+7(910)977-977-0

Теплотехнический расчет стены.

Цель теплотехнического расчета - вычислить толщину утеплителя при заданной толщине несущей части наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения. Иными словами – у нас есть наружные стены толщиной 640 мм из силикатного полнотелого кирпича и мы собираемся их утеплить пенополистиролом, но не знаем какой толщины необходимо выбрать утеплитель, чтобы были соблюдены строительные нормы.

Теплотехнический расчет наружной стены здания выполняется в соответствии со СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Таблица 1
Теплотехнические показатели используемых строительных материалов (по СНиП II-3-79*) 1 - штукатурка внутренняя (цементно-песчаный раствор) - 20 мм
2 - кирпичная стена (силикатный кирпич) - 640 мм
3 - утеплитель (пенополистирол)
4 - тонкослойная штукатурка (декоративный слой) - 5 мм

При выполнении теплотехнического расчёта принят нормальный влажностный режим в помещениях - условия эксплуатации («Б») в соответствии с СНиП II-3-79 т.1 и прил. 2, т.е. теплопроводность применяемых материалов берём по графе «Б». Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

R0 тр = (tв – tn) * n / Δ tn*αв (1)

где,
tв – расчётная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая в соответствии с ГОСТ 12.1.1.005-88 и нормами проектирования соответствующих зданий и сооружений, принимаем равной +22 °С для жилых зданий в соответствии с приложением 4 к СНиП 2.08.01-89;

tn – расчётная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 для г. Ярославль принимается равной -31°С;

n – коэффициент, принимаемый по СНиП II-3-79* (таблица 3*) в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкций по отношению к наружному воздуху и принимается равным n=1;

Δ tn – нормативный и температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – устанавливается по СНиП II-3-79* (таблица 2*) и принимается равным Δ tn =4,0 °С;

αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м2*°С.

R0 тр = (22- (-31))*1 / 4,0* 8,7 = 1,52

Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:

ГСОП= (tв – tот.пер)*zот.пер. (2)

где,
tв - то же, что и в формуле (1);

tот.пер - средняя температура, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

zот.пер - продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

ГСОП=(22-(-4))*221=5746 °С*сут.

Определим приведенное сопротивление теплопередаче Rо тр по условиям энергосбережения в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* (таблица 1б*) и санитарно-гигиенических и комфортных условий. Промежуточные значения определяем интерполяцией.

Таблица 2
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (по данным СНиП II-3-79*)

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R(0) принимаем как наибольшее из значений вычисленных ранее:

R0 тр = 1,52< R0 тр = 3,41, следовательно,
R0 тр = 3,41 (м2*°С)/Вт = R0

Запишем уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R0 ограждающей конструкции с использованием формулы в соответствии с заданной расчетной схемой и определим толщину δx расчётного слоя ограждения из условия:

R0 = 1/αн + Σδi/λi + δx/λx + 1/αв = R0

где,
δi – толщина отдельных слоёв ограждения кроме расчётного в м;

λi – коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчётного слоя) в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – для этого расчёта таблица 1;

δx – толщина расчётного слоя наружного ограждения в м;

λx – коэффициент теплопроводности расчётного слоя наружного ограждения в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – для этого расчёта таблица 1;

αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м2*°С.

αн - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 6*) и принимается равным αн = 23 Вт/м2*°С.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев.

Для наружных стен и перекрытий толщина теплоизоляционного слоя ограждения δx рассчитывается из условия, что величина фактического приведённого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0 должна быть не менее нормируемого значения R0тр, вычисленного по формуле (2):

R0 ≥ R0 тр

Раскрывая значение R0 , получим:

R0 = 1/23 + (0,02/0,93 + 0,64/0,87 + 0,005/0,93) + δx/0,041 + 1/8,7

Исходя из этого, определяем минимальное значение толщины теплоизоляционного слоя

δx = 0,041*(3,41- 0,115 - 0,022 - 0,74 - 0,005 - 0,043)
δx = 0,10 м

Принимаем в расчёт толщину утеплителя (пенополистирол) δx = 0,10 м

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче рассчитываемых ограждающих конструкций R0 , с учётом принятой толщины теплоизоляционного слоя δx = 0,10 м

R0 = 1/23 + (0,02/0,93 + 0,64/0,87 + 0,005/0,93 + 0,1/0,041) + 1/8,7
R0 = 3,43 (м2*°С)/Вт

Условие R0 ≥ R0 тр соблюдается, R0 = 3,43 (м2*°С)/Вт ≥ R0 тр=3,41 (м2*°С)/Вт

Вывод:

Теплоизоляция (утеплитель пенополистирол с коэффициентом теплопроводности 0,041) толщиной 100 мм при толщине несущей части наружной стены из силикатного кирпича толщиной 640 мм на цементно–песчаном растворе соответствует санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения.