Расчет толщины утеплителя наружной стены

Требуется рассчитать толщину утеплителя в конструкции наружной стены трехслойной кирпичной кладки на гибких стеклопластиковых связях.

 

Конструкция стены приведена на рисунке 3.

 

Рисунок 3.

 

При помощи теплотехнического расчета определяем необходимую толщину утеплителя наружной несущей стены.

1. Известково-песчаная штукатурка плотностью _ᵖ =1600кг/м³, толщиной _ᵟ= 0,020м и коэффициентом теплопроводности λ= 0,81Bm/(м ^оС);
2. Кирпич силикатный утолщенный плотностью _ᵖ=1600кг/м³, толщиной δ₂=0,380м и коэффициентом теплопроводности λ₂=1,28 Bm/(м ^оС);
3. Плиты пенополистерольные марки ППТ-15-А толщиной δ=χ м и коэффициентом теплопроводности λ₃=0,054 Bm/(м ^оС);
4. Блоки из ячеистого бетона плотностью ρ=400кг/м³, толщиной δ₄=0,200м и коэффициентом теплопроводности λ₄=0,13 Bm/(м ^оС);
5. Цементно-песчаная штукатурка плотностью ρ=1800кг/м³, толщиной δ₅=0,020м и коэффициентом теплопроводности λ₅=0,93 Bm/(м оС);

 

Тогда:

Отсюда, следовательно, принимаем толщину слоя утеплителя из плитного пенополистирола марки ППТ-15-А

 

1.4.2. Расчет толщины утеплителя чердачного перекрытия.

Требуется рассчитать толщину утеплителя в конструкции чердачного перекрытия.

Конструкция чердачного перекрытия приведена на рисунке 4.

 

Рисунок 4.

 

При помощи теплотехнического расчета определяем необходимую толщину утеплителя чердачного перекрытия.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяется по формуле:

,

где: термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями (п. 5.10 [1]);

здесь: толщина слоя, м;

количество слоев в многослойной ограждающей конструкции;

коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно табл. 4.2 [1], принимаемый по прил. А [1];

коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5.4 [1];

коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5.7 [1].

При (табл. 5.1 [2]) определим необходимую толщину утеплителя чердачного перекрытия:

1) Стяжка из цементно-песчаного раствора плотностью толщиной и коэффициентом теплопроводности (п. 39 прил. А [1]);

2) Слой утеплителя из плитного пенополистирола марки ППТ-25-А толщиной и коэффициентом теплопроводности (п. 110 прил. А [1]);

3) 1 слой пароизоляции из толя толщиной и коэффициентом теплопроводности (п. 142 прил. А [1]);

4) Слой битума толщиной и коэффициентом теплопроводности (п. 136 прил. А [1]);

5) Плита перекрытия многопустотная плотностью и толщиной

Определим термическое сопротивление многопустотной железобетонной панели

Рисунок 4.1 К определению термического сопротивления многопустотной

железобетонной плиты перекрытия

 

Для упрощения расчета круглые отверстия заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной:

Термическое сопротивление панели в направлении параллельном движению теплового потока вычисляем для двух характерных сечений: по пустоте и по ребру.

Сечение по пустоте: два слоя железобетона толщиной по 0,04 м с коэффициентом теплопроводности (см. п. 1 прил. А [1]) и воздушная прослойка

Термическое сопротивление по сечению:

где: термическое сопротивление воздушной прослойки (прил. Б [1]).

Для сечения по ребру высотой 0,22 м термическое сопротивление составит:

Термическое сопротивление панели в направлении параллельном движению теплового потока составит:

(п. 5.8 [1]),

Определяем термическое сопротивление панели в направлении перпендикулярном движению теплового потока для трех характерных сечений. Для 1 и 3 слоев (слои железобетона по рис. 3) толщиной 0,04 м, термическое сопротивление составит:

Для определения термического сопротивления 2 слоя панели, предварительно найдем средний коэффициент теплопроводности.

Конструкция этого слоя состоит из воздушной прослойки толщиной и железобетона

Для сечения 1-1:

Для сечения 2-2:

Среднее термическое сопротивление для 2 слоя:

Среднее термическое сопротивление всех трех слоев панели в направлении перпендикулярном движению теплового потока составит:

Разница между и составляет:

что допустимо.

Отсюда находим полное термическое сопротивление многопустотной панели:

Тогда:

Отсюда, следовательно, принимаем толщину слоя утеплителя из плитного пенополистирола марки ППТ-25-А

 

1.4.3. Расчет толщины утеплителя перекрытия над подвалом.

Требуется рассчитать толщину утеплителя в конструкции надподвального перекрытия.

Конструкция перекрытия над подвалом приведена на рисунке 5.

Рисунок 5.

 

В соответствии с таблицей 4.1 ТКП 45-2.04-43-2006 расчетная температура внутреннего воздуха составляет 18 °С, расчетная относительная влажность - 55%.

Влажностный режим помещений в соответствии с таблицей 4.2 ТКП 45-2.04-43-2006 – нормальный, условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности l и теплоусвоения s материалов надподвального перекрытия принимаем по таблице А.1 ТКП 45-2.04-43-2006 и приводим в таблице 3. В данном расчете пренебрегаем пароизоляционной пленкой и прослойкой из клеящейся мастики.

 

Таблица 6.

 

Наименование материала	Толщина слоя d, м	Плотность в сухом состоянии r, кг/м³	Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м·ºC), при условиях эксплуатации Б	Коэффициент теплоусвоения s, Вт/(м²·ºC), при условиях эксплуатации Б
Паркет штучный (дуб)	0,015		0,23	5,86
Утеплитель Пенополистирол	х		0,05	0,48
Стяжка из цементно-песчаного раствора	0,06		0,93	11,09
Замкнутая воздушная прослойка	R =0,238 м²·ºC / Вт (найдено методом интерполяции для δ=0,9d=0,9·0,159=0,14м при отрицательной температуре в прослойке при потоке тепла сверху вниз по приложению Б ТКП 45-2.04-43-2006)
Ж/б круглопустотная плита	0,12 (приведенная)		2,04	19,70

Нормативное сопротивление теплопередаче R _{т норм}, для перекрытия над неотапливаемым подвалом согласно таблице 5.1 ТКП 45-2.04-43-2006 принимается по расчету, обеспечивая перепад между температурой пола и температурой воздуха помещения первого этажа не более 2 ºC.

Принимаем толщину утеплителя 0,045м.

Определяем термические сопротивления отдельных слоев R, м²·ºC / Вт:

- для паркета штучного:

м²·ºC / Вт;

 

- для утеплителя:

м²·ºC / Вт;

 

 

- для стяжки из цементно-песчаного раствора:

м²·ºC / Вт;

- для замкнутой воздушной прослойки: R_возд = 0,238 м²·ºC / Вт;

- для железобетонной плиты перекрытия:

м²·ºC / Вт.

Определяем тепловую инерцию D при заданной толщине утеплителя. Она составляет:

Согласно таблице 5.2 ТКП 45-2.04-43-2006 для ограждающих конструкций с инерцией 1,5 < D ≤ 4 за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принимать среднюю температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92. Из таблицы 4.3 ТКП 45-2.04-43-2006 для Брестской области расчетная зимняя температура составит –25 ºC.

 

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

м²·ºC / Вт

где n =0,6 для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах (из таблицы 5.3 ТКП 45-2.04-43-2006);

a_в = 8,7 Вт/(м²·ºC) (из таблицы 5.4 ТКП 45-2.04-43-2006);

Δt_в = 2 ºC (из таблицы 5.5 ТКП 45-2.04-43-2006).

Толщину звукоизоляционного слоя определяем из условия R _т = R _{т тр} .

;

где a_в= 8,7 Вт/(м²·ºC) (из таблицы 5.4 ТКП 45-2.04-43-2006);

a_н= 6 Вт/(м²·ºC) (из таблицы 5.7 ТКП 45-2.04-43-2006).

Определяем толщину утеплителя

Принимаем толщину утеплителя 0,045 м. Т.к. она соответствует принятой ранее, то выполнять перерасчет величины тепловой инерции не требуется.

Уточняем расчетное сопротивление теплопередаче перекрытия над подвалом R _т :

м²·ºC / Вт

Определяем экономически целесообразное сопротивление теплопередаче:

м²·ºC / Вт.

где C _{т э}= 36 355,5 руб/Гкал (8653 руб/ГДж);

z _от = 187 сут (из таблицы 4.4 ТКП 45-2.04-43-2006);

t_{н от} = 0,2 ºC (из таблицы 4.4 ТКП 45-2.04-43-2006);

С _м = 285 000 руб/м³ (см. приложение В);

l = 0,05 Вт/(м·ºC).

Т. к. расчетное уточненное сопротивление теплопередаче перекрытия R _т = 1,61 м²·ºC/Вт больше требуемого сопротивления теплопередаче R _т.тр = 1,48 м²·ºC/Вт и больше экономически целесообразного сопротивления теплопередаче R _т.эк = 1,47 м²·ºC/Вт, то данная конструкция отвечает требованиям ТКП 45-2.04-43-2006.

1.5. Спецификация и ведомости.