Пособие по теплотехническому расчету инвентарных зданий (передвижных контейнерных и сборно-разборных) (к снип ii-3-79*)

(20)

(21)

где - термическое сопротивление слоев от внутренней и нару­жной поверхности ограждения до воздушной прослойки, м²·⁰С/Вт; к - ко­эффициент, учитывающий особенности действия воздушной прослойки, образованной вертикально расположенным профилированным листом с высотой складки не менее 10 мм, определяется по формуле:

(22)

где a - ширина удаленной от утеплителя полки профилированного листа, мм; b - ширина прилегающей к утеплителю полки профилированного ли­ста, мм; l - шаг складки профилированного листа, мм.

Пример 2. Определить приведенное сопротивление теплопередаче стены с окном мобильного (инвентарного) здания. Расчетная темпе­ратура наружного воздуха , внутреннего . Режим Б. Длина стены В=5,5 м, высота Н=2б8 м, размер окна 1,2´1 м. Каркас панели деревянный, наружная облицовка - гофрированный металл, внут­ренняя - гофрированный фибролит с шагом складки l=200 мм, высотой h=30 мм и шириной полок, удаленной от утеплителя a=40 мм, прилегаю­щей к утеплителю b=100 мм.

Утеплитель - минвата: плотность кг/м³, толщина d=100 мм; коэффициент теплопроводности Вт/(м×С), сопротивление тепло­передаче м²×⁰С/Вт. Требуемое сопротивление теплопередаче м²×⁰С/Вт, сопротивление теплопередаче по полю, панели м²×⁰С/Вт, сопротивление теплопередаче окна м²×⁰С/Вт. Воздухопроницаемость панели G=0,5 кг/(м²×ч).

Рассчитываем коэффициент , учитывающий влияние теплопро­водных включений, по формулам (9) - (13).

Для этого рассчитываем площади эпюр распределения температу­ры на внутренней поверхности участков (а, б, в, г) w, м×⁰С панели по сечениям (рис. 3).

Рис. 3. Распределение температуры на внутренней поверхности панели по ее сечениям

1. По вертикальным сечениям ось х-х:

площади базовых эпюр температурного поля отдельных участков

,

,

,

;

условные площади эпюр температурного поля отдельных участков (без учета теплопроводных включений)

,

,

,

;

фактические площади эпюр температурного поля отдельных учас­тков

,

,

,

.

2. По горизонтальным сечениям ось y-y:

площади базовых эпюр температурного поля отдельных участков

,

,

,

;

условные площади эпюр температурного поля отдельных участков (без учета теплопроводных включений)

,

,

,

;

фактические площади эпюр температурного поля отдельных участков

;

,

,

;

;

,

,

;

,

;

,

,

;

;

,

,

,

;

;

.

3. Рассчитываем по формулам (11) - (12) коэффициент приведения по вертикальному и горизонтальному сечениям участка «а»

,

.

4. Рассчитываем по формуле (13) коэффициент

.

5. Рассчитываем по формуле (10) коэффициент приведения для участка «а»

.

Аналогичным образом рассчитывались . Полученные ре­зультаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п

Показатель

Участки панели (рис. 3)

а

б

в

г

1.

Площади участков, м²

8,4

4,2

0,6

1

2.

Отношение площади участка к площади панели

0,59

0,3

0,04

0,07

3.

Площади эпюр распределения температуры на внутренней поверхности участков, w, м×⁰С, по сечения:

вертикальному

50,4

50,4

10,8

18

38,64

38,64

6,96

13,2

36,4

36,4

5,8

11,02

горизонтальному

54

27

18

18

41,4

20,7

11,6

13,8

39,21

18,42

10,64

11,96

4.

Коэффициенты приведения по вертикальным и горизонтальным сечения участка

0,84

0,84

0,77

0,69

0,85

0,73

0,87

0,7

5.

Коэффициент

1,18

1,31

1,24

1,43

6.

Коэффициент приведения для всего участка

0,84

0,80

0,83

0,69

Рассчитаем по формуле (9) общий коэффициент приведения , учитывающий теплопроводные включения

.

Рассчитываем по формулам (15) - (17) коэффициент , учитываю­щий влияние воздухопроницаемости на общий уровень теплозащиты ог­раждения

.

Рассчитываем по формулам (18) - (22) коэффициент , учитываю­щий влияние на общий уровень теплозащиты внутренней конвекции воз­духа в трехслойных ограждающих конструкциях с вентилируемыми воз­душными прослойками и воздухопроницаемым утеплителем. Для этого по формулам (20) и (21) предварительно рассчитываем средние темпера­туры воздуха во внутренней и наружной воздушных прослойках

Определяем удельный вес воздуха и соответственно внутрен­ней и наружной воздушных прослоек [формула (31) СНиП II-3-79**]

Рассчитываем коэффициент к по формуле (22)

Рассчитываем количество тепла, переносимого за счет внутренней конвекции воздуха от одной поверхности панели к другой, , Вт/м², по формуле (19)

Определяем общий коэффициент приведения сопротивления теп­лопередаче стеновой панели по глухой части

.

Рассчитываем по формуле (8) приведенное сопротивление тепло­передаче стеновой панели по глухой части , м²×⁰С/Вт

Увеличим толщину утеплителя до 160 мм, тогда

м²×⁰С.

Рассчитываем . Коэффициент примем без изменения, т.е.

.

Для определения рассчитываем

м²×ч×Па/кг;

⁰С;

⁰С;

Н/м³;

Н/м³;

Вт/м²;

;

;

м²×⁰С/Вт.

Следовательно, приведенное сопротивление теплопередаче стено­вой панели по глухой части соответствует м²×⁰С/Вт.

3.5. Толщину слоя утеплителя , м, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует опреде­лять по формуле

(23)

где - сумма термических сопротивлений конструктивных слоев огра­ждений, м²×⁰С/Вт; - коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м×⁰С).

В случае неоднородной или воздухопроницаемой ограждающей конструкции следует определять по формуле

(24)

3.6. Температура внутренней поверхности ограждающей констру­кции по теплопроводному включению должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной зимней температуре наружного воздуха.

Примечание. Относительную влажность внутреннего возду­ха для определения температуры точки росы в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций жилых и общественных зданий следует принимать: для исполнения «С» - 40 %, для исполнения «О» и «Ю» - 50 %.

3.7. Температуру внутренней поверхности , ⁰С, ограждающей конструкции следует определять согласно п. 2.11* СНиП II-3-79**. Темпе­ратуру внутренней поверхности стальных облицовок в зоне сквозных ста­льных болтов допускается определять по формуле (13) СНиП II-3-79**, т.е.

(25)

где - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²×⁰С/Вт, в зоне сквозных стальных болтов, определяемое по формуле (4) СНиП II-3-79**; - коэффициент, принимаемый по табл. 2.

Рис. 4. Схема установки болтов

Таблица 2

Толщина панели, мм

Схема установки болтов (рис. 4)

Коэффициент при диаметре болта, мм

8

10

12

16

20

50

0,234

0,14

0,08

0,348

0,18

0,12

0,46

0,248

0,158

0,68

0,345

0,246

0,9

0,445

0,325

80

0,27

0,145

0,096

0,325

0,175

0,12

0,38

0,202

0,14

0,485

0,262

0,183

0,595

0,32

0,225

100

0,263

0,149

0,104

0,306

0,162

0,118

0,346

0,193

0,134

0,431

0,238

0,165

0,515

0,283

0,196

120

0,24

0,152

0,107

0,28

0,17

0,117

0,32

0,187

0,13

0,39

0,222

0,153

0,465

0,258

0,176

3.8. Температуру внутренней поверхности ограждения в зоне угло­вых стыков следует определять на основании расчета температур на ЭВМ или экспериментально. Эту температуру возможно также опреде­лять по формуле

(26)

где - температура внутренней поверхности, ⁰С, одного из стыкуемых ограждений вне зоны теплопроводных включений, для расчета принима­ется температура ограждения с наименьшим термическим сопротивле­нием, рассчитываемая по формуле

(27)

- безразмерный коэффициент, определяемый по графику (рис. 5) в за­висимости от отношения коэффициента теплопроводности материалов конструкции углового стыка , который рассчитывается по формуле

(28)

(29)

(30)

где и - толщины стыкуемых ограждений, м; и - приведенные полные термические сопротивления конструкции углового стыка в двух взаимно перпендикулярных направлениях и , ⁰С/Вт, определяемые по формуле

(31)

Значения и определяются следующим образом. Для определения рассматриваемая область стыка условно рассекается плоскостями, параллельными направлению или , на минимальное количество n участков с последовательно чередующимися однородными слоями.

Рис. 4. Схема установки болтов

Рис. 5. График для определения параметра

Для каждого i-го участка, состоящего из m слоев, вычисляется его термическое сопротивление

(32)

где - площадь сечения i-го участка, м², длина которого для удобства расчетов принимается равной 1 м; - соответственно коэффициент теплопроводности, Вт/(м²×⁰С), и толщина, м, j-го слоя в участке.

Значение определяется по формуле

(33)

Для определения рассматриваемая область условно рассе­кается плоскостями, перпендикулярными направлению или , на ми­нимальное количество к участков с последовательно чередующимися од­нородными слоями.

Для каждого i-го участка, состоящего из l слоев, вычисляется его термическое сопротивление

(34)

где - соответственно площадь сечения, м², и коэффициент тепло­проводности, Вт/(м×⁰С), j-го слоя в участке.

Значение определяется по формуле

(35)

Пример 3. Требуется рассчитать температуру в угловом соедине­нии стены и пола. Поперечный разрез углового соединения показан на рис. 6. Принимаем =-50⁰ C; =22⁰ C.

Рис. 6. Поперечный разрез углового соединения панелей стены и пола (а) и его расчетная схема (б)

Вт/(м×⁰С).

Рассчитываем приведенный коэффициент теплопроводности в зо­не углового стыка длиной в 1 м (область ABCD). При этом площади сече­ния , через которые проходит тепловой поток, численно равны соот­ветствующих участков. Для простоты расчета не учитываем влияние гво­здей, шурупов и выступающей части швеллера. Расчетная область показа­на на рис. 6б.

Рассчитываем . Для этого зону ABCD (см. рис. 6б) условно рас­секаем на параллельные оси участки I-VII и определяем их термичес­кие сопротивления , ⁰С/Вт, по формуле (32)