Теплотехнический расчет стены

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

СНиП 23-01-99 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Новосибирск

Относительная влажность воздуха: φ_int=55%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Наружные стены

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_int=20°C

3. Расчет:

Согласно таблицы 1 СНиП 23-02-2003 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха φ_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим требуемое сопротивление теплопередаче R_req исходя из санитарно-гигиенических условий (п. 5.1 б) СНиП 23-02-2003 согласно формуле:

R_req=n(t_int-t_ext)/(Δt_n·α_int)

где t_int-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_int=20°C

t_ext-расчетная средняя температура наружного воздуха,°C принимаемая согласно таблицы 1 СНиП 23-01-99

t_ext= -39 °C для населенного пункта - Новосибирск

n- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 СНиП 23-02-2003

n=1 - согласно п.1 таблицы 6 СНиП 23-02-2003 для наружных стен

α_int- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003

α_int=8.7 Вт/(м·°С) согласно п.1 таблицы 7 СНиП 23-02-2003

Δt_n- нормативный температурный перепад,°C принимаемый согласно таблицы 5 СНиП 23-02-2003

Δt_n=4 °C согласно п.1 таблицы 5 СНиП 23-02-2003

Тогда

R_req=1(20-(-39))/(4·8.7)=1.7м²°С/Вт

Определим требуемое приведённое сопротивление теплопередаче R_req исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче(п. 5.1, а) (СНиП 23-02-2003) согласно формуле:

R_req=aD_d+b

где а и b - коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 4 СНиП 23-02-2003 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида- наружные стены и типа здания -жилые а =0.00035; b =1.4

Определим градусо-сутки отопительного периода D_b, ⁰С·сут по формуле (2) СНиП 23-02-2003

D_b=(t_int-t_ht)z_ht

где t_int-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_int=20°C

t_ht-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СНиП 23-01-99 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания - жилые

t_ht=-8.7 °С

z_ht-продолжительность, сут., отопительного периода принимаемые по таблице 1 СНиП 23-01-99 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания

– жилые

z_ht=230 сут.

Тогда

D_b=(20-(-8.7))230=6601 °С·сут

По формуле (1) СНиП 23-02-2003 определяем требуемое сопротивление теплопередачи R_req (м²·°С/Вт).

Тогда

R_req=0.00035·6601+1.4=3.71м²°С/Вт

К расчету принято большее из требуемых сопротивлений теплопередаче, равное 3.71 м²·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Новосибирск относится к зоне влажности - сухой, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СНиП 23-02-2003 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации A.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1.Кладка из керамического пустотного кирпича ГОСТ 530(p=1400кг/м.куб), толщина δ₁=0.38м, коэффициент теплопроводности λ_А1=0.58Вт/(м°С)

2.Экструдированный пенополистиролСтиродур 2500С, толщина δ₂=0.1м, коэффициент теплопроводности λ_А2=0.031Вт/(м°С)

3.Воздушная прослойка 3-5см, толщина δ₃=0.04м, коэффициент теплопроводности λ_А3=0.17Вт/(м°С)

4.Кладка из керамического пустотного кирпича ГОСТ 530(p=1400кг/м.куб), толщина δ₄=0.12м, коэффициент теплопроводности λ_А4=0.58Вт/(м°С)

Условное сопротивление теплопередаче R₀, (м2°С/Вт) определим по формуле 8 СП 23-101-2004:

R₀=1/α_int+δ_n/λ_n+1/α_ext

где α_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003

α_int=8.7 Вт/(м²°С)

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004

α_ext=23 Вт/(м²°С) -согласно п.1 таблицы 8 СП 23-101-2004 для наружных стен.

R₀=1/8.7+0.38/0.58+0.1/0.031+0.04/0.17+0.12/0.58+1/23

R₀=4.48м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R₀^r=R₀ · r

r -коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений

r =0.92

Тогда

R₀^r=4.48·0.92=4.12м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^r больше требуемого R_req(4.12>3.71) следовательно, представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.