Теплотехнический расчёт наружного стенового ограждения

 

Пример 4.

Место строительства жилого дома – г. Грозный, Чеченская республика;

 

 

 

 

 

 

δ1 – слой железобетона  ρ=2500кг/м3; δ1=0.1 м.

δ2 – слой пенополистирола ρ=150кг/м3  ; δ2=0,135 м.

δ3  – Слой железобетона   ρ=2500 кг/м3 ; δ3=0,065 кг/м3

 

1) Определяем среднюю месячную температуру наружного воздуха наиболее жаркого месяца (июля) text= 23,9 °С

 

2)Определяем максимальную амплитуду суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле At,ext=23,3 °С

 

3)Определяем максимальном и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации в июле при ясном небе для вертикальной поверхности западной ориентации Imax=756 Вт/м2, Iav = 180 Вт/м2, принимаемые: для наружных стен - как для вертикальной поверхности западной ориентация, для покрытий - как для горизонтальной поверхности (табл.16).

4)Определяем максимальную из средних скоростей ветра по румбам за июль v>>=0м/с, повторяемость которых составляет 16 % и более, но не менее 1 м/с (табл. 17).

5)Определяем термические сопротивления R отдельных слоев стенового ограждения по условиям эксплуатации Б:

Слой железобетона :

λ1=λ3=2,04 Вт/(м *°С)

S1=S3=18,95 Вт/(м *°С)

 

 

Слой пенополистирола:

λ2= 0,06Вт/(м *°С)

S2=0,99 Вт/(м *°С)

 

Определяем термическое сопротивление отдельных слоев стенового ограждения:

 

Внутреннего слоя железобетона: R1 = 0,1/2,04 = 0,049 м2*°С/Вт

 

Слоя пенополистирола: R2 = 0,135/0,06 = 2,25 м2*°С/Вт

 

Наружного слоя железобетона: R3 = 0,065/2,04 = 0,032 м2*°С/Вт

 

6)Определяем тепловую инерцию стенового ограждения D = R1* S1+ R2*S2 + ... + Rn*Sn:

внутреннего слоя железобетона:

D1= 0,049* 18,95 = 0,929< 1;

слоя пенополистирола:

D2 = 2,25*0,99 = 2,227> 1;

наружного слоя железобетона:

D3 = 0,032*18,95 = 0,606< 1;

всей стеновой панели:

ED = 0,929 + 2,227 + 0,606 =3,761 <4.

Поскольку тепловая инерция стенового ограждения D < 4, то требуется расчет панели на теплоустойчивость.

 
7)Определяем нормируемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности Аτreq стенового ограждения по формуле 46 СП 23-101-2004

Аτreq =2,5-0,1(text -21)= 2,5 - 0,1(23,9 - 21) = 2,25 °С.

 

 

8)Определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхности аехt стенового ограждения по летним условиям по формуле 48 СП 23-01-2004:

 

аext = 1,16(5 +10(v>>)^0.5) = 1,16(5 + 10*1) = 17,4 Вт/(м 2*С).

9)Определяем коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стенового ограждения: аint = 8,7 Вт/(м2*°С) (табл. 6).

 

10) Определяем коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности стенового ограждения р = 0,7 (табл. 18).

 

11)Определяем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха по формуле 49 СП 23-01-2004:

 

At,extdes = 0,5*At,ext + р *( Imax - Iav)/aext = 0,5*23,3 + [0,7*(756 - 180)]/ 17,4 = 34,822 °С.

 

12)Определяем коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y. 
 
Для слоя с тепловой инерцией D < 1 определяется расчетом по формулам 51 и 52 СГ1 23-01-2004:

а) для внутреннего железобетонного слоя

Y= (R1*S12 + aint) / (1 + R1*aint) = (0,049*18,952 + 8,7)/(1 + 0,049*8,7) = 18,4 Вт/(м2-°С);

 

б) для среднего слоя пенополистирола, имеющего D > 1, коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала Y 2 = S2 = 0,99 Вт/(м2*°С);

 

в) для наружного железобетонного слоя Yi = (RiSi 2 + Yi-1)/(1 + RiYi-1)

Y з = (Rз*S32 + Y2)/( 1 + RзY2) = (0,032*18,952 + 0,99)/(1 + 0,032*0,6) = 12,88 Вт/(м2*°С).

 

13)Определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в стеновом ограждении по формуле 47 СП 23-01-2004:

 

 ν= 0,9* = 101,762    

 

14)Определяем расчётную амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности стенового ограждения по формуле 50 СП 23-01-2004:

 

Aτ des = At,extdes/ ν = 34,822 /101,762  = 0,34 °С

 

Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен и перекрытий / покрытий) Afs, °С, зданий жилых, больничных учреждений (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских садов, яслей, яслей- садов (комбинатов) и детских домов, а также производственных зданий, в которых необходимо соблюдать оптимальные параметры температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне в теплый период года или по условиям технологии поддерживать постоянными температуру или температуру и относительную влажность воздуха, не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции

 

Aτ des = 0.34 <Aτ req = 2,25 °С

Поскольку расчётная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ATdes = 0,34°С, меньше нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности Aτreq = 2.25 °С стенового ограждения, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям норм по теплоустойчивости.