Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания.
6. СНиП 2-08.02–89 . Общественные здания и сооружения.
7. ГОСТ 26602, 1-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода t
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность
воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2].
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2].
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2].
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п | Наименование материала |
| δ, м |
| R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,81 | 0,019 | |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных
стен, условно определяемое по формулам
(9) и (11) без учета теплопроводных включений,
м
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С
/Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
=
4,652 – ( 0,019 + 0,731 + 0,207 ) = 3,695 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
=
Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,67 > =
3,56 м2·°С/Вт
выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем
выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем
выполнение условия :
]
= 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно
приложению (Р) Сп
23-101–2004 для температуры внутреннего
воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие
=
выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Теплоизоляционные материалы | |||||
1 Плиты из пенополистирола | До 10 | 2 | 10 | 0,23 | 0,28 |
2 То же | 10 – 12 | 2 | 10 | 0,23 | 0,28 |
3 “ | 12 – 14 | 2 | 10 | 0,25 | 0,30 |
4 “ | 14-15 | 2 | 10 | 0,26 | 0,30 |
5 “ | 15-17 | 2 | 10 | 0,27 | 0,32 |
6 “ | 17-20 | 2 | 10 | 0,29 | 0,34 |
7 “ | 20-25 | 2 | 10 | 0,31 | 0,38 |
8 “ | 25-30 | 2 | 10 | 0,34 | 0,41 |
9 “ | 30-35 | 2 | 10 | 0,38 | 0,45 |
10 “ | 35-38 | 2 | 10 | 0,38 | 0,45 |
11 Плиты из пенополистирола с графитовыми добавками | 15-20 | 2 | 10 | 0,27 | 0,32 |
12 То же | 20-25 | 2 | 10 | 0,30 | 0,35 |
13 Экструдированный пенополистирол | 25-33 | 1 | 2 | 0,30 | 0,31 |
14 То же | 35-45 | 1 | 2 | 0,35 | 0,36 |
15 Пенополиуретан | 80 | 2 | 5 | 0,62 | 0,70 |
16 То же | 60 | 2 | 5 | 0,49 | 0,55 |
17 “ | 40 | 2 | 5 | 0,37 | 0,44 |
18 Плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта | 80 | 5 | 20 | 0,75 | 1,02 |
19 То же | 50 | 5 | 20 | 0,56 | 0,77 |
20 Перлитопластбетон | 200 | 2 | 3 | 0,93 | 1,01 |
21 То же | 100 | 2 | 3 | 0,58 | 0,66 |
22 Перлитофосфогелевые изделия | 300 | 3 | 12 | 1,43 | 2,02 |
23 То же | 200 | 3 | 12 | 1,1 | 1,43 |
24 Теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука | 60-95 | 5 | 15 | 0,65 | 0,71 |
25 Плиты минераловатные из каменного волокна | 180 | 2 | 5 | 0,74 | 0,81 |
26 То же | 40-175 | 2 | 5 | 0,68 | 0,75 |
27 “ | 80-125 | 2 | 5 | 0,53 | 0,59 |
28 “ | 40-60 | 2 | 5 | 0,37 | 0,41 |
29 “ | 25-50 | 2 | 5 | 0,31 | 0,35 |
30 Плиты из стеклянного штапельного волокна | 85 | 2 | 5 | 0,51 | 0,57 |
31 То же | 75 | 2 | 5 | 0,46 | 0,52 |
32 “ | 60 | 2 | 5 | 0,4 | 0,45 |
33 “ | 45 | 2 | 5 | 0,35 | 0,39 |
34 “ | 35 | 2 | 5 | 0,31 | 0,35 |
35 “ | 30 | 2 | 5 | 0,29 | 0,32 |
36 “ | 20 | 2 | 5 | 0,24 | 0,27 |
37 “ | 17 | 2 | 5 | 0,23 | 0,26 |
38 “ | 15 | 2 | 5 | 0,22 | 0,25 |
39 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные | 1000 | 10 | 12 | 6,75 | 7,7 |
40 То же | 800 | 10 | 12 | 5,49 | 6,13 |
41 “ | 600 | 10 | 12 | 3,93 | 4,43 |
42 “ | 400 | 10 | 12 | 2,95 | 3,26 |
43 Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные | 200 | 10 | 12 | 1,67 | 1,81 |
44 Плиты фибролитовые и арболит на портландцементе | 500 | 10 | 15 | 3,86 | 4,50 |
45 То же | 450 | 10 | 15 | 3,47 | 4,04 |
46 “ | 400 | 10 | 15 | 3,21 | 3,70 |
47 Плиты камышитовые | 300 | 10 | 15 | 2,31 | 2,99 |
48 То же | 200 | 10 | 15 | 1,67 | 1,96 |
49 Плиты торфяные теплоизоляционные | 300 | 15 | 20 | 2,12 | 2,34 |
50 То же | 200 | 15 | 20 | 1,6 | 1,71 |
51 Пакля | 150 | 7 | 12 | 1,3 | 1,47 |
52 Плиты из гипса | 1350 | 4 | 6 | 7,04 | 7,76 |
53 То же | 1100 | 4 | 6 | 5,32 | 5,99 |
54 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 1050 | 4 | 6 | 5,12 | 5,48 |
55 То же | 800 | 4 | 6 | 3,34 | 3,66 |
56 Изделия из вспученного перлита на битумном связующем | 300 | 1 | 2 | 1,84 | 1,95 |
57 То же | 250 | 1 | 2 | 1,53 | 1,64 |
58 “ | 225 | 1 | 2 | 1,39 | 1,47 |
59 “ | 200 | 1 | 2 | 1,23 | 1,32 |
Засыпки | |||||
60 Гравий керамзитовый | 600 | 2 | 3 | 2,62 | 2,83 |
61 То же | 500 | 2 | 3 | 2,25 | 2,41 |
62 “ | 450 | 2 | 3 | 2,06 | 2,22 |
63 Гравий керамзитовый | 400 | 2 | 3 | 1,87 | 2,02 |
64 То же | 350 | 2 | 3 | 1,72 | 1,86 |
65 “ | 300 | 2 | 3 | 1,56 | 1,66 |
66 “ | 250 | 2 | 3 | 1,22 | 1,3 |
67 “ | 200 | 2 | 3 | 1,16 | 1,24 |
68 Гравий шунгизитовый (ГОСТ 32496) | 700 | 2 | 4 | 2,91 | 3,29 |
69 То же | 600 | 2 | 4 | 2,54 | 2,89 |
70 “ | 500 | 2 | 4 | 2,25 | 2,54 |
71 “ | 450 | 2 | 4 | 2,06 | 2,30 |
72 “ | 400 | 2 | 4 | 1,87 | 2,10 |
73 Щебень шлакопемзовый и аглопоритовый (ГОСТ 32496) | 800 | 2 | 3 | 3,36 | 3,83 |
74 То же | 700 | 2 | 3 | 2,99 | 3,37 |
75 “ | 600 | 2 | 3 | 2,7 | 2,98 |
76 “ | 500 | 2 | 3 | 2,32 | 2,59 |
77 “ | 450 | 2 | 3 | 2,13 | 2,32 |
78 “ | 400 | 2 | 3 | 1,94 | 2,12 |
79 Пористый гравий с остеклованной оболочкой из доменного и ферросплавного шлаков (ГОСТ 25820) | 700 | 2 | 3 | 2,84 | 3,06 |
80 То же | 600 | 2 | 3 | 2,54 | 2,76 |
81 “ | 500 | 2 | 3 | 2,17 | 2,30 |
82 “ | 400 | 2 | 3 | 1,87 | 1,98 |
83 Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832) | 500 | 1 | 2 | 1,79 | 1,92 |
84 То же | 400 | 1 | 2 | 1,5 | 1,6 |
85 “ | 350 | 1 | 2 | 1,35 | 1,42 |
86 “ | 300 | 1 | 2 | 0,99 | 1,04 |
87 Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865) | 200 | 1 | 3 | 1,01 | 1,16 |
88 То же | 150 | 1 | 3 | 0,84 | 1,02 |
89 “ | 100 | 1 | 3 | 0,66 | 0,75 |
90 Песок для строительных работ (ГОСТ 8736) | 1600 | 1 | 2 | 6,95 | 7,91 |
Конструкционные и конструкционно-теплоизоляционные материалы | |||||
Бетоны на заполнителях из пористых горных пород | |||||
91 Туфобетон | 1800 | 7 | 10 | 11,38 | 12,79 |
92 То же | 1600 | 7 | 10 | 9,62 | 10,91 |
93 “ | 1400 | 7 | 10 | 7,76 | 8,63 |
94 “ | 1200 | 7 | 10 | 6,38 | 7,2 |
95 Бетон на литоидной пемзе | 1600 | 4 | 6 | 8,54 | 9,3 |
96 То же | 1400 | 4 | 6 | 7,1 | 7,76 |
97 “ | 1200 | 4 | 6 | 5,94 | 6,41 |
98 “ | 1000 | 4 | 6 | 4,69 | 5,2 |
99 “ | 800 | 4 | 6 | 3,6 | 4,07 |
100 Бетон на вулканическом шлаке | 1600 | 7 | 10 | 9,2 | 10,14 |
101 То же | 1400 | 7 | 10 | 7,76 | 8,63 |
102 “ | 1200 | 7 | 10 | 6,38 | 7,2 |
103 “ | 1000 | 7 | 10 | 4,9 | 5,67 |
104 “ | 800 | 7 | 10 | 3,9 | 4,61 |
Бетоны на искусственных пористых заполнителях | |||||
105 Керамзитобетон на керамзитовом песке | 1800 | 5 | 10 | 10,5 | 12,33 |
106 То же | 1600 | 5 | 10 | 9,06 | 10,77 |
107 “ | 1400 | 5 | 10 | 7,75 | 9,14 |
108 “ | 1200 | 5 | 10 | 6,36 | 7,57 |
109 “ | 1000 | 5 | 10 | 5,03 | 6,13 |
110 “ | 800 | 5 | 10 | 3,83 | 4,77 |
111 “ | 600 | 5 | 10 | 3,03 | 3,78 |
112 “ | 500 | 5 | 10 | 2,55 | 3,25 |
113 Керамзитобетон на кварцевом песке с умеренной (до Vв=12%) поризацией) | 1200 | 4 | 8 | 6,77 | 7,72 |
114 То же | 1000 | 4 | 8 | 5,49 | 6,35 |
115 “ | 800 | 4 | 8 | 4,13 | 4,9 |
116 Керамзитобетон на перлитовом песке | 1000 | 9 | 13 | 5,57 | 6,43 |
117 То же | 800 | 9 | 13 | 4,54 | 5,32 |
118 Керамзитобетон беспесчаный | 700 | 3,5 | 6 | 2,70 | 2,94 |
119 То же | 600 | 3,5 | 6 | 2,46 | 2,68 |
120 “ | 500 | 3,5 | 6 | 2,16 | 2,36 |
121 “ | 400 | 3,5 | 6 | 1,82 | 1,99 |
122 “ | 300 | 3,5 | 6 | 1,51 | 1,62 |
123 Шунгизитобетон | 1400 | 4 | 7 | 7,59 | 8,6 |
124 То же | 1200 | 4 | 7 | 6,23 | 7,04 |
125 “ | 1000 | 4 | 7 | 4,92 | 5,6 |
126 Перлитобетон | 1200 | 10 | 15 | 6,96 | 8,01 |
127 То же | 1000 | 10 | 15 | 5,5 | 6,38 |
128 “ | 800 | 10 | 15 | 4,45 | 5,32 |
129 Перлитобетон | 600 | 10 | 15 | 3,24 | 3,84 |
130 Бетон на шлакопемзовом щебне | 1800 | 5 | 8 | 9,32 | 10,83 |
131 То же | 1600 | 5 | 8 | 7,98 | 9,29 |
132 “ | 1400 | 5 | 8 | 6,87 | 7,9 |
133 “ | 1200 | 5 | 8 | 5,83 | 6,73 |
134 “ | 1000 | 5 | 8 | 4,87 | 5,63 |
135 Бетон на остеклованном шлаковом гравии | 1800 | 4 | 6 | 8,60 | 9,80 |
136 То же | 1600 | 4 | 6 | 7,35 | 8,37 |
137 “ | 1400 | 4 | 6 | 6,25 | 7,16 |
138 “ | 1200 | 4 | 6 | 5,31 | 6,10 |
139 “ | 1000 | 4 | 6 | 4,45 | 5,12 |
140 Мелкозернистые бетоны на гранулированных доменных и ферросплавных (силикомарганца и ферромарганца) шлаках | 1800 | 5 | 8 | 9,82 | 11,18 |
141 То же | 1600 | 5 | 8 | 8,43 | 9,37 |
142 “ | 1400 | 5 | 8 | 7,46 | 8,34 |
143 “ | 1200 | 5 | 8 | 6,57 | 7,31 |
144 Аглопоритобетон и бетоны на заполнителях из топливных шлаков | 1800 | 5 | 8 | 10,82 | 11,98 |
145 То же | 1600 | 5 | 8 | 9,39 | 10,34 |
146 “ | 1400 | 5 | 8 | 7,92 | 8,83 |
147 “ | 1200 | 5 | 8 | 6,64 | 7,45 |
148 “ | 1000 | 5 | 8 | 5,39 | 6,14 |
149 Бетон на зольном обжиговом и безобжиговом гравии | 1400 | 5 | 8 | 7,46 | 8,34 |
150 То же | 1200 | 5 | 8 | 6,14 | 6,95 |
151 “ | 1000 | 5 | 8 | 4,79 | 5,48 |
152 Вермикулитобетон | 800 | 8 | 13 | 3,97 | 4,58 |
153 То же | 600 | 8 | 13 | 2,87 | 3,21 |
154 “ | 400 | 8 | 13 | 1,94 | 2,29 |
155 “ | 300 | 8 | 13 | 1,52 | 1,83 |
Бетоны особо легкие на пористых заполнителях и ячеистые | |||||
156 Полистиролбетон на портландцементе (ГОСТ 32929) | 600 | 4 | 8 | 3,07 | 3,49 |
157 То же | 500 | 4 | 8 | 2,5 | 2,85 |
158 “ | 400 | 4 | 8 | 2,07 | 2,34 |
159 “ | 350 | 4 | 8 | 1,85 | 2,06 |
160 “ | 300 | 4 | 8 | 1,55 | 1,83 |
161 “ | 250 | 4 | 8 | 1,38 | 1,51 |
162 “ | 200 | 4 | 8 | 1,12 | 1,28 |
163 “ | 150 | 4 | 8 | 0,87 | 0,96 |
164 Полистиролбетон модифицированный на шлакопортландцементе | 500 | 3,5 | 7 | 2,39 | 2,63 |
165 То же | 400 | 3,5 | 7 | 1,87 | 1,98 |
166 “ | 300 | 3,5 | 7 | 1,45 | 1,63 |
167 “ | 250 | 3,5 | 7 | 1,24 | 1,40 |
168 “ | 200 | 3,5 | 7 | 1,02 | 1,09 |
169 Газо- и пенобетон на цементном вяжущем | 1000 | 8 | 12 | 5,71 | 6,49 |
170 То же | 800 | 8 | 12 | 4,92 | 5,63 |
171 “ | 600 | 8 | 12 | 3,36 | 3,91 |
172 “ | 400 | 8 | 12 | 2,19 | 2,42 |
173 Газо- и пенобетон на известняковом вяжущем | 1000 | 12 | 18 | 6,83 | 7,98 |
174 То же | 800 | 11 | 16 | 6,07 | 7,03 |
175 “ | 600 | 11 | 16 | 5,15 | 6,11 |
176 “ | 500 | 11 | 16 | 4,56 | 5,55 |
177 Газо- и пенозолобетон на цементном вяжущем | 1200 | 15 | 22 | 7,99 | 9,18 |
178 То же | 1000 | 15 | 22 | 7,43 | 8,62 |
179 “ | 800 | 15 | 22 | 6,61 | 7,60 |
Кирпичная кладка из сплошного кирпича | |||||
180 Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе | 1800 | 1 | 2 | 9,2 | 10,12 |
181 Глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе | 1700 | 1,5 | 3 | 8,64 | 9,7 |
182 Глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе | 1600 | 2 | 4 | 8,08 | 9,23 |
183 Силикатного на цементно-песчаном растворе | 1800 | 2 | 4 | 9,77 | 10,9 |
184 Трепельного на цементно-песчаном растворе | 1200 | 2 | 4 | 6,26 | 6,49 |
185 То же | 1000 | 2 | 4 | 5,35 | 5,96 |
186 Шлакового на цементно-песчаном растворе | 1500 | 1,5 | 3 | 8,12 | 8,76 |
Кирпичная кладка из пустотного кирпича | |||||
187 Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе | 1600 | 1 | 2 | 7,91 | 8,48 |
188 Керамического пустотного плотностью 1300 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе | 1400 | 1 | 2 | 7,01 | 7,56 |
189 Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе | 1200 | 1 | 2 | 6,16 | 6,62 |
190 Силикатного одиннадцатипустотного на цементно-песчаном растворе | 1500 | 2 | 4 | 8,59 | 9,63 |
191 Силикатного четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе | 1400 | 2 | 4 | 7,93 | 9,01 |
Дерево и изделия из него | |||||
192 Сосна и ель поперек волокон | 500 | 15 | 20 | 3,87 | 4,54 |
193 Сосна и ель вдоль волокон | 500 | 15 | 20 | 5,56 | 6,33 |
194 Дуб поперек волокон | 700 | 10 | 15 | 5,0 | 5,86 |
195 Дуб вдоль волокон | 700 | 10 | 15 | 6,9 | 7,83 |
196 Фанера клееная | 600 | 10 | 13 | 4,22 | 4,73 |
197 Картон облицовочный | 1000 | 5 | 10 | 6,2 | 6,75 |
198 Картон строительный многослойный | 650 | 6 | 12 | 4,26 | 4,89 |
Конструкционные материалы | |||||
Бетоны | |||||
199 Железобетон | 2500 | 2 | 3 | 17,98 | 18,95 |
200 Бетон на гравии или щебне из природного камня | 2400 | 2 | 3 | 16,77 | 17,88 |
201 Раствор цементно-песчаный | 1800 | 2 | 4 | 9,6 | 11,09 |
202 Раствор сложный (песок, известь, цемент) | 1700 | 2 | 4 | 8,95 | 10,42 |
203 Раствор известково-песчаный | 1600 | 2 | 4 | 8,69 | 9,76 |
Облицовка природным камнем | |||||
204 Гранит, гнейс и базальт | 2800 | 0 | 0 | 25,04 | 25,04 |
205 Мрамор | 2800 | 0 | 0 | 22,86 | 22,86 |
206 Известняк | 2000 | 2 | 3 | 12,77 | 13,7 |
207 То же | 1800 | 2 | 3 | 10,85 | 11,77 |
208 “ | 1600 | 2 | 3 | 9,06 | 9,75 |
209 “ | 1400 | 2 | 3 | 7,42 | 7,72 |
210 Туф | 2000 | 3 | 5 | 11,68 | 12,92 |
211 То же | 1800 | 3 | 5 | 9,61 | 10,76 |
212 “ | 1600 | 3 | 5 | 7,81 | 9,02 |
213 “ | 1400 | 3 | 5 | 6,64 | 7,6 |
214 “ | 1200 | 3 | 5 | 5,55 | 6,25 |
215 “ | 1000 | 3 | 5 | 4,2 | 4,8 |
Материалы кровельные, гидроизоляционные, облицовочные и рулонные покрытия для полов | |||||
216 Листы асбестоцементные плоские | 1800 | 2 | 3 | 7,55 | 8,12 |
217 То же | 1600 | 2 | 3 | 6,14 | 6,8 |
218 Битумы нефтяные строительные и кровельные | 1400 | 0 | 0 | 6,8 | 6,8 |
219 То же | 1200 | 0 | 0 | 5,69 | 5,69 |
220 “ | 1000 | 0 | 0 | 4,56 | 4,56 |
221 Асфальтобетон | 2100 | 0 | 0 | 16,43 | 16,43 |
222 Рубероид, пергамин, толь | 600 | 0 | 0 | 3,53 | 3,53 |
223 Пенополиэтилен | 26 | 1 | 2 | 0,44 | 0,44 |
224 То же | 30 | 1 | 2 | 0,47 | 0,48 |
225 Линолеум поливинилхлоридный на теплоизолирующей подоснове | 1800 | 0 | 0 | 8,56 | 8,56 |
226 То же | 1600 | 0 | 0 | 7,52 | 7,52 |
227 Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе | 1800 | 0 | 0 | 8,22 | 8,22 |
228 То же | 1600 | 0 | 0 | 7,05 | 7,05 |
229 “ | 1400 | 0 | 0 | 5,87 | 5,87 |
Металлы и стекло | |||||
230 Сталь стержневая арматурная | 7850 | 0 | 0 | 126,5 | 126,5 |
231 Чугун | 7200 | 0 | 0 | 112,5 | 112,5 |
232 Алюминий | 2600 | 0 | 0 | 187,6 | 187,6 |
233 Медь | 8500 | 0 | 0 | 326 | 326 |
234 Стекло оконное | 2500 | 0 | 0 | 10,79 | 10,79 |
235 Плиты из пеностекла | 80-100 | 1 | 1 | 0,55 | 0,55 |
236 То же | 101-120 | 1 | 1 | 0,63 | 0,63 |
237 То же | 121- 140 | 1 | 1 | 0,69 | 0,69 |
238 То же | 141- 160 | 1 | 1 | 0,74 | 0,74 |
239 То же | 161- 200 | 1 | 1 | 0,88 | 0,88 |
Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Таблица 14
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 75 | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания.
6. СНиП 2-08.02–89 . Общественные здания и сооружения.
7. ГОСТ 26602, 1-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –5,9 ºС [1].
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность
воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2].
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2].
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2].
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п | Наименование материала |
| δ, м |
| R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,015 | 0,81 | 0,019 |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С /Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
=
4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м2·°С
/Вт
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
=
4,652 – ( 0,019 + 0,731 + 0,207 ) = 3,695 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
=
Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,67 > =
3,56 м2·°С/Вт
выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем
выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем
выполнение условия :
]
= 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно
приложению (Р) Сп
23-101–2004 для температуры внутреннего
воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие
=
выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Таблица 14
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 75 | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания.
6. СНиП 2-08.02–89 . Общественные здания и сооружения.
7. ГОСТ 26602, 1-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –5,9 ºС [1].
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность
воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2].
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2].
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2].
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п | Наименование материала |
| δ, м |
| R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,015 | 0,81 | 0,019 |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С
/Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
=
4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м2·°С
/Вт
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
=
4,652 – ( 0,019 + 0,731 + 0,207 ) = 3,695 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
=
Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,67 > =
3,56 м2·°С/Вт
выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем
выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем
выполнение условия :
]
= 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно
приложению (Р) Сп
23-101–2004 для температуры внутреннего
воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие
=
выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Таблица 14
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 75 | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания.
6. СНиП 2-08.02–89 . Общественные здания и сооружения.
7. ГОСТ 26602, 1-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –5,9 ºС [1].
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность
воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2].
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2].
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2].
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п | Наименование материала |
| δ, м |
| R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,015 | 0,81 | 0,019 |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С
/Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
=
4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м2·°С
/Вт
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
=
4,652 – ( 0,019 + 0,731 + 0,207 ) = 3,695 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
=
Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,67 > =
3,56 м2·°С/Вт
выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем
выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем
выполнение условия :
]
= 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно
приложению (Р) Сп
23-101–2004 для температуры внутреннего
воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие
=
выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Таблица 14
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 75 | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология. – М.: Госстрой России, 2000. – 58 с.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России, 2004. – 27 с.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: Госстрой России, 2004.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные. – М.: Госстрой России, 2004. – 26 с.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания. – М.: Госстрой России, 2001. – 15 с.
6. СНиП 2.08.02–89 . Общественные здания и сооружения. – М.: Госстрой России, 2001.
7. ГОСТ 26602. 1-99. Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –5,9 ºС [1].
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2] или табл. 13 настоящего пособия.
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2] или табл. 8 настоящего пособия.
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2] или табл. 9 настоящего пособия.
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
Таблица 15
№ п/п | Наименование материала | , кг/м3 | δ, м | ,Вт/(м·°С) | R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,020 | 0,81 | 0,025 |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который принимаем как для стен толщиной 510 мм – 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С /Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
= 4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м2·°С /Вт
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
= 4,652 – ( 0,025 + 0,731 + 0,207 ) = 3,689 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
= · Rут = 0,052 · 3,689 = 0,192 м.Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,025 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,68м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,68 > = 3,56 м2·°С/Вт выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,68·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 или табл. 7 настоящего пособия ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем выполнение условия :
= 21 – [1(21+35) / 3,68·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно приложению (Р) Сп 23-101–2004 или приложению 6 настоящего пособия для температуры внутреннего воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие = выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Расчетные характеристики теплотехнических показателей, наиболее часто применяемых в наружных ограждениях зданий строительных материалов и изделий, приведенные в приложении 3, необходимо принимать в зависимости от условия эксплуатации ограждающих конструкций (для условия эксплуатации А или Б) согласно табл. 13 и влажного режима помещений (табл. 14) и зоны влажности района строительства.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует принимать по табл. 14.
Таблица 13
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений здания | Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности района строительства | ||
сухой | нормальный | влажный | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Таблица 14
Влажностный режим помещений зданий
Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре (°С) | ||
до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
Сухой | до 60 | до 50 | до 40 |
Нормальный | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 | св. 40 до 50 |
Влажный | св. 75 | св. 60 до 75 | св. 50 до 60 |
Мокрый | – | св. 75 | св.60 |
Зону влажности районов строительства на территории России необходимо принимать по приложению 2.
Библиографический список
1. СНиП 23-01–99. Строительная климатология.
2. СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
3. СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.
4. СНиП 31-01–2003. Здания жилые многоквартирные.
5. СНиП 31-03–2001. Производственные здания.
6. СНиП 2-08.02–89 . Общественные здания и сооружения.
7. ГОСТ 26602, 1-99. Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
8. ГОСТ 31168–2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.
9. Шептуха, Т.С. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций : метод. указания / Т.С. Шептуха; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. 22 с.
9. Примеры расчета ограждающих конструкций
Пример 1
Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены
слоистой конструкции
(определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания)
А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.
Зона влажности – нормальная [3].
Продолжительность отопительного периода zht = 229 суток [1].
Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –5,9 ºС [1].
Температура холодной пятидневки text = –35 ºС [1].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [2];
влажность
воздуха: = 55 %;
влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (приложение 2 [2].
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 С [2].
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [2].
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п | Наименование материала |
| δ, м |
| R, м2·°С/Вт |
1 | Известково-песчаный раствор | 1600 | 0,015 | 0,81 | 0,019 |
2 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича | 1200 | 0,380 | 0,52 | 0,731 |
3 | Плиты пенополистирольные | 100 | Х | 0,052 | Х |
4 | Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) | 1600 | 0,120 | 0,58 | 0,207 |
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 [2]:
Dd = (tint – tht)·zht = (21–(–5,9))·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 [2]:
Rreq = aDd + b =0,00035·6160,1 + 1,4 =3,56 м2·°С/Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле
R0r = R0усл r,
где R0усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен, условно определяемое по формулам (9) и (11) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
R0r – приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74.
Расчёт ведётся из условия равенства
R0r = Rreq
следовательно,
R0усл = 3,56/0,74 = 4,81 м2·°С
/Вт
R0усл = Rsi + Rk + Rse ,
отсюда
=
4,81- (1/8,7 + 1/23) = 4,652 м2·°С
/Вт
Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.
,
Определяем термическое сопротивление утеплителя:
=
4,652 – ( 0,019 + 0,731 + 0,207 ) = 3,695 м2·С/Вт.
Находим толщину утеплителя:
Ри
=
Принимаем толщину утеплителя 200 мм.
Окончательная толщина стены будет равна (380+200+120) = 700 мм.
Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:
R0r = 0,74 ( 1/8,7 + 0,019 + 0,731 + 0,2/0,052 + 0,207 + 1/23 ) = 3,67м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,67 > =
3,56 м2·°С/Вт
выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем
выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ R0r aint = (21+35)/3,67·8,7 = 1,75 ºС.
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆tn = 4 °С, следовательно, условие ∆t = 1,75 < ∆tn = 4 ºС выполняется.
Проверяем
выполнение условия :
]
= 21 – [1(21+35) / 3,67·8,7] =
= 21 – 1,75 = 19,25ºС.
Согласно
приложению (Р) Сп
23-101–2004 для температуры внутреннего
воздуха tint = 21 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 ºС, следовательно, условие
=
выполняется.
Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Теплопроводность выбранных материалов и газов
Теплопроводность – это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как
«количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала – в направлении, перпендикулярном поверхности единицы площади – из-за градиента температуры единицы в установившемся режиме»
Теплопроводность Единицами измерения являются [Вт / (м К)] в системе СИ и [БТЕ / (ч футов F)] в системе Imperial.
См. Также теплопроводность вариации с температурой и давлением , для: Воздуха, аммиака, диоксида углерода и воды
Теплопроводность для обычных материалов и изделий:
Теплопроводность – k – Вт / (м К) | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Материал / Вещество | Температура | |||||||||||
25 o C (77 o F) | 125 o C (257 o F) | 225 o C (437 o F) | ||||||||||
Acetals | 0.23 | |||||||||||
Ацетон | 0,16 | |||||||||||
Ацетилен (газ) | 0,018 | |||||||||||
Акрил | 0,2 | |||||||||||
Воздух, атмосфера (газ) | 0,0262 | 0,0333 | 0,0398 | |||||||||
Воздух, высота над уровнем моря 10000 м | 0,020 | |||||||||||
Агат | 10.9 | |||||||||||
Спирт | 0,17 | |||||||||||
Глинозем | 36 | 26 | ||||||||||
Алюминий | ||||||||||||
Алюминий Латунь | 121 | |||||||||||
Алюминий оксид | 30 | |||||||||||
Аммиак (газ) | 0,0249 | 0,0369 | 0,0528 | |||||||||
Сурьма | 18.5 | |||||||||||
Яблоко (влажность 85,6%) | 0,39 | |||||||||||
Аргон (газ) | 0,016 | |||||||||||
Асбестоцементная плита | 0,744 | |||||||||||
Асбест- цементные листы | 0,166 | |||||||||||
Асбестоцемент | 2,07 | |||||||||||
Асбест сыпучий | 0.15 | |||||||||||
Доска асбестовой мельницы | 0,14 | |||||||||||
Асфальт | 0,700 | |||||||||||
Древесина бальзы | 0,048 | |||||||||||
Битум | 0,182 9007 | |||||||||||
Битумные / войлочные слои | 0,5 | |||||||||||
Говядина постная (влажность 78,9%) | 0.43 – 0,48 | |||||||||||
Бензол | 0,16 | |||||||||||
Бериллий | ||||||||||||
Висмут | 8,1 | |||||||||||
Битум | 0,17 | Печь газовая Bl7878 (газ) | 0,02 | |||||||||
Котельная шкала | 1,2 – 3,5 | |||||||||||
Бор | 25 | |||||||||||
Латунь | ||||||||||||
Бриз-блок | 0.10 – 0,20 | |||||||||||
Кирпич плотный | 1,31 | |||||||||||
Кирпич огнеупорный | 0,47 | |||||||||||
Кирпич изоляционный | 0,15 | |||||||||||
Кирпич обыкновенный обыкновенный (Строительный кирпич ) | 0,6 -1,0 | |||||||||||
Кирпичная кладка плотная | 1,6 | |||||||||||
Бром (газ) | 0.004 | |||||||||||
Бронза | ||||||||||||
Коричневая железная руда | 0,58 | |||||||||||
Сливочное масло (влажность 15%) | 0,20 | |||||||||||
Кадмий | ||||||||||||
Силикат кальция | 0,05 | |||||||||||
Углерод | 1,7 | |||||||||||
Углекислый газ (газ) | 0.0146 | |||||||||||
Окись углерода | 0,0232 | |||||||||||
Чугун | ||||||||||||
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированные | 0,23 | |||||||||||
Ацетат целлюлозы, формованный, лист | 0,17 – 0,33 | |||||||||||
Нитрат целлюлозы, целлулоид | 0,12 – 0,21 | |||||||||||
Цемент, Портленд | 0.29 | |||||||||||
Цемент, раствор | 1,73 | |||||||||||
Керамические материалы | ||||||||||||
Мел | 0,09 | |||||||||||
Древесный уголь | 0,084 | 9008 | Хлорированный полиэфир0,13 | |||||||||
Хлор (газ) | 0,0081 | |||||||||||
Хром никель Сталь | 16.3 | |||||||||||
Хром | ||||||||||||
Оксид хрома | 0,42 | |||||||||||
Глина сухая до влажности | 0,15 – 1,8 | |||||||||||
Глина насыщенная | 0,6 – 2,5 | |||||||||||
Уголь | 0,2 | |||||||||||
Кобальт | ||||||||||||
Треска (влажность 83%) | 0.54 | |||||||||||
Кокс | 0,184 | |||||||||||
Бетон легкий | 0,1 – 0,3 | |||||||||||
Бетон средний | 0,4 – 0,7 | |||||||||||
Бетон плотный | 1,0 – 1,8 | |||||||||||
Бетон, камень | 1,7 | |||||||||||
Константин | 23.3 | |||||||||||
Медь | ||||||||||||
Кориан (керамический наполнитель) | 1,06 | |||||||||||
Пробковая доска | 0,043 | |||||||||||
Пробка с повторной грануляцией | 0,044 | |||||||||||
Пробка | 0,07 | |||||||||||
Хлопок | 0,04 | |||||||||||
Вата | 0.029 | |||||||||||
Углеродистая сталь | ||||||||||||
Вата теплоизоляционная | 0,029 | |||||||||||
мельхиор 30% | 30 | |||||||||||
Алмаз | 1000 | |||||||||||
Диатомовая земля (Sil-o-cel) | 0,06 | |||||||||||
Диатомит | 0,12 | |||||||||||
Дуралий | ||||||||||||
Земля сухая | 1.5 | |||||||||||
Эбонит | 0,17 | |||||||||||
Эмери | 11,6 | |||||||||||
Моторное масло | 0,15 | |||||||||||
Этан (газ) | 0,018 | |||||||||||
Эфир | 0,14 | |||||||||||
Этилен (газ) | 0,017 | |||||||||||
Эпоксидная смола | 0.35 | |||||||||||
Этиленгликоль | 0,25 | |||||||||||
Перья | 0,034 | |||||||||||
Войлочная изоляция | 0,04 | |||||||||||
Стекловолокно | 0,04 | 9004 Изоляционная плита | 0,048 | |||||||||
Древесноволокнистая плита | 0,2 | |||||||||||
Огнеупорный кирпич 500 o C | 1.4 | |||||||||||
Фтор (газ) | 0,0254 | |||||||||||
Пеностекло | 0,045 | |||||||||||
Дихлордифторметан R-12 (газ) | 0,007 | Дан R-12 (жидкий) | 0,09 | |||||||||
Бензин | 0,15 | |||||||||||
Стекло | 1.05 | |||||||||||
Стекло, Жемчуг, сухое | 0,18 | |||||||||||
Стекло, Жемчуг, насыщенное | 0,76 | |||||||||||
Стекло, окно | 0,96 | |||||||||||
Стекло Изоляция шерсти | 0,04 | |||||||||||
Глицерин | 0,28 | |||||||||||
Золото | ||||||||||||
Гранит | 1.7 – 4.0 | |||||||||||
Графит | 168 | |||||||||||
Гравий | 0.7 | |||||||||||
Грунт или почва, очень влажная зона | 1.4 | |||||||||||
Грунт или почва, влажная площадь | 1,0 | |||||||||||
Земля или почва, сухая зона | 0,5 | |||||||||||
Земля или почва, очень сухая зона | 0.33 | |||||||||||
Гипсокартон | 0,17 | |||||||||||
Войлок | 0,05 | |||||||||||
ДСП высокой плотности | 0,15 | |||||||||||
Лиственные породы (дуб, клен ..) | 0,16 | |||||||||||
Hastelloy C | 12 | |||||||||||
Гелий (газ) | 0,142 | |||||||||||
Мед (12.Влажность 6%) | 0,5 | |||||||||||
Соляная кислота (газ) | 0,013 | |||||||||||
Водород (газ) | 0,168 | |||||||||||
Сероводород (газ) | 0,013 | |||||||||||
Лед (0 o C, 32 o F) | 2,18 | |||||||||||
Инконель | 15 | |||||||||||
Слиток железа | 47 – 58 | |||||||||||
Изоляционные материалы | 0.035 – 0,16 | |||||||||||
Йод | 0,44 | |||||||||||
Иридий | 147 | |||||||||||
Железо | ||||||||||||
Оксид железа | 0,58 | 900ok | ||||||||||
Kap изоляция | 0,034 | |||||||||||
Керосин | 0,15 | |||||||||||
Криптон (газ) | 0.0088 | |||||||||||
Свинец | ||||||||||||
Кожа сухая | 0,14 | |||||||||||
Известняк | 1,26 – 1,33 900,7 | |||||||||||
Литий | ||||||||||||
Магнезия ( 85%) | 0,07 | |||||||||||
Магнезит | 4,15 | |||||||||||
Магний | ||||||||||||
Магниевый сплав | 70 – 145 | |||||||||||
Мрамор | 2.08 – 2,94 | |||||||||||
Меркурий, жидкость | ||||||||||||
Метан (газ) | 0,030 | |||||||||||
Метанол | 0,21 | |||||||||||
Слюда | 0,71 | |||||||||||
Молоко | 0,53 | |||||||||||
Изоляционные материалы из минеральной ваты, шерстяные одеяла .. | 0,04 | |||||||||||
Молибден | ||||||||||||
Монель | ||||||||||||
Неон ( газ) | 0.046 | |||||||||||
Неопрен | 0,05 | |||||||||||
Никель | ||||||||||||
Оксид азота (газ) | 0,0238 | |||||||||||
Азот (газ) | 0,024 | |||||||||||
Закись азота (газ) | 0,0151 | |||||||||||
Нейлон 6, нейлон 6/6 | 0,25 | |||||||||||
Масло машинное смазочное SAE 50 | 0.15 | |||||||||||
Оливковое масло | 0,17 | |||||||||||
Кислород (газ) | 0,024 | |||||||||||
Палладий | 70,9 | |||||||||||
Бумага | 0.05 | 9005 | ||||||||||
Парафиновый воск | 0,25 | |||||||||||
Торф | 0,08 | |||||||||||
Перлит, атмосферное давление | 0.031 | |||||||||||
Перлит, вакуум | 0.00137 | |||||||||||
Фенольные литые смолы | 0,15 | |||||||||||
Фенолформальдегидные формовочные смеси | 0,13 – 0,25 | Фосфорбронза | 110 | |||||||||
Пинчбек | 159 | |||||||||||
Шаг | 0.13 | |||||||||||
Каменный уголь | 0,24 | |||||||||||
Гипс легкий | 0,2 | |||||||||||
Гипс, металлическая рейка | 0,47 | |||||||||||
Гипс, песок | 0,71 | |||||||||||
Гипс, деревянная планка | 0,28 | |||||||||||
Пластилин | 0,65 – 0,8 | |||||||||||
Пенопласт (изоляционные материалы) | 0.03 | |||||||||||
Платина | ||||||||||||
Плутоний | ||||||||||||
Фанера | 0,13 | |||||||||||
Поликарбонат | 0,19 | |||||||||||
Полиэстер | 900.05 | Полиэстер | ||||||||||
Полиэтилен низкой плотности, ПЭЛ | 0,33 | |||||||||||
Полиэтилен высокой плотности, PEH | 0.42 – 0,51 | |||||||||||
Натуральный каучук полиизопреновый | 0,13 | |||||||||||
Твердый каучук полиизопреновый | 0,16 | |||||||||||
Полиметилметакрилат | 0,17 – 0,25 | |||||||||||
Полипропилен 0,1 – 0,22 | ||||||||||||
Полистирол, пенополистирол | 0,03 | |||||||||||
Полистирол | 0.043 | |||||||||||
Пенополиуретан | 0,03 | |||||||||||
Фарфор | 1,5 | |||||||||||
Калий | 1 | |||||||||||
Картофель, сырая мякоть | 0,55 | Пропан (газ) | 0,015 | |||||||||
Политетрафторэтилен (PTFE) | 0,25 | |||||||||||
Поливинилхлорид, ПВХ | 0.19 | |||||||||||
Пирекс | 1,005 | |||||||||||
Кварц минеральный | 3 | |||||||||||
Радон (газ) | 0,0033 | |||||||||||
Красный металл | ||||||||||||
Рений | ||||||||||||
Родий | ||||||||||||
Камень твердый | 2 – 7 | |||||||||||
Камень пористый вулканический (туф) | 0.5 – 2,5 | |||||||||||
Изоляция из каменной ваты | 0,045 | |||||||||||
Канифоль | 0,32 | |||||||||||
Каучук сотовый | 0,045 | |||||||||||
Каучук натуральный | 0,13 | |||||||||||
Рубидий | ||||||||||||
Лосось (влажность 73%) | 0.50 | |||||||||||
Песок сухой | 0,15 – 0,25 | |||||||||||
Песок влажный | 0,25 – 2 | |||||||||||
Песок насыщенный | 2 – 4 | |||||||||||
Песчаник | 1.7 | |||||||||||
Опилки | 0,08 | |||||||||||
Селен | ||||||||||||
Овечья шерсть | 0.039 | |||||||||||
Кремнезем аэрогельный | 0,02 | |||||||||||
Силиконовая литая смола | 0,15 – 0,32 | |||||||||||
Карбид кремния | 120 | |||||||||||
Силиконовое масло | 0,1 | |||||||||||
Серебро | ||||||||||||
Шлаковая вата | 0,042 | |||||||||||
Шифер | 2.01 | |||||||||||
Снег (температура <0 o C) | 0,05 – 0,25 | |||||||||||
Натрий | ||||||||||||
Хвойные породы (ель, сосна ..) | 0,12 | |||||||||||
Грунт, глина | 1,1 | |||||||||||
Грунт с органическими веществами | 0,15 – 2 | |||||||||||
Грунт насыщенный | 0.6 – 4 | |||||||||||
Припой 50-50 | 50 | |||||||||||
Сажа | 0,07 | |||||||||||
Пар насыщенный | 0,0184 | |||||||||||
Пар, низкое давление | 0,0188 | |||||||||||
Стеатит | 2 | |||||||||||
Сталь, углерод | ||||||||||||
Сталь нержавеющая | ||||||||||||
0.09 | ||||||||||||
Пенополистирол | 0,033 | |||||||||||
Диоксид серы (газ) | 0,0086 | |||||||||||
Сера, кристалл | 0,2 | |||||||||||
Сахар | 0,087 – 0,22 | |||||||||||
Тантал | ||||||||||||
Смола | 0,19 | |||||||||||
Теллур | 4.9 | |||||||||||
Торий | ||||||||||||
Пиломатериалы, ольха | 0,17 | |||||||||||
Пиломатериалы, ясень | 0,16 | |||||||||||
Пиломатериалы, береза | 0,14 | 9004 | ||||||||||
Пиломатериалы из лиственницы | 0,12 | |||||||||||
Пиломатериалы из клена | 0,16 | |||||||||||
Пиломатериалы из дуба | 0.17 | |||||||||||
Пиломатериалы 9004 | 0,14 | |||||||||||
Пиломатериалы | 0,19 | |||||||||||
Пиломатериалы красного бука | 0,14 | |||||||||||
Пиломатериалы красного сосны | 0,15 | |||||||||||
Пиломатериалы из белой сосны | 0,15 | |||||||||||
Пиломатериалы из грецкого ореха | 0,15 | |||||||||||
Олово | ||||||||||||
Титан | Вольфрам | |||||||||||
Уран | ||||||||||||
Уретановая пена | 0.021 | |||||||||||
Вакуум | 0 | |||||||||||
гранулы вермикулита | 0,065 | |||||||||||
виниловый эфир | 900 900 | |||||||||||
9005 | ||||||||||||
9005 | 9005 | 9005 | 9005 | 9005 | 9005 | 9005 | 900 0 9009 | 900 0 9009 | 900 0 9009 | 0,606 | ||
Вода, пар (пар) | 0,0267 | 0,0359 | ||||||||||
Мука пшеничная | 0.45 | |||||||||||
Белый металл | 35 – 70 | |||||||||||
Дерево через зерно, белая сосна | 0,12 | |||||||||||
Дерево через зерно, бальза | 0,055 | |||||||||||
Древесина поперек зерна, желтая сосна, древесина | 0,147 | |||||||||||
Древесина, дуб | 0,17 | |||||||||||
Шерсть, войлок | 0.07 | |||||||||||
Древесная вата, сляб 9009 | 0,1 – 0,15 | |||||||||||
Ксенон (газ) | 0,0051 | |||||||||||
Цинк |
Пример – Проводящая теплопередача через Алюминиевый горшок или горшок из нержавеющей стали
Проводящий теплообмен через стенку резервуара можно рассчитать как
q = (к / с) A dT (1)
или альтернативно
q / A = (к / с) dT
, где
q = теплообмен (Вт, БТЕ / ч)
A = площадь поверхности (м 2 , фут 2 )
q / A = теплопередача на единицу площади (Вт / м 2 , БТЕ / (h ft 2 ))
90 007 k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (ч футов ° F) )
dT = t 1 – t 2 = разность температур ( o C, o F)
s = толщина стенки (м, футы)
Калькулятор кондуктивного теплопередачи
k = теплопроводность (Вт / мК, БТЕ / (ч футов F) )
s = толщина стенки (м, футы)
A = площадь поверхности (м 2 , футы 2 )
dT = t 1 – t 2 = разность температур ( o C, o F)
Примечание! – что общая теплопередача через поверхность определяется «общим коэффициентом теплопередачи », который в дополнение к проводящей теплопередаче зависит от
Кондуктивная теплопередача через алюминиевую стенку резервуара толщиной 2 мм – разность температур 80 o C
Теплопроводность для алюминия составляет 215 Вт / (м К) (из таблицы выше).Кондуктивный теплообмен на единицу площади может быть рассчитан как
q / A = [(215 Вт / (м К)) / (2 10 -3 м)] (80 o C)
= 8600000 (Вт / м 2 )
= 8600 (кВт / м 2 )
Проводящий теплообмен через стенку из нержавеющей стали толщиной 2 мм – перепад температур 80 o C
Теплопроводность для нержавеющей стали составляет 17 Вт / (м К) (из таблицы выше).Кондуктивный теплообмен на единицу площади можно рассчитать как
q / A = [(17 Вт / (м К)) / (2 10 -3 м) ] (80 o C)
= 680000 (Вт / м 2 )
= 680 (кВт / м 2 )
.Линейное тепловое расширение
Когда объект нагревается или охлаждается, его длина изменяется на величину, пропорциональную исходной длине и изменению температуры. Линейное тепловое расширение – изменение длины – объекта может быть выражено как
dl = L 0 α (t 1 – t 0 ) (1)
, где
дл = изменение длины объекта (м, дюймы)
L 0 = начальная длина объекта (м, дюймы)
α = коэффициент линейного расширения ( м / м o C, в / в o F)
т 0 = начальная температура ( o C, o F)
т 1 = конечная температура ( o C, или F)
Конечную длину объекта можно рассчитать как
L 1 = L 0 + dl
= L 0 + L 0 α (t 1 – t 0 ) (2)
, где
L 1 = конечная длина объекта (м, дюймы)
Примечание! – коэффициенты линейного расширения для большинства материалов зависят от температуры.
Пример – Расширение труб из меди, углеродистой и нержавеющей стали
Для более широких температурных диапазонов – рассчитайте меньшие промежутки и интегрируйте результаты.
Онлайн-калькулятор линейного теплового расширения
Линейные температурные коэффициенты – α – для некоторых распространенных металлов
- алюминий: 0,000023 (м / м o C) (23 мкм / м o C)
- сталь: 0,000012 (м / м o C) (12 мкм / м o C)
- медь: 0.000017 (м / м o C) (17 мкм / м o C)
- больше коэффициентов ..
- больше металлов ..
Пример – Расширение алюминиевого луча
Алюминиевая конструкция рассчитана на температуру от до 30 o C до 50 o C . Если длина луча составляет 6 м при сборке при 20 o C – кратчайшая конечная длина луча при минимальной температуре -30 o C может быть рассчитана как
L 1 = (6 м) + (6 м) (0.000023 м / м o C) ((-30 o C ) – (20 o C) )
= 5,993 м
Самая длинная конечная длина луча при максимальной температуре 50 o C можно рассчитать как
L 1 = (6 м) + (6 м) (0,000023 м / м o C) ((50 o C ) – (20 o C) )
= 6.004 м
Поверхностное расширение
Величина, на которую увеличивается единица площади материала при повышении температуры на один градус, называется , коэффициент поверхностного (площадь) расширения .
Кубическое расширение
Объем, на который увеличивается единичный объем материала при повышении температуры на один градус, называется , коэффициент кубического расширения .
Несмотря на то, что основное внимание экологических характеристик зданий в настоящее время уделяется использованию углерода, все еще необходимо учитывать тепловые характеристики строительных материалов как способствующий фактор. Тепловые характеристики измеряются с точки зрения потерь тепла и обычно выражаются в строительной промышленности как U-значение или R-значение. Вычисления U-значения неизменно потребуются при установлении стратегий строительства.Некоторые термины имеют слегка похожее значение, и в Интернете можно найти противоречивые толкования. Различные термины, и как они связаны друг с другом, объясняются в этой статье.
U-значение, или коэффициент теплопередачи (обратно пропорционально R-значению)
Коэффициент теплопередачи, также известный как U-значение, представляет собой скорость передачи тепла через структуру (которая может быть отдельным материалом или композитом), деленную на разницу температур в этой структуре.Единицами измерения являются Вт / м²К. Чем лучше изолирована структура, тем ниже будет значение U. Стандарты изготовления и монтажа могут сильно влиять на коэффициент теплопередачи. Если изоляция плохо установлена, с зазорами и холодными перемычками, тогда коэффициент теплопередачи может быть значительно выше, чем хотелось бы. Коэффициент теплопередачи учитывает потери тепла из-за проводимости, конвекции и излучения.
Расчет U-значения
Базовый расчет U-значения относительно прост.По сути, значение U можно рассчитать путем нахождения обратной величины суммы тепловых сопротивлений каждого материала, из которого состоит данный строительный элемент. Обратите внимание, что, как и материальные сопротивления, внутренняя и внешняя поверхности также имеют сопротивления, которые необходимо добавить. Это фиксированные значения.
Существует ряд стандартов, которые охватывают методы расчета коэффициента теплопередачи. Они перечислены в разделе «Полезные ссылки и ссылки» в конце этой статьи.
Простые расчеты U-значений можно выполнить следующим образом, посмотрев конструкцию строительного элемента послойно. Отметим, однако, что это не учитывает холодное перекрытие (например, стенными связями), воздушные зазоры вокруг изоляции или другие тепловые свойства, например, например, растворных швов . Этот пример рассматривает стенку полости:
Материал | Толщина | Проводимость (значение k) | Сопротивление = Толщина ÷ проводимость (R-значение) |
Наружная поверхность | – | – | 0.040 K м² / Вт |
Глиняный кирпич | 0,100 м | 0,77 Вт / мКк | 0,130 K м² / Вт |
Стекловата | 0,100 м | 0,04 Вт / мКк | 2,500 K м² / Вт |
Бетонные блоки | 0,100 м | 1.13 Вт / мКк | 0,090 K м² / Вт |
Гипс | 0,013 м | 0,50 Вт / мКк | 0,026 K м² / Вт |
Внутренняя поверхность | – | – | 0,130 K м² / Вт |
Итого | 2.916 K м² / Вт | ||
= | 1 ÷ 2,916 = | 0,343 Вт / м²K |
Обратите внимание, что в приведенном выше примере проводимости (значения k) строительных материалов свободно доступны в Интернете; в частности от производителей. Фактически, использование данных производителя повысит точность, если конкретные указанные продукты известны во время расчета. Хотя в вышеупомянутых расчетах можно учесть стыки растворов, оценивая% площади раствора относительно заложенной в него кладки, следует иметь в виду, что это грубый метод по сравнению с более надежным методом, изложенным в BS EN ISO 6946 I .
Измерительное U-значение
Несмотря на то, что расчетные расчеты носят теоретический характер, также могут быть проведены измерения после строительства. Они имеют то преимущество, что могут учитывать качество изготовления. Расчеты теплопередачи для крыш или стен могут быть выполнены с использованием измерителя теплового потока. Он состоит из датчика термобатареи, который прочно прикреплен к испытательной зоне для контроля теплового потока изнутри наружу. Коэффициент теплопередачи получается путем деления среднего теплового потока (потока) на среднюю разницу температур (между внутренней и внешней частями) в течение непрерывного периода около 2 недель (или более года в случае плиты первого этажа из-за накопления тепла в земля).
Точность измерений зависит от ряда факторов:
- Величина разности температур (больше = точнее)
- Погодные условия (облачно лучше, чем солнечно)
- Хорошая адгезия термобатарей к зоне испытаний
- Продолжительность мониторинга (большая продолжительность позволяет получить более точное среднее значение)
- Большее количество контрольных точек обеспечивает большую точность, чтобы уменьшить аномалии
Два усложняющих фактора, которые могут повлиять на теплопроводность материалов:
- Температура окружающей среды из-за скрытой жары и других факторов
- Воздействие конвекционных токов (увеличение конвекции способствует тепловому потоку)
Калькуляторы U-значения
Поскольку расчет значений U может занимать много времени и быть сложным (особенно, когда, например, необходимо учитывать холодное мостовое соединение), были выпущены многочисленные онлайн-калькуляторы значений U.Однако многие из них доступны только по подписке, а те, которые являются бесплатными, имеют тенденцию быть слишком упрощенными. Другой вариант – запросить расчет, например, у производителя изоляции, чей продукт указывается.
Утвержденные строительные нормы и правила Документы L1A, L2A, L1B и L2B в Англии и Уэльсе все ссылаются на публикацию BR 443 Условные обозначения для расчетов U-значений II для утвержденных методологий расчета, в то время как сопутствующий документ Условные обозначения U-значений в практика.Работающие примеры с использованием BR 443 III дают полезные рекомендации.
R-значение, или теплоизоляция (обратная U-величина)
Теплоизоляция является обратным коэффициентом теплопередачи; другими словами, способность материала противостоять тепловому потоку. R-значения чаще используются в определенных частях мира (например, в Австралии), в отличие от предпочтений Великобритании для U-значений. Единицами измерения для коэффициента теплопередачи являются м²K / Вт, и, опять же, более высокая цифра указывает на лучшую производительность (в отличие от более низкой цифры, требуемой для значения U).
k-значение, или теплопроводность (также известная как лямбда или λ-значение; обратная величина теплового удельного сопротивления)
Теплопроводность – это способность материала проводить тепло. Следовательно, высокая теплопроводность означает, что теплопередача через материал будет происходить с более высокой скоростью; обратите внимание, что это также зависит от температуры. Единицы теплопроводности – Вт / мК. Однако, в отличие от значений U и R, значения k не зависят от толщины рассматриваемого материала.
Значение Y, или коэффициент теплопроводности, или коэффициент теплопередачи
Способность материала поглощать и выделять тепло из внутреннего пространства при изменении температуры в этом пространстве называется теплопроводностью (или коэффициентом теплопередачи ) и определяется в BS EN ISO 13786: 2007 Тепловые характеристики строительных компонентов IV . Это также обеспечивает основу для «реализации динамической модели» в CIBSE Guide A: Экологический проект V , который используется для расчета нагрузок охлаждения и летних температур в помещении.Чем выше коэффициент теплопроводности, тем выше будет тепловая масса. Коэффициент теплопроводности аналогичен коэффициенту теплопередачи (и использует те же единицы измерения). Однако он измеряет теплоемкость материала, то есть способность материала накапливать и выделять тепло в течение периода времени, обычно 24 часа. Как и в случае коэффициента теплопередачи, единицами измерения являются Вт / м2К.
Обратите внимание, что коэффициент теплопроводности 9001 “значение Y” не следует путать с коэффициентом теплового моста “значение y”, которое определяется в Приложении K Стандартной процедуры оценки (SAP) как полученное из линейного коэффициента теплопередачи.
фунт / кв.дюйм (Ψ) или линейный коэффициент теплопередачи
Мера потерь тепла из-за теплового моста называется линейным коэффициентом теплопередачи (в отличие от коэффициента теплопередачи «площадь», который иначе называется величиной U), причем единицами измерения снова являются Вт / м²К. Значения Psi используются для получения значений y (коэффициент теплового моста ) в Приложении K Стандартной процедуры оценки.
Тепловое сопротивление (обратное теплопроводности)
Тепловое сопротивление – это способность материала сопротивляться теплопроводности через него.Как и k-значение, это свойство не зависит от толщины рассматриваемого материала. Единицы измерения удельного теплового сопротивления: K⋅m / W.
Теплопроводность (обратная тепловое сопротивление)
Это относится к количеству тепла, проведенного через материал данного объема, в единицу времени, то есть к скорости проводимости. Таким образом, единицами измерения являются W / K.
Тепловое сопротивление (обратное теплопроводности)
Это мера того, насколько хорошо материал может сопротивляться теплопроводности через него, и измеряется в кВт / Вт.Как и в случае теплопроводности, это мера скорости передачи для данного объема.
Тепловая масса
До сих пор в значительной степени игнорируется в строительной отрасли Великобритании, тепловая масса (в отличие от теплопроводности) получается из удельной теплоемкости (способность материала сохранять тепло относительно его массы), плотности и теплопроводность (насколько легко тепло может проходить через материал). Теплопроводность используется SAP 2009 в форме значения ‘k’ (или каппа) при расчете параметра тепловой массы (TMP).Значение «k» представляет собой теплоемкость на единицу площади «термически активной» части строительного элемента (только первые 50 мм толщины элемента оказывают реальное влияние на тепловую массу, поскольку она уменьшается с увеличением глубины в элемент; за 100 мм эффект незначителен). Следует отметить, что значение «k» является приблизительным, так как сделаны предположения о степени термически активных объемов материала; кроме того, он игнорирует влияние теплопроводности при расчете периода, в течение которого тепло поглощается и выделяется из материала.BS EN ISO 13786 VI обеспечивает более эффективный метод определения тепловой массы. Тепловую массу не следует путать с изоляцией.
Значение тепловой массы не может быть переоценено, как показано на следующих примерах:
Наращивание стен | U-значение | Тепловая пропускная способность | Тепловая масса |
| 2 Вт / м²K | 4.26 Вт / м²K | 169 кДж / м²K |
| 0,19 Вт / м²K | 1,86 Вт / м²K | 9 кДж / м²K |
Обратите внимание, насколько плоха тепловая масса современной полой стены по сравнению со сплошной кирпичной стеной.Тем не менее, заменив 13-миллиметровую «мокрую» штукатурку на подкладку, можно значительно увеличить пропускную способность:
Наращивание стен | U-значение | Тепловая пропускная способность | Тепловая масса |
| 0.19 Вт / м²K | 2,74 Вт / м²K | 60 кДж / м²K |
Таким образом, разъединение гипсокартона таким образом позволяет почти полностью удалить эффективную тепловую массу в доме, построенном по современным стандартам и технологиям.
Использование тепловой массы для борьбы с летним перегревом более подробно обсуждается в серии статей Адаптация к изменению климата в зданиях: избыточное тепло , первая часть VII и две VIII .
Декремент
Описывает способ, которым плотность, теплоемкость и теплопроводность материала могут замедлять прохождение тепла от одной стороны к другой, а также уменьшать эти коэффициенты усиления при прохождении через него. Следовательно, это влияет на тепловые характеристики здания в теплое время года. Они называются , задержка декремента, и , коэффициент декремента , соответственно.
Химическая фаза
Когда материал меняет состояние с твердого на жидкое или с жидкого на газ, теплопроводность этого материала может изменяться.Это связано с поглощением и выделением скрытой теплоты, а также может происходить в меньших масштабах, что может быть выгодно в конструкции.
Материалы становятся все более доступными, что может обеспечить высокую тепловую массу из небольших объемов. Известные как материалы с изменением фазы (PCM), это вещества, которые могут накапливать и выделять скрытое тепло при плавлении и затвердевании, соответственно, в узком диапазоне температур. Эти материалы могут быть микрокапсулированы в определенных типах строительных материалов, таких как штукатурка или глина, для формирования облицовочных плит или потолочных плиток.Они также могут быть макро-инкапсулированы, например, в. теплообменных пластин для использования в охлаждающих и вентиляционных установках , и в настоящее время исследуются на предмет их включения в пенополиуретановые панели для таких применений, как композитные облицовочные панели с металлической облицовкой. Преимущество ПКМ состоит в том, что они могут обеспечить значительное количество тепловой массы, будучи при этом очень тонкими; то есть тепловая масса кажется непропорционально большой по сравнению с физической толщиной материала.
PCM могут предложить практическое решение для повторного введения тепловой массы в легких зданиях, чтобы противостоять перегреву, и более подробно обсуждаются в серии статей Адаптация к изменению климата в зданиях: избыточное тепло (часть вторая) IX .
Хотите узнать больше контента? Подпишитесь на новостную рассылку NBS eWeekly.
Зарегистрируйтесь сейчас
,Были проведены четыре образца тектонических форм для проверки их коэффициентов теплопередачи. Анализируя и сравнивая значения испытаний и теоретические значения коэффициента теплопередачи, был предложен метод расчета скорректированных значений для определения коэффициента теплопередачи; предложенный метод оказался обоснованно правильным. Результаты показали, что коэффициент теплопередачи из кирпичной стены из вторичного бетона выше, чем у глиняной кирпичной стены, коэффициент теплообмена из кирпичной стены из вторичного бетона может быть эффективно уменьшен при сочетании с теплоизоляционной плитой из пенополистирола, а изоляция типа сэндвич лучше чем у внешней теплоизоляции.
1. Введение
По мере того, как урбанизация постепенно расширяется, растут быстрые темпы строительства зданий и выдающиеся достижения в области энергосбережения [1]. Энергосбережение играет важную роль в национальных энергетических стратегиях, смягчая существенное давление на ресурсы и окружающую среду [2, 3]. В компонентах частоколов здания площадь наружных стен занимает большую долю по сравнению с крышей здания, дверьми, окнами и т. Д. [4, 5].Тепловые характеристики сохранности наружной стены являются ключом к достижению энергоэффективности в зданиях [5, 6]. Наружные стены отличаются среди строительных материалов, типов конструкций и зависит от условий окружающей среды. Глиняный кирпич, широко используемый во многих существующих зданиях, вызвал большое разрушение земельных ресурсов. Процесс высокотемпературного обжига в печи также привел к увеличению выбросов парниковых газов. Поэтому возникла растущая потребность в исследовании строительных материалов с зелеными стенами, их сохранности и теплоизоляции.Переработанный бетонный кирпич, сделанный из измельченного бетона, широко используется в каменных конструкциях в качестве экологически чистых строительных материалов. Было проведено много исследований его механических свойств, но только несколько измерений его теплоизоляционных свойств [7]. Кроме того, наиболее распространенным типом теплоизоляции было добавление материалов, сохраняющих тепло, снаружи наружной стены, с самым большим ограничением срока службы [8, 9]. Вспениваемый полистирол (EPS), используемый для теплоизоляции, играл очевидную термическую сохранность и эффективность теплоизоляции.Тем не менее, разнообразные материалы для наружных стен с различными формами структурных типов сохранения тепла EPS, независимо от того, отличаются ли различия их теплоизоляционных свойств, традиционно не были предметом внимания в контексте сохранения тепла стены и энергосбережения.
Коэффициент теплопередачи () обычно использовался в качестве показателя для измерения теплового сохранения и теплоизоляции стенок корпуса и определялся главным образом коэффициентом теплопроводности () материалов.Считается, что тепловая и влажная среда влияют на теплопередачу стенок корпуса [10–12]. Коэффициент теплопроводности изменялся в зависимости от температуры воздуха и влажности, что приводило к отклонению между фактическим значением и теоретическим значением. Однако предполагалось, что характеристики параметров материала не изменятся, или коэффициент теплопроводности () материалов был выражен как постоянный во многих исследованиях. Поэтому существует растущая потребность в изучении скорректированного коэффициента теплопроводности материала в различных средах и его расширенного применения в энергосберегающих конструкциях.
Переработанный бетонный кирпич имеет все больший потенциал развития и использования. Его отличная комбинация с изоляционной плитой EPS имеет эффект зеленой защиты окружающей среды и энергосбережения. Понимание эффективности теплопередачи из переработанного бетонного кирпича в сочетании с EPS insula
.