Разделим конструкцию на повторяющиеся элементы, приняв, что данный элемент имеет правильную геометрическую форму прямоугольника со сторонами 0,1х0,1 м

Определим термическое сопротивление элементов при условии деления их плоскостями, параллельными тепловому потоку. Конструктивное решение представлено на рисунках 1.2.2 и1.2.3. и 1.2.4

Рисунок 1.2.2-Элемент перекрытия 1

Рисунок 1.2.3-Элемент перекрытия 2

Рисунок 1.2.4-Элемент перекрытия 3

Определяем площади элементов:

м²;

м²;

м²;

Термическое сопротивление элемента при условии деления его плоскостями,

Параллельными тепловому потоку:

;

Находим термическое сопротивление при условном делении его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку. Конструктивное решение представлено на рисунке 1.2.5

Рисунок 1.2.5-Конструкция перекрытия при условии деления его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку

(м²· ⁰С)/Вт;

(м²· ⁰С)/Вт;

(м²· ⁰С)/Вт;

(м²· ⁰С)/Вт;

(м²· ⁰С)/Вт;

Тогда,

Так как величина R_││ не превышает величину более чем на 25%, то термический расчет конструкции выполняют согласно формуле:

R_ка= (м²· ⁰С)/Вт;

Вывод: данная конструкция перекрытия не удовлетворяет требования по теплопроводности, так как нормативное сопротивление конструкции R_т^норм =3(м²· ⁰С)/Вт больше чем расчетное сопротивление R=2,31 (м²· ⁰С)/Вт.

2. Расчет температурного поля в многослойной конструкции.

Определить температуры на границах слоев многослойной конструкции наружной стены, тепловой поток и глубину промерзания при следующих данных: t_в = 18 °С, t_н = -25 °С.

Рисунок 2.1 - Изменение температуры в наружной стене

-бетон на гравии:

λ ₁ = 1,86 Вт/(м ∙°С); S₁ = 16,77 Вт/(м² ∙°С);

-плиты минераловатные:

λ ₂ = 2,91 Вт/(м ∙°С); S₂ = 0,51 Вт/(м² ∙°С);

-мрамор:

λ ₃ = 2,91 Вт/(м ∙°С); S₃ = 22,86 Вт/(м² ∙°С);

Нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен из материалов согласно таблице 5.1 [1] R^норм = 2,5(м²∙°С)/Вт.

Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:

где δ – толщина рассматриваемого слоя, м;

λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).

Вычислим термическое сопротивление отдельных слоев:

-бетон на гравии:

;

-мрамор:

;

Термическое сопротивление теплоизоляционного слоя щебень и песок из перлита вспученного находим из формулы:

где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по таблице 5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м²∙°С);

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по таблице 5.7[1], α_н=23 Вт/(м²∙°С);

– термическое сопротивление ограждающей конструкции

;

Отсюда следует что, термическое сопротивление слоя щебень и песок из перлита вспученного находится по формуле:

;

Подставив значения в эту формулу, получим:

(м²∙°С)/Вт.

Рассчитаем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

м.

Рассчитаем общую толщину стены:

м.

Определим тепловой поток через трехслойную конструкцию при разности температур двух сред:

Вт/м²,

где t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

t_н - температура наружного воздуха, °С.

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

ºС;

Граница промерзания находится в слое полистеролбетонных плитах.

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=3,3 м;

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δ_пр = х+ δ₃=3,3+0,35=4,05 м.

Рисунок 2.2 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Рассмотрим данную задачу в случае, когда температура наружнего и внутреннего воздуха поменяны друг с другом.

Рисунок 2.3 - Изменение температуры в наружной стене

Значение термического сопротивления всей конструкции и теплового потока в этом случае останется прежним:

(м² ∙ ºС)/Вт;

Вт/м².

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

ºС;

Граница промерзания находится в слое минераловатной плиты.

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=3,3 м;

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δ_пр = х+ δ₃=3,3+0,45=3,75 м.

Рисунок 2.4 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Вывод: Глубина промерзания, в первом случае (теплоизоляция ближе к внутренней стороне здания) составляет 405 мм, во втором случае (теплоизоляция ближе к наружней стороне здания) 375 мм. Экономически целесообразнее делать теплоизоляция ближе к наружней стороне здания, при этом точка росы переносится в теплоизоляционный слой и стена незначительно промерзает в отличие от теплоизоляция, ближе к внутренней стороне здания. При наружной теплоизоляции ограждающая конструкция аккумулирует тепло, потери тепла минимальны.

3.Определение сопротивления паропроницанию вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций.

Поиск по сайту: