Теплотехнический расчет наружной стеновой панели

Исходные данные:

§ Место строительства - г. Томск;

§ Климатический район – I В ([6] табл.1);

§ Зона влажности – нормальная - [II]

§ Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б ([5] табл.2);

§ Средняя расчетная температура отопительного периода t_ht = –8,4 ºС ([6] табл.1);

§ Продолжительность отопительного периода z_ht = 236 суток ([6] табл.1);

§ Температура холодной пятидневки t_ext = –40ºС ([6] табл.1);

§ Влажностный режим помещения – нормальный ([5] табл.1);

§ Относительная влажность – 55%;

§ Расчетная средняя температура внутреннего воздуха t_int = + 18ºС

§ Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения а_int = 8,7 Вт/м²·°С.

§ Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 23 Вт/м²·°С.

Трёхслойная панель на гибких связях.

Рис.5.1.1. Расчётная схема.

Таблица 5.1.1

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R, м2·°С/Вт
	Железобетон		0,09	2,04	0,044
	Экструдированный пенополистирол «Флурмат 200»		х	0,029	х/λ
	Железобетон		0,06	2,04	0,029

Расчёт

1). D_d = (t_int – t_ht)·z_ht, где D_d - градусо-сутки отопительного периода.

D_d = (t_int – t_ht)·z_ht = (18-(-8,4)) · 236 = 6230,4ºС·сут.

2). R_req= a·D_d+b , где R_req - нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен.

а=0,0002

b=1,0

R_req = a·D_d+b = 6230,4 · 0,0002 + 1 = 2,246 м²·°С/Вт.

3). R₀^r = R₀^усл · r

R₀^усл = R_req/r , где R₀^r - приведенное сопротивление теплопередаче;

R₀^усл - сопротивление теплопередаче без учета теплопроводных включений;

R_{req -} требуемое сопротивление теплопередаче _;

r - коэффициент термической однородности;

Примем r = 0,7.

R₀^усл = R_req/r = 2,246/0,7=3,21м²·°С /Вт

R₀^усл = R_si + R_k + R_se

R_k= R₀^усл – (R_si + R_se)

R_si = 1/ а_int

R_se= 1/ a_ext

R_k= R₀^усл – (1/ а_int + 1/ a_ext) = 3,21 – (1/8,7 + 1/23) = 3,05 м²·°С /Вт

4). R_k=R₁+R_ут+R₃, где R_k - термическое сопротивление наружной стены ;

R_ут - термическое сопротивление утеплителя;

R₁,R₃, - термические сопротивления слоёв 1,3 соответственно;

R_ут =R_k – (R₁+R₃)

R_ут =R_k – (R₁+R₃) = 3,05 – (0,044+0,029) = 2,977 м²·°С /Вт

5). δ_ут = · R_{ут ,} где δ_ут - толщина утеплителя

δ_ут = · R_ут = 0,029 · 2,977 = 0,0863 м

Принимаем толщину утеплителя δ_ут =100 мм.

R_ут =δ_ут / =0,1/0,029=3,448 м²·°С /Вт

Окончательная толщина панели: δ_пан = (90+100+60) = 250 мм

δ_пан=250 мм.

Проверка

1). Проверка с учетом принятой толщины утеплителя.

R_факт = R_si + R₁+R_ут +R₃+ R_se

R_факт = R_si + R₁+R_ут +R₃+ R_se= 1/8,7 + 0,044 + 0,1/0,029 + 0,029 + 1/23 =3,68 м²·°С/Вт.

Условие R_факт = 3,68 м²·°С/Вт > R_req = 2,246 м²·°С/Вт выполняется.

2).Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания.

Условие :

∆t = (t_int – t_ext)/ R_факт · a_int = (18 – (-40))/3,68 · 8,7 = 1,81 ºС.

∆t_n = 4 °С

Условие ∆t = 1,81 < ∆t_n = 4ºС выполняется.

Условие τ_si ^p > t_d:

τ_si = t_int – [n · (t_int – t_ext)/(R_факт · a_int)] = 18 – [1·(18 – (-40))/3,68 · 8,7] = 16,2ºС.

Для температуры внутреннего воздуха t_int = 18 ºС и относительной влажности =55% температура точки росы t_d = 8,2 ºС условие τ_si =16,2 ºС > t_d = 8,2 выполняется.

Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.