3-79)
Отсюда (°С)/Вт
По табл.2 принимаем влажность внутреннего воздуха =55%, т.е. влажностный режим помещения нормальный (табл.1 СНиП П-3-79).
По схематической карте «Зоны влажности» определяем, что г.Ташкент относится к сухой зоне влажности (приложение1 СНиП П-3-79).
По приложению 2 СНиП П-3-79 определяем, что при нормальном влажностном режиме помещения в сухой зоне влажности района строительства значения коэффициентов теплопроводимости и теплоусвоения S должны приниматься по условиям эксплуатации А.
Принимаем по приложению 3 СНиП П-3-79значения этих коэффициентов:
Известково-песчаный раствор- ,
=0,7Вт/(м°С), S=8.69Вт/(°С)
Кирпичная кладка для глиняного обыкновенного кирпича на цементно песчаном растворе
, =0,7Вт/(м°С), S=9,2Вт/(°С)
Сложный раствор
, =0,7Вт/(м°С), S=8,95Вт/(°С)
Вычисляется термические сопротивления отдельных слоёв ограждения R, (°С)/Вт, по формуле
- толщина слоя ограждения, м
-коэффициент теплопроводимости, Вт/(м°С)
Для первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждения):
(°С)/Вт
Для второго слоя
Для третьего слоя
(°С)/Вт
Вычисляем фактическое общее сопротивление теплопередачи ограждения , (°С)/Вт, по формуле
(°С)/Вт
(°С)/Вт
=23 Вт/(°С)- коэффициент теплоотдачи для зимних условий эксплуатации наружной поверхности ограждения (табл.6 СНиП П-3-79).
(°С)/Вт
Используется выражение ≤ приравниваем значения и и определяем толщину кирпичной кладки
,
Отсюда =0,32м.
Принимаем толщину кирпичной кладки 1,5 кирпича, т.е. =0,32м.
Термическое сопротивление кирпичной кладки
(°С)/Вт
Вычисляем тепловую инерцию отдельных слоев стены Д по формуле
Д=RS
Для первого слоя:
Для второго слоя:
Для третьего слоя:
Фактическая тепловая инерция стены определяется по формуле
Фактическая тепловая инерция стены 4<Д<7, т.е. тепловая инерция совпадает с условно принятой в начале расчета.
ПРИМЕР 2. Определить необходимую толщину утеплителя при устройстве совмещенного покрытия жилого дома в г.Ташкенте.
м -железобетон,
м -воздушная прослойка
м –железобетон , многопустотная плита
м – слой пергамина, - пароизоляция
– керамзит, - утеплитель;
м- цементная стяжка, - выравнивающий слой;
м – три слоя обыкновенного рубероида, -кровельный ковер;
(Примечание: для упрощения расчета толщина пароизоляции и кровельного ковра принята общей с битумной мастикой, которая не выделяется в отдельные слои покрытия, толщина одного слоя мастики для наклейки кровельного ковра принята 2мм).
Решение
Условно принимаем, что конструкция покрытия средней инерционности, т.е. 4<Д<7.
Вычисляем требуемое термическое сопротивление теплопередаче покрытия
(°С)/Вт по:
(°С)/Вт
(Номера таблиц для принятия цифровых значений коэффициентов формул смотри пример 1)
Принимаем по приложению 3 СНиП П-3-79значение коэффициентов теплопроводимости и коэффициентов теплоусвоения S для материалов слоев ограждения
железобетон -
=1,92Вт/(м°С), S=17,98Вт/(°С)
пергамин - , =0,17Вт/(м°С), S=3,53Вт/(°С)
керамзит - , =0,21Вт/(м°С), S=3,36Вт/(°С)
цементно-песчаный раствор - , =0,76Вт/(м°С), S=9,60Вт/(°С)
рубероид - , =0,17Вт/(м°С), S=3,53Вт/(°С)
Термическое сопротивление отдельных слоев ограждения R, (°С)/Вт
Для первого слоя
(°С)/Вт
Для второго слоя – т.к. вторым слоем является замкнутая воздушная прослойка, то ее сопротивление принимается по приложению 4 СНиП П-3-79
(°С)/Вт
Для третьего слоя
(°С)/Вт
Для четвертого слоя
(°С)/Вт
Пятый слой
Шестой слой
(°С)/Вт
Седьмой слой
(°С)/Вт
Фактическое общее сопротивление теплопередаче покрытия
Приравнивая значения и , вычисляем требуемую толщину слоя утеплителя
, отсюда =0,084м
Термическое сопротивление слоя утеплителя
(°С)/В
Тепловая инерция отдельных слоев ограждения
первый слой:
второй слой:
третий слой:
четвертый слой:
пятый слой:
шестой слой:
седьмой слой:
Фактическая тепловая инерция покрытия
Фактическая тепловая инерция покрытия Д=2,611, следовательно, ограждение малой инерционности (1,5<Д<7), что не совпадает с условно принятой в начале расчета инерционностью (4<Д<7). Отсюда следует, что принятой в начале расчета значение расчетной зимней температуры наружного воздуха принято неверно и расчет следует пересчитать, приняв значение для ограждения малой инерционности.
Принимаем значение =-18°С (для ограждения малой инерционности как среднюю температуру наиболее холодных суток), тогда
(°С)/Вт
Тогда пересчитаем формулу
находим, что
0,93=0,51+ или 0,42==