Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Наружная стена (рис.6).

Рис.6. Схема конструкции наружной стены

Рассчитываем требуемое сопротивление теплопередаче R₀^тр, (м²°С/Вт), исходя из санитарно-гигиенических условий для наружных стен

,

где n =1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

t_в=22 – расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_н = t_н⁵⁹²=-26 – расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С;

Dt_н =4 – нормативный температурный перепад между температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

a_в=8,7 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

.

Рассчитываем требуемое сопротивление теплопередаче стен R_*^тр., (м²°С/Вт), в зависимости от величины градусосуток отопительного периода (ГСОП):

где t_ср.от.=-2,4 – средняя температура отопительного периода, °С;

Z=198 – продолжительность отопительного периода, сут.

R_*^тр(4000)=2,8 (м²°С/Вт),

R_*^тр(6000)=3,5 (м²°С/Вт),

Определяем необходимую толщину изоляционного слоя:

где a_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции,м² °С/Вт;

r - коэффициент теплотехнической неоднородности ограждающих конструкций;

d_i, d_из – толщина соответственно конструктивных слоев ограждения и т/и слоя, м;

l_i, l_из – коэффициенты теплопроводности соответственно конструктивных слоев ограждения и т/и слоя, Вт/м² °С;

R_в.п. – сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м² °С/Вт.

В качестве утеплителя принимаем стекловату URSA с плотностью ρ=85 кг/м³. Коэффициенты теплопроводности конструктивных слоев по условиям эксплуатации Б (исходя из зоны влажности и нормального влажностного режима помещения):

l₄=0,93 Вт/м^оС;

λ_из=0,046 Вт/м^оС;

λ₂=0,87 Вт/м^оС.

λ₁=0,3 Вт/м^оС.

Определим необходимую толщину изоляции, учитывая, что коэффициент теплотехнической неоднородности для стен r=0,7

(1.4)

Перекрытие над не отапливаем подвалом без световых проёмов (рис.7).

Рис.7. Схема перекрытия над подвалом

Определим приведенное термическое сопротивление пустотной плиты (рис.8).

Рис.8. Расчетная схема пустотной железобетонной плиты

а)диметр пустот 159мм

сторона приведённого квадрата

Определим приведенное термическое сопротивление R_а

Определим R_б

R_а>R_б на 3,5%, что допустимо

l_1,2 = 0,18 Вт/м °С;

l₃ = 0,93 Вт/ м °С;

l_из = 0,046 Вт/м °С;

l₅ = 2,04 Вт/м °С;

(Dt^н = 2°С; n = 0,6; a_в = 8,7 Вт/м² °С; a_н = 6 Вт/м² °С).

принимаем 0,15м

Полы на грунте (рис.9).

R_*^тр(4000)=4,2 (м²°С/Вт),

R_*^тр(6000)=5,2 (м²°С/Вт),

Сопротивление теплопередаче полов, расположенных на грунте, считаем по зонам.

Сопротивление теплопередаче утепленного пола на лагах для каждой зоны определяем по формуле:

Рис.9. Расчетная схема конструкции полов на грунте

где R_н.п. – сопротивление теплопередаче неутепленного пола на грунте (λ≥1,2 Вт/м^оС), для зон:

R^I_н.п.=2,1 м^2оС/Вт;

R^II_н.п.=4,3 м^2оС/Вт;

R^III_н.п.=8,6 м^2оС/Вт;

R^IV_н.п.=14,1 м^2оС/Вт;

- толщина и теплопроводность материала каждого утепляющего слоя.

I-я зона, изоляцию не принимаем

м^2оС/Вт.

II-я зона, изоляцию не принимаем

м^2оС/Вт.

Определим термическое сопротивление стен и пола подвала(рис.10).

Рис.10. Расчетная схема конструкции полов подвала

Стены изготовлены из бетонных блоков типа ФБС размеры 400*400*600 l_ст=1,86 Вт/м °С

Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций подвала определяем по зонам.

,

где R_н.п. – сопротивление теплопередаче неутепленного пола на грунте (λ≥1,2 Вт/м^оС), для зон:

R^I_н.п.=2,1 м^2оС/Вт;

R^II_н.п.=4,3 м^2оС/Вт;

R^III_н.п.=8,6 м^2оС/Вт;

- толщина и теплопроводность материала каждого утепляющего слоя.

I-я зона

м^2оС/Вт.

II-я зона,

м^2оС/Вт.

м^2оС/Вт

III-я зона,

м^2оС/Вт

Температуру воздуха в подвале (в неотапливаемом помещении) определим по формуле:

, (4.1)

где (КА)_вн, (КА)_нар – произведение коэффициента теплопередачи на площадь соответственно внутреннего и наружного ограждения.

Определим коэффициенты теплопередачи и площади по зонам:

I-я зона:

Вт/м²·^оС

А_1ст=77,12 м²

II-я зона:

Вт/м²·^оС

А_2ст=26,96 м²

Вт/м²·^оС

А_2пол=50,124 м²

III-я зона:

Вт/м²·^оС

А_3пол=40,56 м²

Определим коэффициенты теплопередачи внутренней ограждающей конструкции(перекрытие над подвалом)

Вт/м²·^оС

Температура в подвале: