Теплотехнічний розрахунок неоднорідних огороджувальних конструкцій будівлі
До неоднорідних огорож відносяться одношарові та багатошарові огорожі з теплопровідними включеннями. Такими конструкціями є, наприклад, кам'яні полегшені кладки, тришарові залізобетонні панелі з ефективними утеплювачами та ребристими зовнішніми та внутрішніми ребрами тощо.
У неоднорідних огородженнях теплові потоки викривляються, прямуючи у бік найбільш теплопровідних ділянок. Якщо теплопровідні включення досить протяжні (довжина включення перевищує подвійну ширину огородження), то утворюється двомірне температурне поле, якщо теплопровідні точкові включення, то температурне поле вважається тривимірним.
Методика визначення наведеного опору теплопередачі неоднорідних конструкцій, що захищають, проводиться згідно з додатком М СП23-202-2004 на основі розрахунку температурних полів за допомогою ПК та спеціальних програм.
Теплотехнічний розрахунок ділянки стінового огородження та перекриття з термовкладишами
Місце будівництва – Єкатеринбург.
Теплотехнічний розрахунок зроблений для огороджувальних конструкцій будівлі із залізобетонною плитою перекриття та термовкладишами з пінополістиролу ПСБ-С-35 за допомогою програми COSMOSWorks.
Коефіцієнти теплопровідності шарів перекриття:
Ø Залізобетонна плита перекриття:
Ø Термовкладиш – пінополістирол ПСБ-С-35 ГОСТ 15588-86: λт = 0,045 Вт/м ºC;
Конструктив крайової ділянки плити під зовнішніми стінами будівлі (див. рис. 4.6):
залізобетонна плита перекриття товщиною 200 мм;
Ø термовкладиші з пінополістиролу ПСБ-С-35 завдовжки 500 мм завширшки 150 мм заввишки 200 мм. Термо-вкладиші встановлені з відривом 120 мм від краю плити перекриття;
Ø теплопровідні включення – перемички із залізобетону між термовкладишами наусю висоту плити – 200 мм, шириною 150 мм.
Порядок розрахунку перекриття з термовкладишами
Проводимо моделювання ділянки стін та перекриття згідно з наданими вихідними даними за складом перекриття та огороджувальних конструкцій. Досліджувана область має «┤» -подібну форму, вертикальною стороною якої є конструкція стіни, що захищає (див. приклад 2), горизонтальною – плита перекриття з термовкладишами.
Мал. 4.6. Ділянка стінового огородження
На процес теплопередачі в даній конструкції впливають теплопровідні залізобетонні включення, розташовані між термовкладишами, і утворюють так звані містки холоду. Для розрахунку виділено ділянку стінового огородження з трьома термовкладишами та задані такі граничні умови:
- за внутрішніми гранями розрахункової моделі (стіна та перекриття) задаються конвективні граничні умови з коефіцієнтом тепловіддачіαint=8,7 Вт/м 2 ºC та температуроюtint= +20 ºC;
- по зовнішніх гранях розрахункової моделі (стіна та перекриття) задаються конвективні граничні умови з коефіцієнтом тепловіддачіαext= 23 Вт/м 2 ºC та температуроюtext= −35 ºC.
В результаті обчислень отримані наступні результати, що наводяться за двома перерізами розрахункової моделі: а-а – посередині теплопровідного включення; б-б - по середині термовкладиша:
На рис. 4.7 та 4.8 наведено диметрії розрахункової схеми з безперервними ізополями температури.
Мал. 4.7. Диметрія розрахункової схеми з ізополями температури (вид із зовнішнього боку ділянки огорожі)
Мал. 4.8. Диметрія розрахункової схеми з ізополями температури (вид із внутрішньої сторони ділянки огорожі)
На рис. 4.9 та 4.10 наведені епюри з дискретнимрозподілом температури в товщі стіни та перекриття посередині теплопровідного включення та посередині термовкладиша.
Мал. 4.9. Епюра температури, переріз а-а посередині теплопровідного включення
Мал. 4.10. Епюра температури, переріз б-б посередині термовкладиша
На рис. 4.11 наведено графіки температури на внутрішній поверхні стіни по перерізу а-а та по перерізу б-б. За нуль прийнято позначку верху перекриття. Як видно із рис. 4.9 температура на поверхні стіни різко зростає в міру віддалення від верхньої поверхні перекриття і стабілізується на висоті 0,5 м в районі +18,54 ºC.
Мінімальна температура у місці теплопровідних включень, отримана під час розрахунку, становитьttv= +14,9 ºC.
Відповідно до СНиП II-3-79 * «Будівельна теплотехніка» температура на внутрішній поверхні огорожі в місці теплопровідних включень при розрахунковій температурі зовнішнього повітря повинна бути не меншою за точку росиtd.
Мал. 4.11. Графіки розподілу температури на поверхні стіни
Температура точки роси приймається за табл. дод. Р СП23-101-2004 залежно відtint= 20ºC таφint= 55%:td= 10,69 ºC.
Конструкція перекриття з термовкладишами шириною 150 мм відповідає вимогам СНиП 23-02-2003 «Тепловий захист будівель» за умовами енергозбереження, а також забезпечення санітарно-гігієнічних та комфортних умов.