Теплофизические свойства материалов конструкции пола чердачного перекрытия

Чердачного перекрытия

Расчет коэффициента теплопередачи через пол

Цель расчета. Определить толщину ограждения d _пт и коэффициент теплопередачи k _пт.

Исходные данные. Конструкция пола чердачного перекрытия (показыва-ется на рисунке, как в прил. 3). Размеры железобетонной плиты выбираются по последней цифре порядкового номера в групповом журнале из таблицы прил.

3. Для примера расчета: d _ж/б = 0,30 м; d = 0,18 м; L = 0,23 м. Теплофизические свойства материалов конструкции выбираются из прил. 4, как показано выше, и сводятся в табл. 4.

d

L

Конструкция пола чердачного перекрытия: 1 – цементно-песчаный раствор (r = 1800 кг/м³); 2 – железобетонная пустотная плита (r = 2500 кг/м³); 3 – плиты минераловатные жесткие на синтетическом связующем (r = 200 кг/м³)

Таблица 4

Материал, (плотность, кг/м^3)	Расчетные коэффициенты	Тол- щина слоя d, м	Сопротивление воздухопрони-цанию R и, м^2×ч×Па/кг (толщина слоя d, мм)
теплопровод- ности l , Вт/(м×К)	паропро- ницае- мости m, мг/м×ч×Па
А	Б
Штукатурка цементно- песчаным раствором (1800 кг/м^3)	0,76	–	0,090	0,015
Железобетон	1,92	–	0,03	0,35	19 620
Плиты минераловатные жесткие на синтетическом связующем (200 кг/м^3)	0,07	–	0,45	х

Методика и пример расчета. Толщина утепляющего слоя определяется из выражения

(10)

где R _о^тр – требуемое сопротивление теплопередаче ограждения, (м²∙К)/Вт;

R _пл – термическое сопротивление железобетонной плиты, (м²∙К)/Вт;

d _р – толщина слоя цементно-песчаного раствора, м;

l _р – теплопроводность цементно-песчаного раствора, Вт/(м∙К);

Для пола чердачного перекрытия a _н = 12,0 Вт/(м²×К). Требуемое сопротивление теплопередаче ограждения R _о^тр, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле (8):

(м²∙К)/Вт

Полученное значение отвечает санитарно-гигиеническим требованиям и комфортным условиям.

Значение , отвечающее условиям энергосбережения, определено ранее по формуле (9) и составляет 6121 °С×сут. Из таблицы П.5.1 видим, что

при ГСОП = 6000 °С×сут., значение = 4,6 (м²∙К)/Вт, а при

ГСОП = 8000 °С×сут., значение = 5,5 (м²∙К)/Вт.

Для значений ГСОП = 6121 °С×сут.

(м²∙К)/Вт.

Расчетным значением требуемого термического сопротивления чердачного перекрытия будет в данном случае величина

= 5,14 (м²∙К)/Вт.

Выполним расчет .

Входящая в состав чердачного перекрытия многопустотная плита является неоднородной конструкцией. Для нее в соответствии с [2, п.2.8] определяется приведенное термическое сопротивление изложенным ниже способом.

Для упрощения расчета заменяем круглое поперечное сечение пустот в плите равновеликим квадратным (рис. 1) с площадью

. (11)

Сторона квадрата из (11) будет равна

м.

В соответствии с нормативным методом расчета при R _а/ R _б < 1,25 [2]

. (12)

Величина R _а вычисляется с использованием схемы, изображенной на рис. 1, а. Между условными плоскостями, параллельными направлению теплового потока (снизу – вверх), получаем две конструкции: трехслойную с однородными слоями между плоскостями I и II; однослойную – между плоскостями II и III. Площадь, которую воспринимает тепловой поток в трехслойной конструкции, обозначим через F ₁ = а × 1 = 0,159 м². Площадь, которая воспринимает тепловой поток в однослойной конструкции, обозначим через F ₂ = (L - а) × 1 = (0,23 – 0,159) × 1 = 0,071 м².

Термическое сопротивление трехслойной конструкции определяется по формуле (4)

. (13)

Термическое сопротивление воздушной прослойки R _вп определяем по [2, прил. 4] или из табл. П.5.5. При d _вп= а = 0,168 м, направлении теплового

потока снизу вверх и положительной температуре в прослойке

R _вп = 0,14 (м²∙К) /Вт. Тогда, при d ₁ + d ₃ = (d _ж/б - а), имеем

(м²∙К)/Вт.

Термическое сопротивление однослойной конструкции определяем по формуле (3)

(м²∙К)/Вт.

Значение R _а определится по формуле [2]

, (14)

L

б)

F ₂

F ₁

I

II

III

III

II

I

а

а)

F _экв

R ₂

R ₃

R ₁

V

V

IV

IV

F ₁

F ₂

(м²∙К)/Вт.

Рис. 1. Схемы расчета термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия (неоднородная ограждающая конструкция): а – расчетная схема для определения термического сопротивления R_a; б – расчетная схема для определения термического сопротивления R_б

Величина R_б вычисляется с использованием схемы на рис. 1, б. Плоскостями IV и V, перпендикулярными направлению теплового потока (в данном случае горизонтальными), условно разделяем конструкцию на однородные и неоднородные слои. Тогда искомое термическое сопротивление определится как сумма термических сопротивлений однородных слоев R ₁, R ₃ и неоднородного слоя R ₂

R_б = R ₁ + R ₂ + R ₃. (15)

Термическое сопротивление однородных слоев толщиной d ₁ и d ₃ вычисляется по формуле (3)

(м²∙К)/Вт.

Для неоднородного слоя приведенное термическое сопротивление определяется по формуле (14)

,

где = 0,140 (м²∙К) /Вт; (м²∙К) /Вт.

(м²∙К)/Вт.

По формуле (15) вычисляем R_б

R_б = 0,037 + 0,12 + 0,025= 0,17 (м²∙К)/Вт.

Убеждаемся, что отношение R_а/R_б = 0,19/0,17 = 1,12 меньше 1,25. Поэтому правомерно использовать формулу (12) для расчета приведенного термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия:

(м²∙К)/Вт.

По формуле (10) определяем толщину утепляющего слоя

м.

Округляем полученное значение в сторону увеличения и принимаем далее в расчет d _ут = 0,33 м. Толщина ограждения составит

d _пт = d _р + d _ж/б + d _ут = 0,015 + 0,35+ 0,33 = 0,7 м.

Уточняем расчетное значение сопротивления теплопередаче ограждения по формуле (2)

(м²∙К)/Вт.

Искомый коэффициент теплопередачи вычисляем по формуле (1)

Вт/(м²∙К).

Результаты расчета. Толщина ограждения d _пт = 0,7 м.

Толщина утепляющего слоя d _ут = 0,33 м.

Коэффициент теплопередачи Вт/(м²∙К).

Дата добавления: 2015-05-26