Теплотехнический расчет наружной стены

Теплотехнический расчет наружной стены

Сегодня мы рассмотрим как провести теплотехнический расчет наружной стены.

Первым делом открываем СНиП 23-01-99 «Климатология» и выписываем из него необходимые данные, касающиеся нужного нам города. Будем делать расчет на примере Екатеринбурга и Москвы (значения для Москвы в скобочках).

1. СНиП «Климатология». Табл.1.

T_int +22^o, (+22^о) – температура внутри помещения, принимается по самому холодному помещению. В данном случае для ванны. Для жилой комнаты эта температура будет +20 (для расчета можно использовать и это значение).

T_ext -35^o, (-28^о) -5 колонка в табл.1 – температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92

T_n -6^o, (-3,1^о) — 12 колонка в табл.1 – средняя температура наружного воздуха

Z_nt 230 (214) — 11 колонка в табл.1 – продолжительность (сут.) отопительного периода.

В этой же таблице можно посмотреть преобладающее направление ветра за декабрь-февраль в вашем городе. В Екатеринбурге, Киеве – западные ветра. В Москве и Санкт-Петербурге преобладают юго-западные ветра. В Перми, Кургане, Минске – южные ветра.

2. Посчитаем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»:

D_d= (T_int — T_n) Z_nt

Подставляем наши значения:

(22-(-6)*230 = 6440 – Екатеринбург

(22-(-3,1)*214 = 5371 – Москва

3. Определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_redпо СНиП 23-02-2003. Смотреть значения в табл.4 для жилых зданий.

Екатеринбург D_d = 6440. В таблице это значение находится в пределах от 6000 до 8000. Таким образом, нормируемое значение сопротивления теплопередачи стен будет в пределах 3,5-4,2 (табл.4 колонка 3). Находим более точное значение методом интерполяции.

При 6000 значение R_red 3,5

Определяем значение R_red для 440.

8000-6000 = 2000; 4.2 — 3.5 = 0,7

2000 – 0,7

440 – х

х = (440*0,7)/2000 = 0,154 м²×°С/Вт

R_red = 3,5 + 0,154 = 3,654 м²×°С/Вт

Тоже посчитаем для Москвы:

Москва D_d = 5371. В таблице это значение находится в пределах от 4000 до 6000. Таким образом, нормируемое значение сопротивления теплопередачи стен будет в пределах 2,8-3,5.

При 4000 значение R_red 2,8

Определяем значение R_red для 1371.

6000-4000 = 2000; 3.5 — 2.8 = 0,7

2000 – 0,7

1371 – х

х = (1371*0,7)/2000 = 0,480 м²×°С/Вт

R_red = 2,8 + 0,480 = 3,280 м²×°С/Вт

Мы получили нормируемые значения сопротивления теплопередаче стен. Значения, которые мы получим для конкретной стены, должны быть больше или равны этому значению. R_факт.> R_red

4. А теперь приступаем к расчету конкретной стены. В качестве примера использую стену и крупноформатного керамического камня:

Выбираем параметры стены. Для примера выберем блоки Porotherm толщиной 510 мм с отделкой штукатуркой 2 см.
В интернете находим теплотехнические параметры блока. Нас интересует параметр теплопроводность обозначается λ, Вт/(м*С). Теплопроводность нужного нам блока у Екатеринбургской фирмы будет 0,14 (смотреть параметры необходимо у производителей в вашем городе, потому что параметры отличаются). Штукатурка λ=0.76
Нам понадобятся дополнительные значения из СНиП «Тепловая защита зданий». a_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²×°С) для стен этот параметр составляет 8,7. (см. в табл. 7). И a_ext— коэффициент теплоотдачи для зимних условий, для наружных стен – 23 (СНиП ll-3-79 табл.6).
Основная формула для расчета:

R_факт. = R_int+ R_к+ R_ext

R_int = 1/a_int = 1/8.7 = 0,115 м²×°С/Вт

R_ext = 1/a_int = 1/23 = 0,043 м²×°С/Вт

R_к = R₁+ R₂+….(сколько слоев конструкции стены столько и R)

R₁ = 0,51/0,14 = 3,64 м²×°С/Вт (0,51 – толщина стены, 0,15 – теплопроводность)

R₂ = 0,02/0,76 = 0,03 м²×°С/Вт

R_к = 3,64 + 0,03 = 3,67 м²×°С/Вт

R_факт. = 0,115 +3,67+ 0,043 = 3,828 м²×°С/Вт

R_факт.> R_red

R_red= 3,654 м²×°С/Вт

R_факт. = 3,828 м²×°С/Вт

3,828 >3,654

Условие выполняется, значит, данная конструкция стены нам подходит. Для Москвы можно попробовать взять блок толщиной 380 мм.