Расчет тепловой защиты помещения

4.3. Определим термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами по формуле Ri = δi / λi

R1 = 0,01/0,76 = 0,013 (м2*К/Вт)

R2 = 0,3/0,64 = 0,469 (м2*К/Вт)

R4 = 0,170 (м2*К/Вт) из СНиП4

R5 = 0,12/0,7 = 0,171(м2*К/Вт)

4.4. Вычислим минимально допустимое термическое сопротивление утеплителя по формуле Rуттр = Rотр – (Rв + Rн + ∑Ri из), где

∑Ri из – суммарное сопротивление слоев с известными толщинами.

Rуттр = 2,673 – (0,115 + 0,043 + (0,013 + 0,469 + 0,170 + 0,171)) = 1,692 (м2*К/Вт)

4.5. Вычислим толщину утепляющего слоя по формуле δуп = λуп*Rут

δуп = 0,05*1,692 = 0,085 (м)

4.6. Округлим толщину утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю. Для минераловатных слоев округляем до значения, кратного 2 см. 
δуп = 0,085 (м) ≈ 0,100(м) ≈100 (мм)

4.7. Вычислим термическое сопротивление утеплителя (после унификации) по формуле Rут = δут / λут

Rут = 0,100/0,05 = 2,000 (м2*К/Вт)

4.8. Определим общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации по формуле Ro = Rв + Rн + Rут + ∑Ri из

Ro = 0,115 + 0,043 + 2,000 + (0,013 + 0,469 + 0,170 + 0,171) = 2,981 (м2*К/Вт)

ПРОВЕРКА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДЕНИЯ НА ВЫПАДЕНИЕ РОСЫ

5.1. Вычислим температуру на внутренней поверхности ограждения по формуле

τв = tв – (tв – tн)/Rо*Rв

τв = 19 – (19 – (-37))/2,981*0,115 = 16,8 ̊ С 
Так как τв > tp , то выпадение росы на внутренней поверхности ограждения невозможно5.

5.2. Определим термическое сопротивление конструкции по формуле R = ∑Ri

R = 0,013 + 0,469+ 2,000 + 0,170 + 0,171= 2,823 (м2*К/Вт)

5.3. Вычислим температуру в углу стыковки наружных стен по формуле

τу = τв – (0,175 - 0,039*R)*(tв – tн) для R = 0,6....2,2 м2*К/Вт. R возьмем 2,2 м2*К/Вт

τу = 16,8 - (0,175 – 0,039*2,2)*(19 – (-37)) = 11,8 ̊ С

Так как τу > tp , то выпадение росы на внутренней поверхности ограждения невозможно.

 

ПРОВЕРКА НА ВЫПАДЕНИЕ РОСЫ В ТОЛЩЕ ОГРАЖДЕНИЯ

6.1. Определим сопротивление паропроницанию каждого слоя по формуле

Rпi = δi / μi и конструкции в целом по формуле Rп = ∑Rпi 
Rп1 = 0,01 / 0,09 = 0,111 (м2*ч*Па/мг)

Rп2 = 0,3 / 0,075 = 4 (м2*ч*Па/мг)

Rп3 = 0,1 / 0,23 = 0,435 (м2*ч*Па/мг)

Rп4 = 0,05 / ∞ = 0

Rп5 = 0,12 / 0,11 = 1,091 (м2*ч*Па/мг)

Rп = 0,111 + 4 + 0,435 + 0 + 1,091 = 5,637 (м2*ч*Па/мг)

6.2. Вычислим температуру на поверхности ограждения по формуле

τвI = tв – (tв – tнI)/Rо*Rв, где

tнI – температура самого холодного месяца 
τвI = 19 – (19 – (-20,9))/2,981*0,115 = 17,5 ̊ С

6.3. При температуре τвI = 17,5 ̊ С максимальная упругость Ев* = 1999 Па

 

ПРОВЕРКА ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ОГРАЖДЕНИЯ

7.1. Средние температуры:

- зимнего периода: tзим = - 15,7 ̊ С

- весенне-осеннего периода: tво = 0,8 ̊ С

- летнего периода: tл = 12,8 ̊ С

- периода влагонакопления: tвл = - 15,7 ̊ С

7.2.

Период и его индекс	Месяцы	Число месяцев	Наружная температура периода	В плоскости конденсации
				t, ̊ С	Е, Па
1 – зимний	ноябрь-март	5	-15,7	-13,2	194
2 – весенне-осенний	апрель, октябрь	2	0,8	1,8	695
3 – летний	май-сентябрь	5	12,8	13,2	1516
0 - влагонакопления	ноябрь-март	5	-15,7	-13,2	194

 

7.3. Вычислим среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации по формуле Е = (Е1*z1 + Е2*z2 + Е3*z3)/12 
Е = (194*5 + 695*2 + 1516*5)/12 = 828 (Па)

7.4. Определим среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе по формуле енг = ∑еi / 12

енг = 7170/12 = 598 (Па)

7.5. Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается ненакопление влаги в увлажняемом слое из года в год по формуле Rпвтр-1 = (ев – Е)/(Е – енг)*Rпн

Rпвтр-1 = (1208 – 828)/(828 – 598)*1,091 = 1,803 (м2*ч*Па/мг)

Т.к. Rпв > Rпвтр-1, то влага не будет накапливаться в увлажняемом слое

7.6. Определим среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления по формуле ео = ∑енiо / zо, где

eнiо – среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры tн ≤ 0 ̊ С

z0 – число таких месяцев в периоде

ео = 860/5 = 172 (Па)

7.7. Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах по формуле: Rпвтр-2 = (ев – Ео)/((Ео – ео)/Rпн + ρ*δ*Δωср / (100*zо))

Rпвтр-2 = (1208 – 828)/((828 – 172)/1,091 + 1800*106*0,1*1,5/(100*176*24) = 0,306 (м2*ч*Па/мг) 
Rпвтр-2 < Rпв, сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции,  ограничивающих приращение влажности, находится в допустимых пределах.

 

ПРОВЕРКА ОГРАЖДЕНИЯ НА ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЕ

8.1. Определим плотность воздуха ρв в помещении при заданной температуре tв и на улице ρн при температуре самой холодной пятидневки, используя формулу 

ρ = μ*Р/(R*T), где

μ – молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль

P – барометрическое давление, равное 101кПа

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

T – температура воздуха в Кельвинах.

ρв = 0,029*101000/(8,31*(19+273)) = 1,207 (кг/м3)

ρн = 0,029*101000/(8,31*(-37+273)) = 1,494 (кг/м3)

8.2. Вычислим тепловой перепад давления по формуле ΔРт = 0,56*(ρн - ρв)*g*H, где

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2

Н – высота здания

ΔРт = 0,56*(1,494 – 1,207)*9,81*31 = 49 (Па)

8.3. Расчетная скорость ветра ν = 2,9 м/с

8.4. Вычислим ветровой перепад давления по формуле ΔРв = 0,3*ρн* ν2 и суммарный (расчетный) перепад, действующий на ограждение по формуле ΔР = ΔРт + ΔРв

ΔРв = 0,3*1,494* (2,9)2 = 4 (Па)

ΔР = 49 + 4 = 53 (Па)

8.5. Допустимая воздухопроницаемость ограждения Gн = 0,5 кг/(м2*ч)

8.6. Определим требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации по формуле Rитр = ΔР/Gн

Rитр = 53/0,5 = 162 (м2*ч*Па/кг)

8.7.

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, мм	Пункт приложения 9	Сопротивление Rиi, м2*ч*Па/кг
1	Штукатурка известково-песчаная	10	31	142
2	Бетон на вулканическом шлаке	300	29	42
3	Пенопласт	100	Примечание 2	0
4	Воздушная прослойка	50	Примечание 2	0
5	Кирпич глинный на цементно-песчаном растворе	120	6	2

 

8.8. Найдем располагаемое сопротивление воздухопроницанию по формуле

Rи = ∑Rнi. Сопротивление воздухопроницанию слоев ограждающих конструкций (стен, покрытий), расположенных между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитывается6.

Rн = 142 + 42 = 184 (м2*ч*Па/кг)

Rи > Rитр, конструкция удовлетворяет допустимым нормам

 

Сопротивление воздухопроницанию Rиi,  м2*ч*Па/кг	142	42	0	0	2
Сопротивление паропроницанию Rпi, м2*ч*Па/мг	0,111	4,000	0,435	0	1,091
Коэффициент паропроницаемости μ, мг/м2*ч*Па	0,09	0,075	0,23	∞	0,11
Термическое сопротивление слоев Ri, м2*К/Вт	0,013	0,469	2,000	0,170	0,171
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*°С)	0,76	0,64	0,05	-	0,7
Толщина слоя δ, мм	10	300	100	50	120
Плотность ρ, кг/м3	1800	1600	80	1,225	1800
№ по СНиП	71	12	146	-	84
Материал	штукатурка известково-песчаная	бетон на вулканическом шлаке	пенопласт	воздушная прослойка	кирпич глиняный на цементно-песчаном растворе
№ слоя	1	2	3	4	5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Общая толщина ограждения (стены): 580 мм

- Масса 1 м2 ограждения: σ = 722 кг/м2

- Сопротивление теплопередаче: Rо = 2,981 м2*К/Вт

- Коэффициент теплопередачи: К = 0,335 Вт/ м2*К

- Действующий перепад  давления: ΔР = 53 Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с.

2) СНиП 2.01.01-82. Строительная  климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983, 136с.

3) Фокин К.Ф. Строитеьная  теплотехника ограждающих частей  зданий. М.: Стройиздат, 1973, 240с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с.

2 СНиП II-3-79*, табл.2*, с.4. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с

3 Здесь и далее данные приведены из СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с.

4 СНиП II-3-79*, прил. 4. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с.

5 СНиП II-3-79*, п. 2.10. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с

6 СНиП II-3-79*, п. 5.4. Строительная теплотехника. М.: Минстрой Россия, 1995, 28с