ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ

  I.  РАСЧЕТ ПО ГИГИЕНИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

г. Челябинск – находится в зоне 3 (сухая), условия эксплуатации при влажностном режиме помещений нормальном. Условия эксплуатации А.

[1] табл. 1

19

21

22

23

tnхс

tnхп

Z от.

t от.

-38 °С

-34 °С

218

-7,3 °С

По формуле:

R0тр = n · (tв - tn) = 1(20 + 36,5) = 1,62 м² °С/Вт

гиг ∆tн · dв 4 · 8,7

n = 1 – коэффициент [1] табл. 3*

tв = 20 °С – температура внутреннего воздуха

tn = - 36,5 °С – температура наружного воздуха

tn = - | tnхп + tnхс | = - | 35 + 38 | = - 36,5 °С

| 2 | | 2 |

∆tн = 4 [1] табл. 2*

∆tн = tв - τв = 4 °С

dв = 8,7 [1] табл. 4

  II.  РАСЧЕТ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ТРЕБОВАНИЯМ

С 1 января 2000 г. Определяется в зависимости от градус сутки отопительного периода (ГСОП).

ГСОП = (tв – tоп.) · Z = (20 + 7,3) · 210 = 5951,4

По таблице [1] 1б*

ГСОП → R0тр

эн. сбер.

4000

2,8 м² °С/Вт

5951,4

6000

3,5 м² °С/Вт

2000

0,7 м² °С/Вт

5951,4 – 4000 = 1931,4

0,7 · 1931,4 = 0,675 = 0,67

2000

5951,4 → 3,47 м² °С/Вт

4000 → 2,8 м² °С/Вт

1931,4 → 0,67 м² °С/Вт

Энергосберегающую конструкцию стены проектируют из условия:

R0 ≥ R0тр

эн. сбер.

  III.  ОПРЕДЕЛЯЕМ R0 НАШЕЙ СТЕНЫ БЕЗ УТЕПЛИТЕЛЯ

Стена: кирпичная б = 510 мм, с внутренней штукатуркой 30 мм и внешней 20 мм; из силикатного кирпича р = 1400 (кг/м³) и цементно-песчаного раствора р = 1700 (кг/м³).

Конструкция стены.

№ п/п

материал

б (м)

γ (кг/м³)

λ (Вт/м °С)

s

R=б/ λ (м² °С/Вт)

1

ЦПР

0,03

1700

0,76

9,60

0,039

2

кирпичная кладка

0,51

1400

0,64

7,93

0,79

3

ЦПР

0,02

1700

0,76

9,60

0,026

0,855

R0 = Rв + R + Rн

Rв = 1/ dв; Rв = 1/ 8,7 = 0,114 [1] табл. 4*

Rн = 1/ dн; Rн = 1/23 = 0,043 [1] табл. 6*

R = ∑ R; R = 0,039 + 0,79 + 0,026 = 0,855

R0 = 0,114 + 0,855 + 0,043 = 1,01 м² °С/Вт

1,01 ≥ 3,47

не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям и СТЕНУ НУЖНО УТЕПЛЯТЬ.

  IV.  ОПРЕДЕЛЯЕМ ТОЛЩИНУ ВЫБРАННОГО УТЕПЛИТЕЛЯ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

Принимаем в качестве утеплителя пенополистерол р = 150 (кг/м³)

λ = 0,052 Вт/м °С ; s = 0,89 Вт/м °С

R0тр = R0 без. утеп. + R0 утеп.

3,47 = 1,01 + (бут / λ)

3,47 = 1,01 + (бут /0,052)

3,47 – 1,01 = бут /0,052

бут = (3,47 – 1,01) · 0,052 = 0,127 = 0,13 м

  V.  ОПРЕДЕЛЯЕМ ТОЛЩИНУ СТЕНЫ

Толщина стены без утепимм

Толщина утеплимм

б = 0,02 + 0,51 + 0,03 + 0,13 = 0,69 м.

  VI.  ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА УЛОЖИМ:

А) Утеплитель внутрь стены, так называемая облегченная кирпичная кладка. Утеплитель лучше располагать ближе к наружной гране; т. к. диффузия пара внутреннего воздуха не будет увлажнять утеплитель и вся влага, попадаемая в слой утеплителя, будет удаляться в наружный воздух; т. к сопротивление паропроницания внутреннего слоя стены лучше чем наружного.

Б) Утеплитель располагается снаружи. И нулевая температура не доходит во внутреннюю несущую часть стены, что повышает долговечность стен

В) Недостатком этой конструкции является необходимость связывать наружные и внутренние слои стены диафрагмами через 5 рядов кладки. Эти диафрагмы являются теплопроводными включениями и на их поверхности может образоваться конденсат.

Если τв < τр

  VII.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ

Найдем температуру точки росы внутри помещения. Для этого мы должны знать относительную влажность воздуха внутри помещения φ (60%) и температуру внутреннего воздуха tв (20 °С).

Для каждой температуры воздуха наступает определенное количество пара, насыщающего воздух и после которого пар выпадает конденсатом.

Для этого существует понятие максимального порциального давления водяного пара Е (Па). Оно определяется в паскалях.

Внутренний воздух характеризуется действительным давлением пара е (Па).

φ = Е · 100

Е

Е = 2338 Па

е = 2338 · 60 = 1402,8 Па

100

t = 12 °С

Вывод: конденсат образуется при Е = 2338 Па, е = 1402,8 Па и

t = 12 °С.

Эта температура и есть температурой точки росы τр = 12 °С

  VIII.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ

Конденсат не образуется если τв > τр. Найдем τв из уравнения Фурье: τв = tв – (tв – tн) · Rв

R0

Определим R0 диафрагмы: R0диаф = R0без утеп. + (бут / λк) = 1,01 + (0,13 / 0,64) = 1,21

τв = 20 – (20 + 36,5) · 0,115 = 14,63

1,21

Вывод: температура поверхности на диафрагме

τв = 14,63 °С > τр = 12 °С, конденсат не образуется.