Расчет тепловой защиты помещения. Расчет толщины утеплителя. Проверка теплоустойчивости ограждения

Поэтому этот параметр не нормируется, хотя его влияние на охлаждение человеческого тела весьма значительно. Вместо него СНиП [1] рекомендуют не превышать в помещениях предельно допустимых перепадов температур Δt^н, которые называются нормативными, между воздухом помещения и поверхностями ограждающих конструкций: стен, потолка, пола. Так, в жилых помещениях этот перепад не должен повышать:

·  для стен – 4 °C;

·  для потолка – 3 °C;

·  для пола – 2 °C [1, табл. 2*, с.4].

На окна правило перепадов не распространяется, а потому на них допускается выпадение не только росы, но и инея, что в еще большей степени усугубляет в помещении радиационный дискомфорт.

Отсутствие действительного контроля за радиационной температурой помещения является крупным недостатком существующих СНиП [1].

Обеспечение оптимальных параметров теплового микроклимата в помещениях достигается тепловой защитой от внешних погодных воздействий и работой отопительно-вентиляционных установок, мощность которых определяется исходя из приточно-сточных балансов тепла, влаги и воздуха, составляемых для помещения. Таким образом, расчет тепловой защиты помещения всегда опережает проектирование отопительной системы и определяет нагрузки на несущие конструкции.

Концентрация водяных паров в воздухе помещения, как правило, выше, чем на улице. Они могут конденсироваться и выпадать в виде росы не только на внутренней поверхности ограждающей конструкции, но и в ее толще при диффузии водяных паров на улицу, поэтому конструкции проверяют на возможность выпадения росы на поверхности и в толще. Наиболее вероятными местами выпадения росы являются поверхности холодных углов, теплопроводных включений, панелей и колонн, насыщенных металлической арматурой и т.п. Их температура должна быть выше точки росы. Если из-за высокой влажности (в банях, прачечных и т.п.) выпадение росы неизбежно, то внутреннюю поверхность надо облицовывать водонепроницаемыми материалами. Если же роса выпадает в толще ограждения, то следует проверить влажностной режим увлажняемого слоя на выполнение двух условий. Во-первых, материал, в котором выпадает роса, должен в благоприятное время года успевать высохнуть, чтобы не было прироста влажности. Это условие называется ненакоплением влаги. Во-вторых, к концу периода влагонакопления, охватывающего месяцы с температурой 0 °C и ниже, прирост влажности в материале не должен превысить допустимого значения. В противном случае возникнет временное снижение теплозащитных свойств конструкции, что не позволит поддерживать тепловой  микроклимат помещения на должном уровне. Для выполнения второго условия слой, в котором возможно выпадение росы, проверяют на допустимое увлажнение.

Параметры микроклимата снижаются при инфильтрации через конструкцию холодного воздуха с улицы, поэтому величина инфильтрации ограничивается Строительными нормами и правилами [1] и подлежит проверке.

В результате расчетов получают минимальную допустимую толщину конструкции ограждения, отвечающую всем вышеперечисленным требованиям. Проектировать конструкцию тоньше нормативно обусловленного значения нельзя, а толще можно, если этого требуют условия энергосбережения. Иными словами, из двух вычисленных значений сопротивления теплопередаче: экономического R_0э и санитарного R_0с – к исполнению принимается наибольшее, обозначаемое в дальнейшем как требуемое R₀^тр.

Для более глубокого и конкретного усвоения процесса теплотехнического проектирования зданий необходимо для заданного района строительства рассчитать предложенную конструкцию.

1. Выборка исходных данных

1.1. Климат местности

Для указанного в задании пункта строительства выпишем из СНиП «Строительная климатология и геофизика» необходимые для расчета характеристики климата.

Пункт строительства – Саратов.

1.  Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха e_н запишем в табличной форме

2.  Продолжительность периодов, сут.:

·  влагонакопления с температурами ≤ 0°C           z₀ = 155      

·  отопительного                                                      z_от = 204

3.  Повторяемость П и скорость V ветра запишем в табличной форме

4.  Интенсивность солнечной радиации в июле, Вт/м²:

·  на фасад западной ориентации:       максимальная      I_max = 783

средняя                 I_ср = 197     

·  на горизонтальную поверхность:    максимальная      I_max = 842

средняя                 I_ср = 328

5.  Температура воздуха, °C:

·  абсолютно минимальная                            -48

·  средняя наиболее холодных суток            -37

·  средняя наиболее холодной пятидневки   -28

·  средняя отопительного периода                -6,5

1.2. Параметры микроклимата помещения

1.  Назначение помещения – Спортивный зал.

2.  Температура внутреннего воздуха t_в = 17 °C.

3.  Относительная влажность внутреннего воздуха φ_в = 55%.

4.  Разрез рассчитываемого огорождения:

1.3. Теплофизические характеристики материалов

Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности. На нее влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.

1.  По табл.1 [1] определим влажностный режим помещения – нормальный.

2.  По карте прил.1 [1, с.14] определим зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт – сухая.

3.  По прил.2 [1, с.15] определим влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции – А.

4.  Из прил.3 [1, с.15…23] выпишем в табличной форме (с учетом условий эксплуатации) значения характеристик материалов, составляющих данную конструкцию

Воздушная прослойка 0.04м; R₄=0,16; μ=0.

2. Определение точки росы

1.  По заданной температуре t_в из прил.1 [2, с.18] найдем упругость насыщающих воздух водяных паров E_в = 1937 Па.

2.  Вычислим фактическую упругость водяных паров, Па, при заданной