Расчет оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций

1.4 Расчет оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций

Общее оптимальное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀, м².⁰С/Вт, выбирается из условия R₀^пр ≥ R₀^эн_, R₀^тр, где R₀^эн и R₀^тр – энергетически целесообразное и минимальное требуемое сопротивление теплопередаче, определяемое в соответствии с пунктом 2 СНиП II-3-79*

Требуемое сопротивление ограждающих конструкций

 

R₀^тр=n.(t_в-t_н5)/(α_в.Δt^н), м^{2. 0}С/Вт

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха в характерном помещении (табл. 2)

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; принимаются по табл. 4

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, принимается по табл.4

Δt^н – нормативный температурный перепад между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения, принимается по табл. 4

Для наружных стен: R₀^тр=1. [18-(-35)]/(8,7.4) =1,52

Для чердачных перекрытий: R₀^тр=0,9.[18-(-35)]/(8,7.3) =1,83

Для перекрытий над подвалом: R₀^тр=0,6.[18-(-35)]/(8,7.2) =1,82

Определяем из СНиП II-3-79*   R₀^эн = a.ГСОП + b, м² * ⁰С/Вт:

ГСОП = (t_в-t_оп). z_оп = [18-(-1,6)].212=4155,2

для наружных стен:

R0тр= 2,4+(3,0-2,4)∙(4155,2−4000)/2000 = 2,45(м2°с)/Вт;

надподвальное и чердачное перекрытие:

R0тр=2,7+(3,4-2,7) ∙(4155,2−4000)/2000 =2,75 (м2°C)/Вт;

для бесчердачных покрытий:

R0тр=3,2+(4-3,2)∙(4155,2−4000)/2000 =3,26(м2°с)/Вт;

для окон

R0тр =0.4 + (0,5- 0,4)∙(4155,2−4000)/2000 = 0,41 (м2°C)/Вт;

Таблица 5

Наименование ограждающей конструкции	R0тр, м2. 0C/Вт	R0эн, м2. 0C/Вт
Наружная стена	1,52	2,45
Покрытие и перекрытие над проездами	1,83	2,75
Перекрытие чердачное над холодными подвалами	1,82	3,26
Окна, балконные двери	-	0,41

R₀^эн > R₀^тр следовательно принимаем R₀^пр = R₀^эн

 

R₀^р= 1/α_в+δ₁/λ₁+R_ут+δ₂/λ₂+δ₃/λ₃+1/α_н = R₀^пр/r, м^2.

⁰С/Вт – расчетное сопротивление теплоотдаче однородного наружного ограждения

r = 0,8– коэффициент теплотехнической однородности для наружных стен

r = 0,95– коэффициент теплотехнической однородности для покрытий

α_в – коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения

α_н – коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения, принимается

δ_i и λ_i – соответственно толщина, м, и коэффициент теплопроводности отдельных слоев

Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя

 

R_ут= (R₀^пр/r) - (1/α_в+δ₁/λ₁+δ₂/λ₂+δ₃/λ₃+1/α_н)

Для наружных стен:

R_ут= 2,45/0,8 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/23)= 2,12

Для чердачных перекрытий:

R_ут= 3,26/0,95 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/12)= 2,44

Для перекрытий над проездами:

R_ут= 2,75/0,95 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/6)= 1,82

Расчетная толщина утеплителя δ_ут^р = R_ут.λ_ут, м

Для наружных стен: δ_ут^р = 2,12.0,13 = 0,276 → 0,3 = δ_ут^ок

Для чердачных перекрытий: δ_ут^р = 2,44.0,13 = 0,32 → 0,4 = δ_ут^ок

Для перекрытий над проездами: δ_ут^р = 1,82.0,13 = 0,24 → 0,3 = δ_ут^ок

Окончательное расчетное сопротивление теплопередаче

 

R₀^пр.ок = [(1/α_в+δ₁/λ₁+δ₂/λ₂+δ₃/λ₃+1/α_н)+δ_ут^ок/λ_ут].r = R₀^р.ок. r

Для наружных стен:

R₀^пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/23)+0,3/0,052))=6,72 м2°С/Вт

Для чердачных перекрытий:

R₀^пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/12)+0,4/0,052) =8,68 м2°С/Вт

Для перекрытий над проездами:

R₀^пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/6)+0,3/0,052))=6,84 м2°С/Вт

Фактическое приведенное сопротивление теплопередачи равно:

= R₀^усл,ф ∙r= 6,72∙0,8=5,38 м²°С/Вт

 

Коэффициент теплопередачи К = 1/ R0^пр.ок, Вт/(м². ⁰С)

Для наружных стен: К = 1/ 5,38 = 0,186

Для чердачных перекрытий: К = 1/ 8,25 = 0,121

Для перекрытий над проездами: К = 1/ 6,498 =0,154

Выбор заполнения светопроема осуществляется из условия того, что расчетное требуемое сопротивление теплопередаче для окна равно R_о^тр = 0,41 м²⁰С/Вт.

По приложению 6 к СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника"

Конструкцией окна, подходящей для данного типа здания, с равным требуемому(или ближайшим большим) сопротивлением теплопередаче является: Двойное остекление в раздельных переплетах, (в деревянных или ПВХ переплетах) R₀=0,44 м²°С/Вт

Коэффициент теплопередачи выбранного окна: К=1/0,44=2,273Вт/м²°С.

Для определения необходимого уплотнения окна найдем требуемое сопротивление воздухопроницанию:

где GH- нормативная воздухопроницаемость, для жилых и общественных зданий при пластиковых переплетах в соответствии с таблицей 12* СНиП II-3-79*

GH= 5 кг/ч*м2;

∆Р0 - разность давлений воздуха по обе стороны окна, при которой проводятся исследования воздухопроницания окон, ∆Р0 = 10 Па;

∆Р - разность давлений воздуха по обе стороны окна первого этажа:

где Н - высота здания; в нашем случае двухэтажного здания с высотой первого этажа 3,1 м, высота второго этажа 2,9м (высота вентиляционной шахты над перекрытием второго этажа 2,9м) H=2,9+2,9+2,9=8,7 м;

γн-γв удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/мЗ,

определяются в зависимости от наружной и внутренней температур по эмпирической формуле:

для внутреннего воздуха γв= 3463/(273 + tB) = 3463/(273 + 18) =11,9Н/м3;

для наружного воздуха γн= 3463/(273 + tн) = 3463/(273−35) =14,55Н/м3;

В данном случае принимаем Rфи=0,44 м2ч/кг и требуем от заказчика закупки окон, в которых по сертификату сопротивление воздухопроницанию не меньше требуемого значения.