Теплозащитные свойства ограждений и их влияние на тепловой режим помещения
ТЕМА 2 зимний воздушно-тепловой режим помещения
При разработке проекта отапливаемого здания большое внимание уделяется конструкциям наружных ограждений и оценке их сопротивления теплопередаче.
Теплозащитные качества ограждений принято характеризовать величиной сопротивления теплопередаче, которая численно равна падению температуры в градусах при прохождении теплового потока, равного 1 Вт, через 1 м2 ограждений. Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкций здания.
Уравнение применительно к наружному ограждению здания можно записать в виде:
,
где - сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности, м2·К/Вт;
-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·К);
- сопротивление теплоотдаче наружной поверхности, м2·К/Вт;
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·К);
- термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, м2·К/Вт.
Величина определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:
,
где - термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций, м2·К/Вт;
- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.
Термическое сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции определяют по формуле:
,
где - толщина слоя, м;
- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·К), принимаемый по СНиП «Строительная теплотехника».
Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче
, м2·К/Вт, которое определяется с учетом санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к помещениям зданий, и должно быть оптимальным с технико-экономической точки зрения.
Требуемое сопротивление теплопередаче является максимально допустимым сопротивлением теплопередаче, удовлетворяющим в зимних условиях санитарно-гигиеническим требованиям, и определяются по формуле:
,
где - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;
- расчетная температура внутреннего воздуха, ºС, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
- расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая в соответствии со СНиП 2.01.01-82 с учетом тепловой инерции
ограждающих конструкций, за исключением заполнения световых проемов;
- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней ограждающей конструкции;
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Для наружных дверей и ворот требуемое сопротивление теплопередаче должно быть не менее 0,6·стен зданий и сооружений, определяемого по формуле при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. При определении
внутренних ограждающих конструкций в последней формуле следует принимать
, а вместо
- расчетную температуру воздуха более холодного помещения.
Тепловую инерцию ограждающей конструкции определяют по формуле:
,
где - термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций, м2·К/Вт;
- коэффициенты теплоусвоения материала слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2·К).
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче
, т.е.:
.
Однако это условие недостаточно, необходимо также учитывать технико-экономические показатели. Термическое сопротивление зависит от капитальных затрат на ограждение и от эксплуатационных расходов. При этом величина экономически целесообразного сопротивления теплопередачи ограждения соответствует минимуму приведенных затрат, равных сумме капитальных затрат и эксплуатационных расходов:
.
Если оказывается, что >
, то расчетное сопротивление должно определятся по условию:
≈
.
Определение из нескольких типов конструкций выполняется в соответствии с п. 2.15*СНиП «Строительная теплотехника». Экономически целесообразной будет та конструкция наружного ограждения, для которой величина приведенных затрат будет наименьшей.