Теплотехнический расчет ограждающих конструкций (панелей ТЕРМОКЛИНКЕР)

Расчет теплозащитных характеристик ограждающих конструкций зданий выполняется в соответствии с требованиями и по методикам, изложенным в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Значения теплотехнических характеристик строительных, в том числе теплоизоляционных, материалов в конструкциях под воздействием эксплуатационных факторов изменяются во времени и могут существенно отличаться от значений, получаемых при лабораторных испытаниях и указанных в технических условиях.

При проектировании используются расчетные значения коэффициента теплопроводности материалов ограждающих конструкций в условиях эксплуатации А и Б, приведенных в СНиП II-3-79*.

Расчетные параметры окружающей среды для различных регионов принимаются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология ».

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется исходя из необходимости соблюдения санитарно-гигиенических требований, условий комфортности и требований энергосбережения.

Термическое сопротивление отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

R=δ/λ, (1)

где δ – толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²*⁰С).

Расчетный коэффициент теплопроводности каждого слоя конструкции принимается по Приложению 3 СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».

Необходимый уровень теплозащиты наружных ограждений зданий определяется требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода (ГСОП) для каждого региона.

1. Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²*⁰С/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45⁰) следует принимать не менее нормируемых значений R_req м²*⁰С/Вт, определяемых по табл.4 СНиП 23-02 в зависимости от градусо-суток района строительства R_req, , ⁰С*сут.

Значения R_red для величин D_d отличающихся от табличных, следует определять по формуле:

R_req=а D_d + b, (2)

где D_d – градусо-сутки отопительного периода для конкретного пункта;

a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 СНиП 23-02.

Градусо-сутки отопительного периода (D_d, ⁰С*сут) , определяют по формуле:

D_d= (t_int-t_ht) z_ht, (3)

где t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ⁰С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 табл.4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 ( в интервале 20-22⁰С), для группы зданий по поз.2 табл.4- согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 ( в интервале 16-21⁰С), зданий по поз.3 табл.4- по нормам проектирования соответствующих зданий;

t_ht, z_ht - средняя температура наружного воздуха, ⁰С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10⁰С- при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8⁰С- в остальных случаях.

2. Для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23Вт/м³ и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12⁰С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных) R_req, м²*⁰С/Вт, следует принимать не менее значений, определяемых по формуле:

R_req=n (t_int-t_ext)/ ∆t_nα_int, (4)

где n- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл.6 СНиП 23-02;

∆t_n- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности τ_int ограждающей конструкции, ⁰С, принимаемый по табл.5 СНиП 23-02;

α_int- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м²*⁰С, принимаемый по табл.7 СНиП 23-02;

t_int- то же, что и в формуле (3); для всех зданий

t_ext- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ⁰С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.

3. В производственных зданиях, предназначенных для сезонной эксплуатации, в качестве расчетной температуры наружного воздуха в холодный период года, t_ext , ⁰С, следует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца, определяемую как среднюю температуру января по табл.3* СНиП23-01, уменьшенную на среднюю суточную амплитуду температуры воздуха наиболее холодного месяца (таблица 1* СНиП23-01).

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²*⁰С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев по формуле:

R₀ = R₁+ R₂+ R₃, (5)

Для Санкт-Петербурга:

Градусо-сутки отопительного периода (D_d) вычисляем по формуле (3):

D_d =(20-(-0,9))239= 4995,1 (⁰С*сут) – для жилых зданий;

D_d =(18-(-1,8))220= 4356 (⁰С*сут) – для общественных зданий;

D_d =(16-(-1,8))220= 3916 (⁰С*сут) – для производственных зданий;

Нормируемые значения R_req вычисляем по формуле (2) с учетом примечания табл.4 СНиП 23-02:

R_req=0,00035*4995,1+1,4=3,15 ( м²*⁰С/Вт) – для жилых зданий;

R_req=0,0003*4356+1,2=2,51 ( м²*⁰С/Вт) – для общественных зданий;

R_req=0,0002*3916+1,0=1,78 (м²*⁰С/Вт) – для производственных зданий;

Нормируемые значения R_req для производственных зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12⁰С вычисляем по формуле (4):

R_req=1(12-(-26))/5,0* 8,7=0,87 (м²*⁰С/Вт).

Нормируемые значения R_req для производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, вычисляем по формуле (4):

R_req=1(16-(-7,7-5,6))/5,0* 8,7=0,67 (м²*⁰С/Вт).

Термическое сопротивление отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции (панели ТЕРМОКЛИНКЕР) вычисляем по формуле (1):

R₁=0,05/0,02=2,5 (м²*⁰С/Вт) ;

R₂=0,015/0,47=0,032 (м²*⁰С/Вт);

R₃=0,009/0,58=0,016 (м²*⁰С/Вт);

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀ для панели ТЕРМОКЛИНКЕР (система 65мм) вычисляем по формуле (5):

R₀ = R₁+ R₂+ R₃ =2,548 (м²*⁰С/Вт).

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀ для панели ТЕРМОКЛИНКЕР (система 45мм) вычисляем по формуле (5):

R₀ = R₁+ R₂+ R₃ =1,548 (м²*⁰С/Вт).

Результаты расчетов приведенного сопротивления теплопередачи R₀ при использовании панелей ТЕРМОКЛИНКЕР для различных вариантов стен приведены в таблице 1.

Таблица 1

Примечание: В таблице выделены красным цветом значения приведенных сопротивлений теплопередачи удовлетворяющих нормированному для СПб: R_req =3,15 (м²*⁰С/Вт).