msgbartop
Оборудование для производства строительных блоков
msgbarbottom

13 Дек 11 РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Теплозащитные качества трехслойных ограждающих конструк­ций из традиционных материалов характеризуются приведенным сопротивлением теплопередаче и, соответственно, разностью тем­пературы воздуха помещений и приведенной температурой внут­ренней поверхности, а также температурой внутренней поверхности теплопроводных включений.

Для определения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающую конструкцию условно разрезают плоскостями, па­раллельными направлению теплового потока, на участки, из кото­рых одни могут быть однородными, а другие неоднородными. Тер­мическое сопротивление /?|| определяют по формуле

Я«= Е^/І^І/ЯІ. (IV.9)

1=1 і=1

Где Fi — площадь t-ro участка конструкции, м2; Ri — термическое сопротивление t-ro участка конструкции, м2- К/Вт, определенное для неоднородных участков по формуле (1.8); п — количество уча­стков.

Затем ограждение условно разрезают плоскостями, перпенди­кулярными направлению теплового потока, на однородные и не­однородные слои, термическое сопротивление которых определяют по соответствующим формулам. Термическое сопротивление R± оп­ределяют как сумму термических сопротивлений однородных и не­однородных слоев.

Для ограждающих конструкций, у которых R\ превышает R± не более чем на 25 %, приведенное термическое сопротивление рас­считывают по выражению

/^пр _ —и_!---- L-

3

Пример. Определить приведенное сопротивление теплопередаче трехслойной железобетонной панели.

Исходные данные приведены в примере расчета толщины стен жилого зда­ния (см. с. 99). Размеры панели стены жилого дома 6X2,9 м. Плотность слоев бетона 2500 кг/м2. В стыках панелей толщиной 300 мм термовкладыш из минераловатных плит толщиной 50 мм, снаружи стык зачеканен гернитовым шну­ром теплопроводностью 0,09 Вт/(м-К) и цементным раствором. Внутренняя по­лость стыка замоноличена бетоном теплопроводностью 1,92 Вт/(м-К). Ширина железобетонных ребер в панелях 40 мм.

Термическое сопротивление панели при условном разрезании ее плоскостями, параллельными направлению теплового потока,

>5,32 + 0,68+ 1,42

15,32 0,68 f 1,42

= ^----------- ТТ^" = 1.27 м2 • К/Вт,

2,02 0,155 0,87

Где ^1=5,76-2,66=15,32 м2—площадь участков стены с утеплителем; F2=0,04X Х2 (5,8+2,7) =0,68 м2 — площадь участков ребер стены; ^з=0,08-2 (6+2,9) = = 1,42 м2—площадь участков стыков панелей с термовкладышем;

««.б+^в 0,07 + 0,1 0,13

—'.92 + = 2,02 м2' Wt ~тер'

Мическое сопротивление участков стены с утеплителем; 6СТ 0,3

Rt= —------- = = 0,155 ма ■ К/Вт — термическое сопротивление участков ре-

Ж.6 1 *92

Бер стены.

D _ 6СТ-6Т 6Т 0,3 - 0,05 0,05

8 ~ + м8'«/Вт-термическое

Сопротивление участков стыков панелей с термовкладышем.

Термическое сопротивление панели при условном разрезании ее плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, состоит из суммы термиче­ских сопротивлений однородных железобетонных слоев R' и однородного внут­реннего слоя R"

К 6 + Чсб О'[2]*0'1

Д' =----------------- — =---------- —------- =0,088 ма ■ К/Вт;

Лдаб 1,92

Fi + F* + F» 15,32 + 0,68 + 1,42 Л „„„ 0

ЛГ -^KTJKTJ^^" •к/в*

Ri Rt Rs Ь96 + 0,089 + 0,71

6 0 13

Где /?і=——!----- =1,96 м2-К/Вт—термическое сопротивление утеплителя;

Яут 0,0674

R2— 0,069 м2-К/Вт — термическое сопротивление ребер стены;

Я-ж. б 1,92

6т 0,05

Р. =—— =—!--------- =0,74 и2-К/Вт — термическое сопротивление участков панели

8 Ят 0,0674

С термовкладышем;

Rl = R'+R"=0,088+0,885=0,973 м2-К/Вт.

Приведенное термическое сопротивление рассматриваемого ограждения

/?п+2#. 1,27+2-0,973 „ m

R"р= 11 ^—JL = ■ ------------------ 5----- =1,16 М2-К/Вт.

3 3

Приведенное сопротивление теплопередаче трехслойной железобетонной ог­раждающей конструкции

Л5Р _ _L + ^ + _L _ _L_ +,, 16+_±_ ., ,32 *. к/вт.

Температуру внутренней поверхности теплопроводных включе­ний трехслойных ограждений определяют по формуле

Тв — «В--------

Где R'o, Ro — сопротивления теплопередаче ограждения соответст­венно в местах теплопроводных включений и вне этих мест; v —
коэффициент, характеризующий интенсивность деформаиии тепло­вого поля и зависящий от геометрической формы и размеров теп­лопроводного включения. Значения коэффициента v для наибо­лее характерных видов теплопроводных включений приведены в табл. IV.6.

Таблица. IV.6. Значения коэффициента v в зависимости от его геометриче­ской формы и размеров (по СНиП Н-33-79)*

Схема теплопроводных вклю­

Коэффициент V при

С/в

Чений

Но­мер

Эскиз

0,02

0.06

0.1

0.2

0.4

0,6

0.8

I

1.6

0,12 0,24 0,38 0,55 0,74 0,83 0,87 0,9 0,95

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ч ч

T„

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Л

А

T„

7-- 7

Ч Ч а

Ч

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

0,25 0,5 0,96 1,26 1,27 1,21 1,16 1,1 I

Ч *в ч

^І—ЬI

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ С ТРЕХСЛОЙНЫМИ ОГРАЖДАЮЩИМИ КОНСТРУКЦИЯМИ ИЗ ТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

0,04 0,1 0,17 0,32 0,5 0,62 0,71 0,77 0,89

Ч

Минимальную температуру внутренней поверхности в углу ти­повой конструкции стыка трехслойных железобетонных панелей многоэтажных зданий с примыканием к стыку внутренней перего­родки определяют по формуле Ф. В. Ушкова [47]

Aq X ~Г KOTH

Бп 63 6р

Где R0CT — приведенное сопротивление стыка, определяемое по фор-

Муле =--------- 7------ С---- — Здесь бп — половина толщины пере­
городки бя — толщина зазора между перегородкой и ребром панели; бр — толщина обрамляющего ребра; R0n, R03, /?0Р — сопротивление теплопередаче панели соответственно в сечениях по оси перегород­ки, зазору и обрамляющему ребру, а0Тн — относительный коэффи­циент интенсивности теплообмена между перегородкой и стыком

Здесь

ССв. экв — коэффициент теплообмена, пропорциональный ко­личеству тепла, передаваемому по перегородке в зону стыка, равный

«в-экв = ссв—^ ; (IV.13)

Г DI

Ві — критерий Био для перегородки, характеризующий в данном случае отношение тепла, поступающего из помещения через по­верхность перегородки, к распределяющемуся внутри конструкции

Bi= а*6

Я '

Где б — характерный размер перегородки, равный половине ее тол­щины; % — теплопроводность материала перегородки.

Теплотехнические показатели ограждающих конструкций суще­ственно изменяются при совместном действии процессов передачи тепла и фильтрации воздуха через них, так как последняя вызыва­ет увеличение потерь тепла через ограждение и деформацию тем­пературного поля по сравнению с тепловым состоянием при отсут­ствии фильтрации.

Температурное поле ограждающей конструкции при наличии ус­тановившегося потока фильтрационного воздуха через нее описы­вают уравнением, полученным Ф. В. Ушковым [47]:

CGRX _

Т (X) = /и + ft, - Q, (IV. 14)

Где Rx — термическое сопротивление части конструкции от наруж­ной ее поверхности до плоскости х; Ro — сопротивление теплопере­даче всей конструкции; G — количество воздуха, фильтрующегося через ограждающую конструкцию, кг/(м2-ч); С — удельная тепло­емкость воздуха при постоянном давлении кДж/(кг-К).

Показатель степени CGR в уравнении (IV.14)—безразмерная величина, характеризующая относительную интенсивность филь­трации. С точки зрения теории подобия она представляет собой число Пекле Ре, которое характеризует отношение теплоты, пере­носимой конвенцией (потоком фильтрующегося воздуха) к тепло­те, переносимой теплопроводностью (теплопередача без фильтра­ции воздуха).

Формулу для определения плотности теплового потока в про­извольном сечении ограждения получают путем дифференцирова­ния уравнения (IV.14)

Rr CGRX

Ч = -------------- Св — О - (IV. 15)

Е х — 1

При эксфильтрации воздуха из помещения через ограждение G в формулах (IV.14) и (IV. 15) берут со знаком минус. Из форму­лы "(IV. 14) следует, что при инфильтрации тепловой поток на внут­ренней поверхности ограждения оказывается наибольшим. По ме­ре приближения к наружной поверхности он уменьшается. Такое яв­ление возникает в результате рекуперации (частичного возврата) тепла на нагрев наружного воздуха, фильтрующегося через ограж­дение навстречу потоку тепла.

Сопротивление теплопередаче при установившемся потоке филь­трационного воздуха рассчитывают по выражению

CCRo _ ,

К = - i^- • <IV-16>

При больших значениях потока фильтрующегося воздуха отно-

ECCR0 _ J „1

Шение —^^--------- 1, a R0 ^г ->0. При этом сопротивление теп­лопередаче определяют ПО приближенной формуле Ro — ^ _I_CG '

Где Ко — коэффициент теплопередачи.

Теплозащитные свойства ограждающих конструкций с неплот­ностями и щелями в основном определяются показателями прони­цаемости холодного воздуха. При недостаточной герметизации эти свойства могут быть полностью утрачены.

Сопротивление воздухопроницанию многослойных ограждаю­щих конструкций вычисляют по уравнению

V £и., (IV. 17)

/=і

Где Rh.—сопротивление воздухопроницанию і-го слоя; п — коли­чество слоев, предполагающее одномерное направление потока воз­духа сквозь конструкцию (сквозная фильтрация).

В многослойных конструкциях, отдельные слои которых суще­ственно отличаются друг от друга по сопротивлению фильтрации, а контакты в плоскостях сопряжения слоев неплотные, наблюда­ется также и продольная фильтрация, когда поток воздуха дости­гает поверхности более плотного слоя и распространяется парал­лельно ей, т. е. в направлении наименьшего сопротивления.

Распределяющие потоки по направлениям х и у прямо пропор­циональны градиентам давлений ДР по соответствующим направле­ниям и обратно пропорциональны сопротивлениям R„x и R.

Для большинства многослойных ограждающих конструкций ука­занные характеристики экспериментально не определены и общее сопротивление воздухопроницанию определяют по приближенной зависимости (IV.17).

Дополнительные потери тепла в помещении при наличии воз­духопроницаемых ограждений рассчитывают по формуле

Д<2 = (J; ACBGiFl + Д ЛСвед. j (tB - У, (IV. l8)

Где А — коэффициенты, учитывающие затраты тепла на нагрев воз­духа, проникшего в помещение в результате инфильтрации; Fi— площлдь стен, окон, м2; /у — протяженность стыков, щелей, м.

Ориентировочно принимают [15] такие значения А:

TOC o "1-3" h z Для массива стен.................................................................................... 0,5

Для стыковых соединений................................................. 0,7

Для двойных стен.................................................................................. 0.8

Для открытых проемов окон и дверей и одинарного остекления 1

Наибольшее значение AQ — в здании у помещений первого эта­жа, расположенных с наветренной стороны. Некоторое уменьшение основных теплопотерь будет у помещений в зоне эксфильтрации здания, наибольшее — у помещений верхнего этажа на заветренной стороне.

Пример. Определить дополнительные теплопотери от инфильтрации ё поме­щении первого зтажа наветренной стороны 10-этажного административного кор­пуса в Киеве. Окна со спаренными переплетами, уплотненными пенополиурета - новыми прокладками. Коэффициент воздухопроницаемости t=0,39 кг/(м2-ч-Па), сопротивление воздухопроницанию Ru=2,6 м2-ч-Па2/3/кг. Площадь оконных про­емов /*ок=9,6 ма. Стены из трехслойных железобетонных панелей. Толщина внут­реннего и наружного слоев по 0,05 м. Средний слой из минераловатных плит плотностью 300 кг/м3 и толщиной 0,1 м. Площадь наружных стен в помещении Fc= 17,4 м2. Сопротивление воздухопроницанию стыковых соединений RK= =42 м2-ч-Па/кг. Общая длина стыков /=60 м. Высота этажа 3 м.

Климатические условия: tH=—22 °С, *уи=13,8 Н/м3, t>„=5 м/с.

В помещении: /В=+18°С, - ув=12,8 Н/м3.

Решение. По формуле (1.23)

АР —0,55 • 3 • 10(13,8— 12,8)+0,03 ■ 13,8-52 = 26,8 Па.

Количество воздуха, фильтрующегося через 1 м2 окна, по формуле (1-24) GOK= = 0,39 (26,8)2/3=3,47 кг/(м2-ч).

Сопротивление воздухопроницанию массива наружной стены RK= = 19620 м2-ч-Па/кг (прил. 9 СНиП II-3-79).

Количество воздуха, фильтрующегося через 1 м2 массива наружной стены, по зависимости (1.22) Gc=26,8/19620= 1,31-Ю"3 кг/(м2-ч).

Количество воздуха, фильтрующегося через 1 м стыкового соединения, Gct=26,8/42=0,614 кп/(м-ч).

Дополнительные затраты на нагрев инфильтрующегося воздуха по уравне­нию (IV. 18), приняв Си =1005 Дж/(кг-К),

AQ = (1 . 100Б. 3,47 - 9,6 + 0,5 - 1005. 1,31 ■ 10~3 . 17,4 + 0,7- 1005-0.614.60) X X (18 + 22) / 3600 = (35 000 + 4,6 + 26 000) - 40 / 3600 = 680 Вт.

Как следует из примера, основные затраты тепла идут на по­догрев воздуха, фильтрующегося через окно (57 %) и стыка (42,5 %)• Поэтому особое внимание следует уделять герметизации этих участков ограждений зданий и сооружений.

Оставить комментарий