Характеристика слоев покрытия и общее сопротивление теплопередаче

Приведенное сопротивление теплопередаче неоднородного участка кровли

№ слоя	Материал слоя	Ширина, м	Толщина δ, м	Расчетные коэффициенты	Расчетные сопротивления
Теплопроводности λ, Вт/(м К)	Паропроницаемости µ, мг/(м·ч·Па)	Теплопередаче R, (м^2·°С)/Вт	Паропроницанию Ω, м^2·ч·Па/мг
4а	РУФ БАТТС Н	0,60	0,1	0,045	0,32	2,222	0,313
4б	Стропила с шагом 0,65 м	0,05	0,1	0,18	0,06	0,556	1,667
	РУФ БАТТС Н + стропила	0,65	0,1	-	-	1,806	0,333
5а	Воздушная прослойка	0,2	0,05	-	-	0,160
5б	Бруски с шагом 0,25 м	0,05	0,05	0,18	0,06	0,278	0,833
	Обрешетка с воздушными прослойками	0,25	0,05	-	-	0,175

Термическое сопротивление покрытия (без дополнительного утепления) определяем как сумму термических сопротивлений отдельных слоев, включая приведенное сопротивление неоднородных слоев:

R _о=1/8,7+0,008/0,18+0,04/0,18+0,0004/0,12+1,806+0,175+0,0006/58+1/23=2,41 м²·°С/Вт.

Полученное значение практически в два раза ниже нормативного сопротивления теплопередаче, составляющего 4,81 м²·°С/Вт. В связи с этим необходима реконструкция покрытия с укладкой дополнительного утепляющего слоя. При этом предполагается снятие кровли и обрешетки, наращивание дополнительной доской вертикального размера сечения стропил для размещения дополнительной теплоизоляции и восстановление кровли.

Для дополнительной теплоизоляции выбираем минераловатные плиты производства ЗАО «Минеральная вата» марки Руф Баттс γ₀=145 кг/м³, l₀=0,033, l _W =0,045 Вт/(м·°С). Сопротивление теплопередаче дополнительного слоя теплоизоляции R _т и должно составлять не менее

R _т =4,81-2,41=2,40 м²·°С/Вт.

Толщину дополнительного теплоизоляционного (неоднородного) слоя найдем из уравнения, составленного в соответствии с формулой (2.6):

0,65·1/2,40=0,60·1/(δ/ 0,045)+ 0,05·1/(δ/ 0,18),

откуда

δ=2,4(0,60·0,045+0,05·0,18)/0,65=0,133 м.

Плиты Rockwool выпускаются толщиной от 40 до 160 мм с шагом 10 мм. Принимаем стандартную толщину плит 140 мм. Таким образом, дополнительная теплоизоляция будет уложена в один слой. При этом суммарная толщина теплоизоляционного слоя из минераловатных плит Руф Баттс составит 240 мм.

Проверка выполнения требований по энергосбережению. Расчетная схема мансардной крыши приведена на рис. 5. Произведем расчет общего приведенного сопротивления теплопередаче мансардного покрытия при выбранной толщине теплоизоляции.

Результаты расчета приведены в табл. 2.

Таблица 2

№ слоя	Материал слоя	Плотность γ0, кг/м^3	Толщина δ, м	Расчетный коэффициент теплопроводности λ W, Вт/(м К)	Расчетное сопротивление теплопередаче R, м^2·°С)/Вт
	Вагонка (внутр.обшивка)		0,008	0,18	0,044
	Доска обрезная (подшивка)		0,04	0,18	0,222
	Пароизоляция (п/э пленка в 2 слоя)		0,0004	0,95
	Теплоизоляция + стропила		0,240	0,055	4,333
	Обрешетка + воздушные промежутки	-	0,05	-	0,175
	Стальная кровля		0,0006		0,00001
Сумма	0,29	-	4,78

Сопротивление теплопередаче покрытия после утепления составит:

R _o = 1/8,7+4,78+1/23=4,93 м²·°С/Вт.

Согласно СНиП 23-02-2003 для полученного выше значения градусо-суток нормируемое сопротивление теплопередаче покрытия составляет:

R^c_req = 4,81 м²·°С/Вт

Как видно из табл. 3.2, покрытие удовлетворяет требованиям по теплозащите (R _o> R^c_req) при толщине теплоизоляционного слоя из минераловатных плит 240 мм. Следовательно, для утепления кровли следует к существующей теплоизоляции добавить слой минераловатных плит РУФ БАТТС Н толщиной 140 мм.

Проверка выполнения требований по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям в помещении мансарды. Расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности покрытия Δ t ₀ составляет

Δ t ₀= n (t_int – t_ext)/(R _o·α _int)=1,0(20+29)/(4,93·8,7)=1,14 ºС.

Согласно СНиП 23-02-2003 для покрытий жилых зданий допустим перепад температуры Δ t ₀ не более Δ t_n =3,0 ºС. Таким образом, второе условие (Δ t ₀≤Δ t_n) выполнено.

Проверим третье условие (τ_int > t _рос), т.е. возможна ли конденсация влаги на внутренней поверхности покрытия при расчетной температуре наружного воздуха t_ext = -29 °С. Температуру внутренней поверхности τ_int, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения) определяем по формуле

τ _int = t_int –Δ t ₀=20–1,14=18,86 °С.

Упругость водяного пара в помещении е_int равна

е_int = φ _int×Е/ 100=55·2102/100=1156 Па,

Точка росы при максимальной упругости пара 1156 Па составляет

t _рос = 9,1 °С.

Поскольку τ_int > t _рос, то условие отсутствия конденсации пара на внутренней поверхности наружной стены выполняется.

Теплоустойчивость мансардной крыши в холодный период года. Поскольку в здании предусмотрено стационарное электро-теплоаккумуляционное отопление, то согласно СНиП 23-02-2003 нормируемое значение амплитуды суточных колебаний температуры составляет А_t^req =2,5 ºС.

Для материала каждого слоя определяем коэф­фициент теплоусвоения материала s по формуле (3.1) и показатель тепловой инерции D по формуле (3.3).

Для неоднородного слоя № 4, состоящего из чередующихся древесных и минераловатных участков коэффициент теплопроводности λ _W можно подсчитать как

λ _W =δ/ R^r= 0,24/4,333=0,055 Вт/(м·ºС),

а удельную теплоемкость как средневзвешенную величину

с= (с ₁γ₁ V ₁+ с ₂γ₂ V ₂)/(γ₁ V ₁+γ₂ V ₂),

где с, γ, V – удельная теплоемкость, плотность и объем, соответственно, древесины (индекс 1) и минераловатной плиты (индекс 2).

с =(2,3·500·0,05·0,25·1,0+0,95·120·0,60·0,25·1,0)/(500·0,05·0,25·1,0+120·0,60·0,25·1,0)=

=(2,3·500·0,05+0,95·120·0,60)/(500·0,05+120·0,60)=1,298 кДж/(кг·ºС).

Аналогично найдем средневзвешенное значение плотности:

γ₀ = (γ₁ V ₁+γ₂ V ₂)/(V ₁+ V ₂)=(500·0,05+120·0,60)/(0,05+0,60)=149 кг/м³.

Результаты расчета сводим в табл. 3.

Таблица 3

Дата добавления: 2017-01-14