4.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Исходные данные:

Место строительства - г. Псков;

Климатический район: II В

Зона влажности - нормальная;

Продолжительность отопительного периода: z_ht=212 суток;

Средняя расчетная температура отопительного периода: t_ht=-1,6С;

Температура холодной пятидневки: t_ext= -26С;

Температура внутреннего воздуха t_int=+20 С;

Влажность внутреннего воздуха: ц=55%;

Влажностный режим помещения: нормальный;

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/м² С;

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения

= 12 Вт/м²·°С;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия теплого чердака = 9,9 Вт/м² ·°С

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности покрытия тёплого чердака = 23 Вт/м²·°С .

Тип здания - 9-этажный жилой дом. Кухни в квартирах оборудованы газовыми плитами. Высота чердачного пространства - 2,0 м. Площади покрытия (кровли) А_g.c = 448,5 м², перекрытия теплого чердака А_g.f = 448,5 м², наружных стен чердака А_g.w = 230 м².

В теплом чердаке размещена верхняя разводка труб систем отопления и водоснабжения. Расчетные температуры системы отопления - 95 °С, горячего водоснабжения - 60 °С.

Диаметр труб отопления 50 мм при длине 55 м, труб горячего водоснабжения 25 мм при длине 30 м.

Чердачное перекрытие:

Рис. №2 Расчётная схема

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице №2.

Таблица №2.

Совмещённое покрытие:

Рис. №3 Расчётная схема

Совмещенное покрытие над теплым чердаком состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице №3.

Таблица №3

Расчет:

Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003:

= ( 20-(-1,6 ) )·212 = 4579,2 єС^.сут.

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче покрытия жилого дома по формуле (1) СНиП 23-02-2003:

R_req = a·D_d + b =0,0005·4579,2 + 2,2 = 4,49 м²·С/Вт;

По формуле (29) СП 23-101-2004 определяем требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия теплого чердака , м²·°С /Вт:

,

где - нормируемое сопротивление теплопередаче покрытия;

n - коэффициент определяемый по формуле (30) СП 230101-2004,

(20 - 15)/(20 + 26) = 0,109.

По найденным значениям и n определяем :

= 4,49?0,109 = 0,489 м²·С /Вт.

Требуемое сопротивление покрытия над теплым чердаком R₀^g.c устанавливаем по формуле (32) СП 23-101-2004:

R₀^g.c = (- t_ext)/(0,28 G_venс(t_ven - ) + (t_int - )/R₀^g.f + ()/А_g.f - (- t_ext) а_g.w / R₀^g.w,

где G_ven - приведенный (отнесенный к 1 м² чердака) расход воздуха в системе вентиляции, определяемый по табл. 11 СП 23-101-2004 и равный 19,5 кг/(м²?ч); c - удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг·°С);

t_ven - температура воздуха, выходящего из вентиляционных каналов, °С, принимаемая равной t_int + 1,5;

q_pi - линейная плотность теплового потока через поверхность теплоизоляции, приходящаяся на 1 м длины трубопровода, принимаемая для труб отопления равной 25, а для труб горячего водоснабжения - 12 Вт/м. Приведенные теплопоступления от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения составляют:

()/А_g.f = (25·55 + 12·30)/448,5 = 3,87 Вт/м²;

a_g.w - приведенная площадь наружных стен чердака м²/м², определяемая по формуле (33) СП 23-101-2004,

= 230/448,5 = 0,51;

- нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен теплого чердака, определяемое через градусо-сутки отопительного периода при температуре внутреннего воздуха в помещении чердака = +15 єС.

- t_ht)·z_ht = (15 + 1,6)212 = 3519,2°C·сут,

м² ·°С/Вт

Подставляем найденные значения в формулу и определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия над теплым чердаком:

(15 + 26)/(0,28·19,2(21,5 - 15) + (20 - 15)/0,489 + 3,87 - (15 + 26)·0,51/2,63 = 0,99 м² ·°С/Вт Определяем толщину утеплителя в чердачном перекрытии при R₀^g.f = 0,489 м² ·°С/Вт:

= (R₀^g.f - 1/- R_ж.б - R_руб-1/)_ут = (0,489 - 1/8,7 - 0,142 -0,029- 1/12)0,08 = 0,01 м,

принимаем толщину утеплителя = 40 мм, так как минимальная толщина минераловатных плит 40 мм (ГОСТ 10140), тогда фактическое сопротивление теплопередаче составит:

R₀^{g.f факт.}= 1/8,7 + 0,04/0,08 + 0,029 + 0,142 + 1/12 = 0,869 м²·°С/Вт.

Определяем величину утеплителя в покрытии при R₀^g.c = 0,99 м²·°С/Вт:

= (R₀^g.c - 1/ - R_ж.б - R_руб - R_ц.п.р - R_т - 1/)_ут = (0,99 - 1/9,9 - 0,142 - 0,029 - 0,022 - 0,035 - 1/23 ) 0,08 = 0,049 м ,

принимаем толщину утеплителя (МВП повыш. жесткие) 50 мм, тогда фактическое значение сопротивления теплопередаче чердачного покрытия будет практически равно расчётному.

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания.

I. Проверяем выполнение условия для чердачного перекрытия:

= (20 - 15)/(0,869?8,7) = 0,661 °С,

Согласно табл. 5 СНиП 23-02-2003 ?t_n = 3 °С, следовательно, условие ?t^g = 0,66 °С < ?t_n =3 °С выполняется.

Проверяем наружные ограждающие конструкции чердака на условия невыпадения конденсата на их внутренних поверхностях, т.е. на выполнение условия :

- для покрытия над теплым чердаком, приняв Вт /м²·°С,

15 - [(15 + 26)/(0,99?9,9] = 10,82 °С;

- для наружных стен теплого чердака, приняв Вт /м² ·°С,

15 - [(15 + 26)]/(2,63?8,7) = 13,21 °С.

II. Вычисляем температуру точки росы t_d, °С, на чердаке:

- рассчитываем влагосодержание наружного воздуха, г/м³, при расчетной температуре t_ext:

г/м³;

- то же, воздуха теплого чердака, приняв приращение влагосодержания ?f для домов с газовыми плитами, равным 4,0 г/м³:

г/м³;

- определяем парциальное давление водяного пара воздуха в теплом чердаке:

По приложению С по значению Е = е_g находим температуру точки росы t_d = 5,85 °С.

Полученные значения температуры точки росы сопоставляем с соответствующими значениями и :

=10,82 > t_d = 5,85 °С;

= 13,21 > t_d = 5,85 °С.

Температура точки росы значительно меньше соответствующих температур на внутренних поверхностях наружных ограждений, следовательно, конденсат на внутренних поверхностях покрытия и на стенах чердака выпадать не будет.

Горизонтальные и вертикальные ограждения теплого чердака удовлетворяют нормативным требованиям тепловой защиты здания.