Содержание.

1. Теплотехнический расчёт.

2. Вывод.

Теплотехнический расчет стены.

Цель теплотехнического расчета - вычислить толщину утеплителя при заданной толщине несущей части наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения. Иными словами – у нас есть наружные стены толщиной 640 мм из силикатного кирпича и мы собираемся их утеплить пенополистиролом, но не знаем какой толщины необходимо выбрать утеплитель, чтобы были соблюдены строительные нормы.

Теплотехнический расчет наружной стены здания выполняется в соответствии со СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Таблица 1

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов (по СНиП II-3-79*)

1-                  штукатурка внутренняя (цементно-песчаный раствор) - 20 мм

2-                  кирпичная стена (силикатный кирпич) - 640 мм

3-                  утеплитель (пенополистирол)

4-                  тонкослойная штукатурка (декоративный слой) - 5 мм

При выполнении теплотехнического расчёта принят нормальный влажностный режим в помещениях - условия эксплуатации («Б») в соответствии с СНиП II-3-79 т.1 и прил. 2, т.е. теплопроводность применяемых материалов берём по графе «Б».

Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

R₀ ^тр = (t_в – t_n) * n / Δ tⁿ*α_в  (1)

где t_в – расчётная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая в соответствии с ГОСТ 12.1.1.005-88 и нормами проектирования 

соответствующих зданий и сооружений, принимаем равной +22 °С для жилых зданий в соответствии с приложением 4 к СНиП 2.08.01-89;

t_n – расчётная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 для г. Ярославль принимается равной -31°С;

n – коэффициент, принимаемый по СНиП II-3-79* (таблица 3*) в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкций по отношению к наружному воздуху и принимается равным n=1;

Δ tⁿ – нормативный и температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – устанавливается по СНиП II-3-79* (таблица 2*) и принимается равным Δ tⁿ =4,0 °С;

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным α_в = 8,7 Вт/м²*°С.

R₀ ^тр = (22- (-31))*1 / 4,0* 8,7 = 1,52

Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:

        ГСОП= (t_в – t_от.пер)*z_от.пер.  (2)

где t_в  - то же, что и в формуле (1);

t_от.пер - средняя температура, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

z_от.пер - продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

ГСОП=(22-(-4))*221=5746 °С*сут.

Определим приведенное сопротивление теплопередаче Rо тр по условиям энергосбережения в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* (таблица 1б*) и санитарно-гигиенических и комфортных условий. Промежуточные значения определяем интерполяцией.

Таблица 2

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (по данным СНиП II-3-79*)

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R(0) принимаем как наибольшее из значений вычисленных ранее:

R₀ ^тр = 1,52< R₀ ^тр = 3,41, следовательно  R₀ ^тр  = 3,41 (м²*°С)/Вт = R₀.

Запишем уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R₀ ограждающей конструкции с использованием формулы в соответствии с заданной расчетной схемой и определим толщину δ_x расчётного слоя ограждения из условия:

R₀ = 1/α_н + Σδ_i/λ_i + δ_x/λ_x + 1/α_в = R₀

где δ_i – толщина отдельных слоёв ограждения кроме расчётного в м;

λ_i – коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчётного слоя) в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – для этого расчёта таблица 1;

δ_x – толщина расчётного слоя наружного ограждения в м;

λ_x – коэффициент теплопроводности расчётного слоя наружного ограждения в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – для этого расчёта таблица 1;

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным α_в = 8,7 Вт/м²*°С.

α_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 6*) и принимается равным α_н = 23 Вт/м²*°С.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев.

Для наружных стен и перекрытий толщина теплоизоляционного слоя ограждения δ_x рассчитывается из условия, что величина фактического приведённого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R₀ должна быть не менее нормируемого значения R₀^тр, вычисленного по формуле (2): 

R_{0 ≥} R₀ ^тр

Раскрывая значение R₀ , получим:

R₀ = 1/23 + (0,02/0,93 + 0,64/0,87 + 0,005/0,93) + δ_x/0,041 + 1/8,7

Исходя из этого, определяем минимальное значение толщины теплоизоляционного слоя

δ_{x =} 0,041*(3,41- 0,115 - 0,022 - 0,74 - 0,005 - 0,043)

δ_x = 0,10 м

Принимаем в расчёт толщину утеплителя (пенополистирол) δ_x = 0,10 м

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче рассчитываемых ограждающих конструкций R₀ , с учётом принятой толщины теплоизоляционного слоя δ_x = 0,10 м

R₀ = 1/23 + (0,02/0,93 + 0,64/0,87 + 0,005/0,93 + 0,1/0,041) + 1/8,7

R₀ = 3,43 (м²*°С)/Вт

Условие  R_{0  ≥} R₀ ^тр соблюдается, R₀ = 3,43 (м²*°С)/Вт _≥ R₀ ^тр=3,41 (м²*°С)/Вт

Вывод:

Теплоизоляция (утеплитель пенополистирол с коэффициентом теплопроводности 0,041) толщиной 100 мм при толщине несущей части наружной стены из силикатного кирпича толщиной 640 мм на цементно–песчаном растворе соответствует санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения.

При эксплуатации стены без утеплителя "точка росы" возникает в толще стены. Стена просто отсыревает и не аккумулирует тепло. Поверхность стены в помещении при отрицательной температуре - холодная, что приводит к образованию на стене плесени и конденсата.	При эксплуатации стены с утеплителем "точка росы" не возникает в стене. В некоторых случаях -  при повышении влажности внутри помещения и понижении температуры снаружи точка росы появится в утеплителе ближе к наружной стороне - со временем выветривается. Стена остаётся сухой всегда. Поверхность стены в помещении при отрицательной температуре - тёплая, чуть ниже комнатной температуры воздуха.

А вот что будет происходить в стене при внутреннем утеплении ...

При внутреннем утеплении стены "точка росы" образуется сразу после утеплителя. В этом месте (за утеплителем) всегда будет плесень! Если утеплитель минераловатные плитты, то он будет впитывать всю образующуюся влагу как губка. В помещении повышается влажность.

Так же вы можете выполнить самостоятельно теплотехнический расчёт онлайн