Методика теплофизического расчета наружных стен

Теплотехнический расчёт наружной стены выполняется по методике, изложенной в [3], которая включает в себя исполнение как теплотехнического расчета, так и расчета влажностного режима стены.

Теплотехнический расчёт наружной стены выполняется с целью определения требуемой толщины монолитного керамзитобетона, обеспечивающей нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче.

Приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены находится по формуле

R₀^пр=R₀^усл.·r , (1.44)

где R₀^усл. – сопротивление теплопередаче глади наружной стены без учёта влияния наружных углов, стыков и перекрытий, оконных откосов и теплопроводных включений, м²·°С/Вт;

r – коэффициент теплотехнической однородности, определяемый согласно таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Значения коэффициента теплотехнической однородности

№ п/п	Вид конструкции наружной стены	r
	Однослойные несущие наружные стены	0,98 0,92
	Однослойные самонесущие наружные стены в монолитно-каркасных зданиях	0,78 0,8
	Двухслойные наружные стены с внутренним утеплителем	0.82 0,85
	Двухслойные наружные стены с невентилируемыми фасадными системами типа ЛАЭС	0,92 0,93
	Двухслойные наружные стены с вентилируемым фасадом	0,76 0,8
	Трёхслойные наружные стены с использованием эффективных утеплителей	0,84 0,86

Определяется величина R₀^усл для многослойной наружной стены по формуле

м²·°С/Вт, (1.45)

где R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности наружной стены, определяемый по таблице 6 [3], Вт/м²·°С;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности наружной стены, определяемый по таблице 7 [3], Вт/м²·°С;

(1.46)

где R₁, R₂, …R_n – термические сопротивления отдельных слоёв конструкции, м²·°С/Вт.

Термическое сопротивление R, (м²·°С)/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

(1.47)

где толщина слоя, м;

расчётный коэффициент теплопроводности слоя, Вт/(м·°С).

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции определяется исходя из обеспечения санитарно-гигиенических и комфортных условий, а также исходя из обеспечения условия энергосбережения.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, определяется по формуле [3]:

(1.48)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции и наружному воздуху, таблица 6 [3];

нормируемый температурный перепад, °С, таблица 5 [3].

Величина требуемого сопротивления теплопередаче, исходя из условия энергосбережения, определяется по величине градусосуток отопительного периода:

ГСОП=(t_в-t_о.п.)·z_о.п.. (1.49)

Значение требуемого приведенного сопротивления теплопередаче определяется по таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Требуемоеприведенное сопротивление теплопередаче

ограждающих конструкций зданий

Окончание таблицы 1.5

Согласно п.5.1 [3] при выборе уровня теплозащиты здания следует руководствоваться одним из двух предложенных альтернативных подходов к оценке энергетической эффективности здания. При использовании предписывающего подхода нормативные требования традиционно предъявляются к отдельным ограждающим конструкциям.

При реализации потребительского подхода энергетическая эффективность здания оценивается по величине удельного расхода тепловой энергии на отопление здания в целом или его отдельных замкнутых объёмов – блок секций, пристроек и прочего. Величину приведенного сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций следует принимать равной не ниже значений, определённых по формуле (1.50) для стен жилых и общественных зданий, либо по формуле (1.51) – для остальных ограждающих конструкций:

(1.50)

(1.51)

где - нормируемые сопротивления теплопередаче, соответствующие требованиям второго этапа энергосбережения, (м²·°С)/Вт.

При выполнении контрольной работы следует руководствоваться потребительским подходом.

После выполнения теплотехнического расчёта наружной стены производится расчёт влажностного режима конструкции по методике, изложенной в [4].

Расчёт по определению положения плоскости возможной конденсации выполняется в следующей последовательности:

1. Определяется сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции.

(м² · °С)/Вт. (1.52)

2. Находится сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции:

(м² · ч · Па)/мг. (1.53)

3. Согласно [5] принимаются значения температуры t_в и относительной влажности внутреннего воздуха в помещении.

4. Определяется значение упругости внутреннего воздуха e_в по формуле

(1.54)

где - упругость насыщенного водяного пара при температуре t_в, Па, определяемая по таблицам 1.6, 1.7.

5. Согласно [6] находятся значения температуры t_н и упругости e_н наружного воздуха для наиболее холодного месяца.

6. По формуле (1.55) определяются значения комплекса F(t_ki) для всех слоёв рассматриваемой ограждающей конструкции (таблица 1.1).

(1.55)

где F(t_ki) – комплекс, зависящий только от температуры в плоскости возможной конденсации, °С²/Па.

;

- коэффициент паропроницаемости и теплопроводности i-го слоя наружной стены соответственно.

Таблица 1.6 - Значения парциального давления насыщенного водяного пара E, Па, для различных значений температур при В=100,7 кПа

Таблица 1.7 - Значения парциального давления насыщенного водяного пара E, Па, для температуры t от 0 до +30 ⁰С (над водой)

7. С помощью таблицы 1.1 находятся значения температуры в плоскости возможной конденсации.

8. С помощью уравнения (1.56) определяется координата плоскости возможной конденсации для каждого слоя ограждающей конструкции:

(1.56)

где термическое сопротивление, (м²·°С)/Вт;

сумма термических сопротивлений между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации, (м²·°С)/Вт.

В том случае, если значение координаты выходит существенно за пределы слоя, расчёт по накоплению влаги в данном слое не выполняется. При незначительном отличии температуры от t за плоскость возможной конденсации принимается наружная поверхность рассматриваемого слоя.

9. После определения плоскости возможной конденсации выполняется расчёт накопления влаги, как за годовой период эксплуатации здания, так и за период с отрицательными температурами, руководствуясь методикой, изложенной в [3].