Теплозащитные свойства наружных ограждений определяют сопротивлением теплопередаче R₀.

Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкции здания. Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий R₀ должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередачи R_req, м²×^oC/Вт, определяемых по табл. 4 в зависимости от градусо-суток района строительства D_d, ^oC∙сут.  

В контрольной работе требуется выполнить теплотехнический расчёт следующих ограждающих конструкций:

наружных стен;

перекрытий верхнего этажа здания;

полов первого этажа при отсутствии отапливаемого подвала;

световых проёмов (окон);

Теплотехнический расчёт наружных стен и перекрытий выполняется в следующем порядке.

1. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

, м²×°С/Вт,                                 (1)

где п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 1;

t_int — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005—88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (ГОСТ 30494-96);

t_ext — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01:

D t_n — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности τ_int ограждающей конструкции, ^oC, принимаемых по табл. 2;

a_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 3.

Таблица 1                  

Таблица 2             

Таблица 3

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций		Коэффициент теплоотдачи aв, Вт/(м2×°С)
1.	Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а между гранями соседних ребер	8,7
2.	Потолков с выступающими ребрами при отношении	7,6
3.	Окон	8,0
3.	Зенитных фонарей	9,9
П р и м е ч а н и е. Коэффициент теплоотдачи a int внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии со СНиП 2.10.03.

В табл. 4 приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче для проектируемого нами четырёхэтажного здания (см. п. 5.3 [2]).

Таблица 4      

2. Определяем градусо-сутки отопительного периода D _d по формуле

D _d = ( t_int — t_ht ) z_ht ,                                            (2)

где t_int — то же, что в формуле (1);

t_ht , z_{ht .} — средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01 или по прил. 2.

3. Задаются конструкциями и материалами наружных ограждений (кирпич, блоки, панели, плиты перекрытия, штукатурка, теплогидроизоляционные материалы) и выписывают теплотехнические показатели, используя прил. 3 настоящих методических указаний с учётом показателя (А или Б) условий эксплуатации ограждающих конструкций. Выполняют эскиз ограждающей конструкции с указанием толщины отдельных слоёв, стандартных или принимаемых конструктивно (например, толщина штукатурки, гидроизоляционных слоёв, плит перекрытия и т.п.)

   Фактическое сопротивление теплопередаче R₀ , _М²×^oC^/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле:

                                                  R₀ = 1/ a_в + R_k+1/ a_н,                                       (3)

где, a_в – то же, что в формуле 1;

a_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²×^oC), принимаемый по таблице 5 или ([2],табл. 6^*);

R_k – термическое сопротивление ограждающей конструкции, _М²×^oC/Вт, определяемое: (однородной) однослойной – по формуле 4, многослойной (с однородными слоями) — по формуле 5.

 ,                                                    (4)

где d — толщина слоя, м;

l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С), принимаемый по прил. 3*.

Термическое сопротивление R _к, м×°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

R _к = R ₁ + R ₂ + ... + R_n + R _в.п.,                                       (5)

где R ₁ , R ₂ , ..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

R _в.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по табл. 6, с учетом того, что слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Таблица 5                  

Таблица 6                  

Термическое сопротивление

замкнутых воздушных прослоек

При расчёте наружных стен и перекрытия последнего этажа (при отсутствии воздушных прослоек) R_вп = 0.

Толщину основного слоя наружных стен и теплоизоляционных слоёв перекрытий над последним этажом и над подвалом или техническим подпольем определяют из соотношения:

                                                        R₀ ³ R₀^тр ;                                                     (6)

                                   d₁ ³ l₁*( R₀^тр-1/ a_в -1/ a_н- R₂- R₃-.... R_n- R_вп),                    (7)

где: d₁, l_{1 —} соответственно толщина и коэффициент теплопроводности основного слоя стены и теплоизоляционного слоя перекрытий. Остальные величины то же что и в формулах (1) – (4).

При определении толщины теплоизоляционного слоя утеплённых полов обязательна корректировка толщины, а следовательно и термического сопротивления воздушной прослойки, первоначально задаваемой конструктивно, а затем уточняемой в зависимости от высоты лаги и толщины теплоизоляционного слоя, вычисленной по формуле (7).

Полученное значение искомой толщины слоя d₁ округляют до большего стандартного значения (например, толщина кирпичной кладки принимается кратной размеру ½ длины кирпича, толщина засыпок кратна 20 мм, но не менее 40 мм, толщина минераловатных материалов кратна 5 мм, но не менее 10 мм).

Указав толщину всех слоёв конструкции, вычисляют фактическое сопротивление теплопередаче R₀ ограждающей конструкции по формуле (3).

Проверяют выполнение условия (6). Если условие не выполнено, увеличивают толщину слоёв или заменяют материалы конструкции на менее теплопроводные.

     Для полов первого этажа требуется, кроме того, проверка поверхности пола на показатель теплоусвоения поверхности полов.

Поверхность пола жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий и отапливаемых помещений производственных зданий (на участках с постоянными рабочими местами) должна иметь показатель теплоусвоения g _n, Вт/(м²×°С), не более нормативной величины, установленной табл. 7.

Таблица 7      

Здания, помещения и отдельные участки	Показатель теплоусвоения поверхности пола (нормативная величина) g н n, Вт/(м2 × °С)
1. Здания жилые, больничных учреждений (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов), детских домов и детских приемников-распределителей.	12
2. Общественные здания (кроме указанных в поз. 1); вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий; участки с постоянными рабочими местами в отапливаемых помещениях, где выполняются легкие физические работы (категория I).	14
3. Участки с постоянными рабочими местами в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются физические работы средней тяжести (категория II).	17
П р и м е ч а н и я. 1. Не нормируется показатель теплоусвоения поверхности пола: а) имеющего температуру поверхности выше 23 °С; б) в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются тяжелые физические работы (категория III); в) производственных зданий при условии укладки на участки постоянных рабочих мест деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков; г) помещений общественных зданий, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залов музеев и выставок, фойе театров, кинотеатров и т.п.). 2. Теплотехнический расчет полов животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий следует выполнять с учетом требований СНиП 2.10.03-84.

Показатель теплоусвоения поверхности пола Y _n, Вт/(м² × °С), следует определять следующим образом:

а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию D ₁ = R ₁ s ₁ ³ 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле

Y _n = 2 s ₁ ,                             (8)

б) если первые n слоев конструкции пола (n ³ 1) имеют суммарную тепловую инерцию D ₁ + D ₂ + ... + D_n < 0,5, но тепловая инерция (n + 1)-го слоев D ₁ + D ₂ + ... + D_{n +1} ³ 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола Y _n следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-го до 1-го:

для n-го слоя — по формуле

 ,                                    (9)

для i-го слоя (i = n — 1; n — 2; ...; 1) — по формуле

,                                       (10)

Показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n принимается равным показателю теплоусвоения поверхности 1-го слоя g₁.

В формулах (8) — (10) и неравенствах:

s ₁ , s ₂ , s _n , s_{n +1} — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала 1-го, i-го, n-го, (n + 1)-го слоев конструкции пола, Вт/(м²×°С), принимаемые по прил. 3, при этом для зданий, помещений и отдельных участков, приведенных в поз. 1 и 2 табл. 7 — во всех случаях при условии эксплуатации А;

Y_n+1 — показатель теплоусвоения поверхности (i + 1)-го слоя конструкции пола, Вт/(м²×°С).

D ₁ , D ₂ , ..., D_{n +1} — тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, ..., (n + 1)-го слоев конструкции пола, определяемая по формуле

D = R ₁ s ₁ + R ₂ s ₂ + ... + R_n s_n ,                 (11)

где R ₁ , R ₂ , ..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

s ₁ , s ₂ , ..., s_n — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²×°С), принимаемые по прил. 3.

Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) необходимо принимать по табл. 8.

Таблица 8      

Приведенное сопротивление теплопередаче окон,

балконных дверей и фонарей