Пример выполнения теплотехнического расчета

Проверить теплозащитные свойства наружной стены жилого дома с температурой внутреннего воздуха 20⁰С и относительной влажности до 60%. Место строительства – Калининград. Стены однородные однослойные из монолитного керамзитобетона толщиной δ _кб = 0, 4 м, плотностью ρ =800 кг/м³ (Приложение Д таблица1 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»).

1. Устанавливаем влажностной режим помещений (таблица 1 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» Т-ра 12 – 24⁰С, влажность 50-60%: влажностной режим нормальный.

2. Калининград находится во 2 климатической зоне по влажности: нормальная (таблица1 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»)

3. В соответствии с таблицей 2 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для нормального влажностного режима помещений в нормальной зоне по влажности условия эксплуатации категорируются литерой Б

4. В соответствии с таблицей 7 СНиП 23-02-2003 коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждения принимаются α _int = 8, 7 Вт/м^2оС, α _ext = 23 Вт/м^2оС

5. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки в Калининграде

t_ext = -20 ^оС (таблица 1 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»), а сренесуточная температура отопительного периода t _ht = -1, 1 ^оС, продолжительность отопительного периода Z_ht= 193 суток.

6. Находим коэффициент теплопроводности керамзитобетона плотностью 800 кг/м³ (Приложение Д таблица1 СП23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий») λ _кб=0, 31 Вт/м^2оС

7. Определяем фактическое сопротивление теплопередачи стены:

R_o = 1/α _int + δ _кб/ λ _кб + 1/α _ext = 1/8, 7 + 0, 4/0, 31 + 1/23 = 1, 448 м^2оС/Вт

8. Рассчитаем количество градусо-суток отопительного периода для Калининграда

D_d = (t_int - t_ext) Z_ht = (20 – (-1, 1)) 193 = 4072, 3 ^oC сут

9. Рассчитаем величину нормируемого сопротивления теплопередаче

R_reg = a_* D_d + b = 0, 00035 _*4072, 3 + 1, 4 = 2, 825 м^2оС/Вт

(таблица 4 примечание СНиП 23-02-2003)

10. Сравниваем R_o и R_reg 1, 448< 2, 825 м^2оС/Вт

Конструкция стены не отвечает требованиям теплоизоляции. Следует изменить конструкцию стены, включив слой теплоизоляции.

11. Произведем утепление полужесткими минераловатными плитами плотностью ρ _мп =75 кг/м³ с коэффициентом теплопроводности

λ _мп=0, 063 Вт/м^2оС

12. Приняв в качестве фактической нормируемую величину сопротивления теплопередаче

2, 825 = 1/α _int + δ _кб/ λ _кб + δ _мп/ λ _мп+ 1/α _ext = 1/8, 7 + 0, 4/0, 31 + δ _мп /0, 063+1/23 =, м^2оС/Вт необходимая толщина слоя теплоизоляции будет равна

δ _мп= (2, 825 – 0, 115 – 1, 29 – 0, 043)0, 063 = 0, 0867 м

Принимаем плиту толщиной δ _мп = 0, 1м = 100мм

13. Проверяем внутреннюю поверхность стены на возможность конденсации влаги для этого:

13.1 Рассчитаем фактическое сопротивление теплопередаче стены

R₀ = 1/α _int + δ _кб/ λ _кб + δ _мп/ λ _мп+ 1/α _ext = 1/8, 7 + 0, 4/0, 31 + 0, 1 /0, 063+1/23 = =0, 115+1, 29+1, 58+0, 043=3, 03 м^2оС/Вт

13.2 Расчетная температура внутренней поверхности стены

τ _int = t_int - (t_int – t_ext)R_int/R_o = 20 – (20-(-20))0, 115/3, 03=18, 5 ^oC

13.3 Максимальная упругость водяного пара при 20 ^oC Е_int=2338 Па

(таблица приложения С СП 23-01-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий)

13.4 Действительная упругость водяного пара

е_int = φ _int Е_int/100 = 60_*2338/100 = 1403 Па

где φ _int=60% - относительная влажность воздуха внутри помещения

13.5 Рассчитаем точку росы по эмпирической формуле

t_d =20, 1 – (5, 75 – 0, 00206_*e _int)² = 20, 1 – 8, 35 = 11, 75^oC

или по таблице1.6 (Красновский Б.М.Промышленное и гражданское строительство в задачах с решениями. М.: Изд.АСВ, 2013)

t_d = 12^оС для 20^оС

13.6 Сравниваем τ _int и t_d τ _int > t_d 18, 5 > 11, 75 ^оС

На поверхности стены конденсации влаги не будет

13.7 Рассчитаем температуру τ _int в углу здания (τ _{int с}) по эмпирической формуле:

τ _{int с} = τ _int – (0, 18 – 0, 036R_o) (t_int – t_ext) = 18, 5 –(0, 18 – 0, 036_*3, 03)(20 –(-20)) = =14, 1^oC > t_d, т.е. в углу конденсации влаги также не будет.

Перепад температур между t_int и τ _int не должен превышать 4^оС

∆ t_n = t_int - τ _int = 20- 18, 5 = 1, 5^оС < 4 ^оС (таблица 5 СНиП 23-02-2003)