Ограждающих конструкций. Значения нормируемых и фактических сопротивлений теплопередаче № п.п. Вид ограждения Сопротивление теплопередаче

Значения нормируемых и фактических сопротивлений теплопередаче

№ п.п.	Вид ограждения	Сопротивление теплопередаче, Вт/(м^2·°С)
Нормируемое Rreq	Фактическое R o ^des	После дополнительного утепления
	Стены	3,23	0,80	3,32
	Покрытие	4,81	2,41	4,87

Выполненные расчеты позволяют сделать следующие выводы:

1. Стены здания имеют приведенное сопротивление теплопередаче значительно ниже нормативного значения, поэтому необходимо устройство внешней теплоизоляции с последующим оштукатуриванием здания дышащим составом штукатурного раствора общей толщиной 10 мм. При этом необходимо армировать штукатурный слой стеклосеткой. В качестве теплоизоляционного материала целесообразно (поскольку условия конденсации отсутствуют) использовать минераловатные плиты, как более дешевые по сравнению с пенопластом. Предполагается использовать утеплитель производства ЗАО «Минеральная вата» марки Фасад Баттс плотностью 145 кг/м³ толщиной 150 мм. После утепления стена имеет термическое сопротивление 3,32 Вт/(м²·°С), что удовлетворяет предъявляемым требованиям. Утепленная стена также удовлетворяет требованиям по теплоустойчивости, воздухо- и паропроницаемости. Условия для конденсации влаги в данной конструкции исключены, как в ее толще, так и на внутренней поверхности.

2. Существующее покрытие без дополнительного утепления не удовлетворяет требованиям по теплозащите помещения. Для утепления кровли следует к существующей теплоизоляции добавить слой толщиной 140 мм минераловатных плит РУФ БАТТС Н плотностью 120 кг/м³. Кроме того, требуется реконструкция основания под стальную фальцевую кровлю. В исходной конструкции оно представляет собой обрешетку из деревянных брусков, создающих замкнутую воздушную прослойку между теплоизоляцией и кровельным покрытием, толщиной 50 мм. Как показали расчеты, в такой конструкции возможна конденсация и накопление влаги в слое утеплителя. Необходимо обрешетку заменить сплошной обшивкой из обрезных досок толщиной не менее 20 мм. При этом условия конденсации исключаются. При реконструкции предполагается снятие кровли и обрешетки, наращивание высоты сечения стропил до 240 мм с помощью досок, устанавливаемых на ребро на верхнюю кромку стропильных ног. После укладки дополнительной теплоизоляции монтируют сплошное основание под кровлю и кровельное покрытие. Такая конструкция удовлетворяет требованиям по теплозащите, теплоустойчивости, воздухо- и паропроницаемости. Условия для конденсации влаги отсутствуют как в толще, так и на внутренней поверхности ограждения.

Пример 4 (для выпускной квалификационной работы)

Исходные данные:

Место строительства – Ногинский район Московской области.

Тип здания – одноэтажное промышленное здание с пристроенной административной частью и встроенными административно-бытовыми помещениями.

Расчет ведется на наиболее теплое помещение – административная часть.

Расчетная внутренняя температура t_в +20°С.

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 t_н -28 ᵒС (СНиП 23-01-99).

Продолжительность отопительного периода Z_от.пер=207 суток
Среднесуточная температура отопительного периода t_от.пер. -3°С
Зона влажности места строительства – 2 нормальная

Влажностный режим помещений здания - нормальный

Условие эксплуатации ограждающих конструкций – Б

а) Наружная стена административной части

Определим приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций отвечающее условиям энергосбережения .

Для этого следует определить градусосутки отопительного периода:

ГСОП = (t_в-t_от._пер)Z_от.пер=20-(-3)·207 = 4761

По таблице определим приведенное сопротивление теплопередаче для стен, чердачных и цокольных перекрытий для ГСОП=4761 интерполируя в граничных табличных значениях ГСОП 4000 и 6000.

Для стен = 2,63м² ˚С/Вт.

Для совмещенного покрытия =1,56 м² ᵒС/Вт.

Определим требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям по формуле:

где n = 1 - коэфф. приним. по табл.3 СНиП

t_в =20 - температура внутреннего воздуха;

t_н = -28 - расчетная температура наружного воздуха;

Δt^н =4,5 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции принимаем по табл.2 СНиП П-3-79*

α_в= 8,7; α_н= 23 - коэфф. теплоотдачи

Для стен R₀^тр=1(20-(-28))/ 4,5*8,7 = 1,22м²˚С/Вт

Для совмещенных покрытий R₀^тр=1(20-(-28))/ 4*8,7 = 1,37м²˚С/Вт

Сравнивая абсолютные значения требуемых термических сопротивлений стены и совмещенного покрытия отметим, что приведенные термические сопротивления по энергосберегающим требованиям больше требуемых сопротивлений, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, поэтому по ним и будут подбираться сопротивления проектируемых ограждающих конструкций.

Проектируемая ограждающая конструкция должна отвечать следующему условию:

- общее фактическое термическое сопротивление проектируемой конструкции;

- приведенное требуемое термическое сопротивление.

Ограждающие конструкции – кирпичная стена, ветрозащита «Тайвек», минераловатная плита НГ, профнастил.

1 слой – кирпич = 0,250м, = 0,56 Вт/(мᵒС)

2 слой – минераловатный утеплитель НГ = 0,056 Вт/(мᵒС)

3 слой – стальной лист = 0,005м, = 58 Вт/(мᵒС)

Сопротивление теплопередачи R₀ м²ᵒС ограждающей конструкции, в нашем случае стены, определяется по формуле

где: R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции м²ᵒС/Вт, определим по формуле: для однослойной конструкции,
δ- толщина конструкции в м., либо по формуле R_к=R₁+R₂+…+R_n для многослойной конструкции,

R₁, R₂…R_n термические сопротивления отдельных слоев, определяемые по формуле для каждого отдельного слоя,

λ_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции Вт/м²ᵒС

R_o^{без ут}=1/λ_в + R_o^{без ут} +1/λ_н = 1/8,7 + (0,005/58+0,25/0,56) + 1/23 = 0,59 м²˚С/Вт

В таком случае термическое сопротивление 2-го слоя - минераловатного утеплителя

R^ут ≥ R₀^{тр эк} – R₀^{без ут} ≥ 2,63 – 0,59 ≥ 2,04 м²˚С/Вт

Определим толщину утеплителя (2 слой) по формуле

R= δ / λ; δ / λ ≥ R^ут; x/0,056 ≥ 2,04; х ≥ 2,47 · 0,056 ≥0,12м.

Принимаем толщину минераловатных плит 15 см.

б) Покрытие над административной частью

Кровля мембранная с внутренним водостоком. Утеплитель – пенополистирол П 35 «URSA XPS».

Схема покрытия

1 слой– гидроизоляция δ= 0,02м λ= 0,17Вт/м°С; 1 слой– утеплитель минераловантый утеплитель НГ λ=0,056Вт/м°С; 3 слой – профлист Н114-750-0,9 δ=0,009м; λ= 58м°С

Термическое сопротивление совмещенного покрытия без учета 2-го слоя - утеплителя составит

R_o^{без ут}=1/λ_в + R_o^{без ут} +1/λ_н = 1/8,7 + (0,02/0,17+0,009/58) + 1/23 = 0,29 м²˚С/Вт

В таком случае термическое сопротивление 2-го слоя минеральной ваты должно быть

R^ут ≥ R₀^{тр эк} – R₀^{без ут} ≥ 3,5 – 0,29 ≥ 3,21 м²˚С/Вт

Определим толщину утеплителя (2 слой) минеральной плиты по формуле:

R= δ / λ; δ / λ ≥ R^ут; x/0,056 ≥ 3,23; х ≥ 3,23· 0,056 ≥0,18м.

Принимаем толщину утеплителя в конструкции покрытия 18 см.

в) Наружная стена производственной части

В качестве наружных стеновых конструкций принимаем трехслойную панель типа «Сэндвич».

Толщиной профилированного листа пренебрегаем.

Плиты минераловатные ГОСТ 15588-85

=0,10 м, =80 кг/м³; =0,056 Вт/м·⁰С

ГСОП = (t_в-t_от._пер)Z_от.пер=20-(-3)·207 = 4761

D_d = (15-(-3))207=3726 (⁰С·сут.).

По табл.4 СНиП методом интерполяции определим приведенное сопротивление теплопередаче стен, исходя из условий энергосбережения

R_red = 1.77 м^{2 0}С/Вт

R₀ =1/8,7 + R_k +1/23=0,115+ / +0,043=0,115+1,78+0,43=2,33 м²/ ⁰С Вт.

Вывод: Так как R₀ =2,33 м²/ ⁰С Вт >R_red=1.77 м²/ ⁰С Вт, значит, принятая конструкция стены удовлетворяет требованиям по энергосбережению.

Б) Покрытие

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха; t_в = +15 ⁰С;

t_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре

наиболее холодной пятидневки

Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)

D_d = (15-(-3))207=3726 (⁰С·сут.).

Находим R_reg для покрытий:

R_reg = a × D_d + b = 0.00025 × 3726+ 1.5 = 2.43 м² × ⁰С/Вт

Находим требуемую толщину утеплителя по формуле:

R₀ = l/l_в + R_к + l/l_н,

х=0.15м

Принимаем толщину утеплителя d=0.15м

=2.52 м² × ⁰С/Вт

Вывод: Так как R_о=2,52 м² × ⁰С/Вт ≥ R_reg=2,47 м² × ⁰С/Вт значит, принятая конструкция стены удовлетворяет требованиям по энергосбережению.

Пример 5. (для дипломного проекта)

А) Теплотехнический расчет наружной стены

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

Район строительства: Вологда

Относительная влажность воздуха: φв=55%

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

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха φ_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Roтр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

R_oтр=a·ГСОП+b

где а и b - коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида - наружные стены и типа здания -общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов а=0.0003;b=1.2

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, 0С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП=(t_в-t_от)z_от

где t_в - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C;

t_в=20°C

t_от - средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания - общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов. t_ов= -4 °С

z_от - продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания - общественные, кроме жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов.

z_от=228 сут.

Тогда ГСОП=(20-(-4,1))231=5472 °С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи R_oтр (м2·°С/Вт).

R_oнорм=0.0003·5472+1.2=2.84м2°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче R_oнорм может быть меньше нормируемого R_oтр на величину m_p

R_oнорм=R_oтр*0.95 R_oнорм=2,698м2·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Вологда относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1.Кладка из газосиликатных блоков (p=600кг/м.куб), толщина δ1=0.5м, коэффициент теплопроводности λБ1=0.26Вт/(м°С), паропроницаемость μ1=0.17мг/(м·ч·Па)

2. Утеплитель ТЕХНОВЕНТ+, толщина δ2=0.1м, коэффициент теплопроводности λБ2=0.04Вт/(м°С), паропроницаемость μ2=0.3мг/(м·ч·Па)

3. Обшивка композитной панели (ГОСТ 931, ГОСТ 15527), толщина δ2=0.004м, коэффициент теплопроводности λБ3=407Вт/(м°С), паропроницаемость μ3=0мг/(м·ч·Па).

Условное сопротивление теплопередаче R_0усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R_0усл=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 4 СП 50.13330.2012

α_int=8.7 Вт/(м2°С)

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012.

α_ext=23 Вт/(м2°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.

R_0усл=1/8.7+0.5/0.26+0.1/0.04+0.004/407+1/23

R_0усл=4.58м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004: R_0пр=R_0усл ·r

r - коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений. r=0.87

Тогда R_0пр=4.58·0.87=3.98м2·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R_0пр больше требуемого R_0норм(3.98>2,698), следовательно, представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

В представленной конструкции имеется слой с нулевой паропроницаемостью. Расчет распределения парциального давления водяного пара (точки росы) по толще стены невозможен.

Б) Конструкция покрытия.

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи R_oтр (м2·°С/Вт).

R_oнорм=0.00035·5472+1.4=3.32м2°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче R_oнорм может быть меньше нормируемого R_oтр,на величину m_p

R_oнорм=R_oтр0.92

R_oнорм=2.09 м2·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Вологда относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

1.Кровельная мембрана, толщина δ1=0.004м, коэффициент теплопроводности λБ1=0.17Вт/(м°С), паропроницаемость μ1=1мг/(м·ч·Па)

2.Утеплитель ТЕХНОРУФ В60, толщина δ2=0.04м, коэффициент теплопроводности λБ2=0.041Вт/(м°С), паропроницаемость μ2=0.3мг/(м·ч·Па)

3.Утеплитель ТЕХНОРУФ Н 35, толщина δ2=0.11м, коэффициент теплопроводности λБ3=0.041Вт/(м°С), паропроницаемость μ3=0.3мг/(м·ч·Па)

4.Пароизоляция – 1 слой полиэтиленовой пленки, толщина δ2=0.0005м, коэффициент теплопроводности λБ4=0.17Вт/(м°С), паропроницаемость μ4=1мг/(м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R_0усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R_0усл=1/8.7+0.004/0.17+0.04/0.041+0.11/0.041+0.0005/0.17+1/23

R_0усл=3.84м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004: R_0пр=R_0усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений r=0.92

Тогда R_0пр=3.84·0.92=3.53м2·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0пр больше требуемого R0норм(3.53>2.09) следовательно, представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Пример 6 (для курсового проекта)

Теплотехнический расчет производится по СП 23-101-2004 «Тепловая защита зданий».

Место строительства – г. Кострома.

Расчетная температура наружного воздуха:

- средняя наиболее холодной пятидневки - минус 31°С;

- средняя наиболее холодных суток – минус 35°С;

Влажностный режим помещения W=Б.

Дата добавления: 2017-01-14