Теплозащитные свойства ограждений

ГЛАВА 2. ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫИ И ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМЫ ПОМЕЩЕНИЙ

Зимний воздушно-тепловой режим помещений

Теплозащитные свойства ограждений.

Конструкция ограждения и ее сопротивления теплопередаче обеспечивают микроклимат и экономичность здания.

Сопротивление теплопередаче R_o - падение температуры (^оС) при прохождении теплового потока в 1 Вт через 1 м² ограждения.

R_o = R_В+ R_к+ R_н=1/α_В+ R_к+1/α_н, (2.1)

где R_В, R_н — сопротивление теплоотдаче внутренней и наружной поверхности, м²·К/Вт; R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, м²·К/Вт; α_В, α_н — коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·К), (табл. 2.1) и (табл. 2.2).

R_к=R₁+R₂+...+R_n+R_вп= δ₁/λ₁+ δ₂/λ₂+…+ δ_n/λ_n+ R_вп, (2.2),(2.3)

где R₁, R ₂,,.., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·К/Вт; R_вп — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (табл. 2.3); δ — толщина слоя, м; λ — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·К) (СНиП 11-3-79 прил.1).

Требуемое сопротивление теплопередаче R_o^тр удовлетворяет в зимних условиях санитарно-гигиеническим требованиям

где п — коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (табл. 2.4); t_В — расчетная температура внутреннего воздуха, ^оС (по ГОСТ 12.01.005—88); t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая в соответствии со СНиП 2.01.01—82 с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций, за исключением заполнений проемов (табл. 2.5); Δt ^н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней ограждающей конструкции (табл. 2.6); α_В — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·К).

Для наружных дверей (кроме балконных) и ворот R_о ^тр должно быть не менее 0,6 R_о ^тр стен, при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

При определении R_о ^тр внутренних ограждающих конструкций по формуле (2.6) принимают п = 1, а t_н — расчетную температуру воздуха более холодного помещения.

Тепловая инерция D ограждающей конструкции

D = R₁s₁+R₂s₂+...+ R_ns_n, (2.7)

где R₁, R₂, …, R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающих конструкций, м²·К/Вт, (4.3); s₁, s₂, …, s_n — коэффициенты теплоусвоения материала слоев ограждения, Вт /(м²·К).

Коэффициент теплоусвоения материала s - способность поверхности стенки площадью 1 м² усваивать тепловой поток мощностью 1 Вт при температурном перепаде в 1 °С. Он зависит от продолжительности отопления z и физических свойств материала — теплопроводности λ, теплоемкости с и плотности ρ:

s = √ 2π λ с ρ/ z. (2.8)

При z = 24 часа

s₂₄ = 0,27 √λ с ρ (2.9)

Кроме стен, потолков и полов, нормируется также приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконов, дверей, фонарей (прил. 6 СНиП II-3-79).

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_o должно быть не менее R_o^тр

R_o≥ R_o^тр (2.10)

Однако (2.10) недостаточно, необходимо учитывать технико-экономические показатели. Из рис. 2.1 видно, что термическое сопротивление зависит, с одной стороны, от капитальных затрат К на ограждение, а с другой — от эксплуатационных расходов Э·Т. Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче ограждения R_o^эк соответствует минимуму приведенных затрат:

П=К+ Э·Т. (2.11)

К — капитальные затраты на ограждение, руб/м²; Э — эксплуатационные расходы, зависящие, в основном, от теплопотерь ограждения, руб/м²; Т = 8,33 года — нормативный срок окупаемости дополнительных капитальных затрат.

Рис. 2.1. Изменение капитальных и эксплуатационных затрат в зависимости от сопротивления теплопередаче ограждения.

Если оказывается, что R_o^эк > R_o^тр, то расчетное сопротивление должно определяться по условию

R_o ≈ R_o^эк (2.12)

R_o^эк определяется п. 2.15 СНиП II-3-79. Выбирают конструкция наружного ограждения, с минимальной величиной приведенных затрат.