Принятые материалы и методы исследований

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rотр, определяемого по формуле (1), и экономически целесообразного сопротивления теплопередаче Rоэк.

Требуемое сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий) между помещениями с нормируемой температурой воздуха определяли при разности расчетных температур воздуха в этих помещениях более 3оС.

Требуемое сопротивления теплопередаче Rотр, м2 .оС/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) определяли по формуле:

R=n (tв — tн)/ ДtHбB, (2.1).

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

tв — расчетная температура внутреннего воздуха, оС, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005−76 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

tн — расчетная зимняя температура наружного воздуха, 0С;

ДtH — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренней поверхности ограждения, 0С.

Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха tн, оС, принимали в соответствии с КМК 2.01.01. 94 с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций (за исключением заполнений проемов).

Тепловую инерцию D ограждающей конструкции определяли по формуле:

D = R1 s1 + R2 s2 + … + Rn sn, (2.2).

где R1, R2, …, Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2 оС/Вт.

s1, s2, …, sn — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2 оС).

Термическое сопротивление R, м2 оС/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции определялось по формуле:

R = д / л, (2.3).

где д — толщина слоя, м;

л — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м2 оС).

Требуемое сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения определялось в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по следующей зависимости:

R0= 1/Sa½, м2.0С/Вт, (2.4).

где Sa — безразмерный критерий, имеющий глубокий теплофизический и экономический смысл. Он показывает, насколько теплопотери 1 м² ограждающей конструкции, сопротивление теплопередаче которой R*0, больше или меньше тепловой энергии, затраченной на ее создание и монтаж за срок службы ограждения.

Sa = Q*k· R*0/(24· ГОСП · Z), (2.5).

где Q*k — энергоемкость, Вт. ч 1 м² элемента наружного ограждения, сопротивление теплопередаче которого R*0 = 1 м².0С/Вт;

ГОСП определялось по формуле:

ГОСП = (tв — tот. пер)Zот.пер, (2.6).

где tв — температура внутреннего воздуха, 0С;

tот.пер — температура отопительного периода, определяемая по КМК;

Zот.пер — продолжительность отопительного периода, определяемая по КМК [ ];

Z — безразмерная величина, численно равная сроку службы ограждения.

Для удовлетворения требований к повышенной теплозащите наружной оболочки здания, когда разность температур внутреннего воздуха и внутренней поверхности непрозрачного ограждения составляет не более 30С, тем самым, создавая ощущение комфорта в помещениях, расчетное сопротивление оболочки должно быть не менее определенного по формуле требуемого [ ]:

Rобтр = ((фв — tн)/(tвфв)). 1/бв — 1/ бн, (2.7).

где фв — требуемая температура внутренней поверхности ограждения (оболочки), меньшая температуры внутреннего воздуха на 30С;

tнтемпература наружного воздуха, равная температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;

tв — температура внутреннего воздуха (для комфортных условий принимаемая равной 220С);

бв и бн — коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждения (оболочки).

Для приблизительной оценки фактического сопротивления теплопередаче наружной оболочки здания Rоб была использована формула:

Rоб=(Rст Sст+RокSок+0,8 RкрSкр+ 0,5RоснSосн+ 0,5Rаб Sаб)/Sоб, (2.8).

где Rст, Rок, Rкр, Rосн, Rаб — соответственно расчетные сопротивления теплопередаче наружных стен, окон, утепленной крыши или покрытия, основания (подвального перекрытия или полов на грунте) и внутренних стен, соприкасающихся с помещениями с пониженными температурами, м2· 0С/Вт;

Sст, Sок, Sкр, Sосн, Sаб — соответственно площади тех же ограждающих конструкций, м2;

Sоб=(Sст+Sок+Sкр+Sосн+Sаб) — сумма всех указанных площадей, принадлежащих к проектируемому зданию, м2.

Теплоустойчивость ограждающих конструкций.

Для расчета на теплоустойчивость определяли:

— требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции Аф втр:

(2.9).

где — среднемесячная температура наружного воздуха за июль, 0С;

— величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха н в ограждающей конструкции. Для ограждения, состоящего из однородных слоев, н определяется по формуле:

где D =R1s1+R2s2 + ••• + Risi — тепловая инерция;

Ri — термическое сопротивление i-го слоя, м2•0С/Вт,.

si ?? коэффициент теплоусвоения материала i-го слоя, Вт/(м2•0С);

aв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2•0С);

aн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м2•0С);

Yi — коэффициент теплоусвоения наружной поверхности i-го слоя, Вт/(м2•0С).

— расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха в июле Аtнрасч:

(2.11).

где Atн — максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воздуха в июле, 0С;

Imax — максимальное значение суммарной прямой солнечной радиации (западная ориентации вертикальной стены), Вт/м2;

— среднее значение рассеянной солнечной радиации, Вт/м2;

aн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м2•0С).

— амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения Афв, 0С:

(2.12).

Проверяли: если Aв, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям норм по теплоустойчивости.

Расчеты выполнялись с использованием программного комплекса «BASE» (версия 7.3).

Теплотехнические характеристики используемых в расчетах материалов представлены в табл.2.2.

Таблица 2.2.

Теплотехнические характеристики строительных материалов.