Пример 2. Теплотехнический расчет покрытия.

Теплотехнический расчет покрытия.

Исходные данные

1. Ограждающая конструкция, совмещенное многослойное покрытие (рис.3), -железобетонная плита шириной 1 м с пятью пустотами объемным весом γ₁=2500 кг/м³ и толщиной δ₁,= 0,25м; пароизоляция - битумная мастика с γ₂= 1400 кг/м³ и δ₂= 0,003 м; утеплитель - маты минераловатные с γ_ут = 125 кг/м³ и выравнивающий слой цементно-песчаного раствора с γ₃= 1800 кг/м³; δ₃=0,05 м; гидроизоляция - три слоя рубероида с γ₄=600 кг/м³; δ ₄= 0,009 м

2. Район строительства - г.Пенза.

3. Влажностный режим помещения - нормальный

4. Расчетная температура внутреннего воздуха t_в=18 °С.

5. Зона влажности района – сухая

6. Условие эксплуатации - А.

7. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: t_xп(0,92)= -30°С; t_oп= -4,9°С [3,табл.1]; z_оп=210 сут [3,табл.1]; λ₁= 1,92 Вт/(м °С) [4, прил. 3*](прил.2);

λ₂= 0,27 Вт/(м °С) [4,прил. 3^*](прил.2);

λ_ут=0,064 Вт/(м °С) [4, прил. 3*]; λ₃=0,76Вт/(м°С)[4,прил.3*];

λ₄ = 0,17 Вт/(м °С) [4, прил. З*]; ά_в=8,7 Вт/(м² °С) (табл. 6);

ά_н = 23 Вт/(м² °С)(табл. 8); ∆t^н=3°С (табл.4); n = 1(табл. 7); δ₁ = 0,250 м; δ₂ = 0,003 м; δ₃ = 0,05 м; δ₄ = 0,009 м.

Решение примера, порядок расчета

1. Рассчитываем требуемое общее термическое сопротивление теплопередаче R₀^тр покрытия при t_H =-30°С по формуле (3.1):

2. Градусо-сутки определяем по формуле (3.2):

ГСОП = (18 + 5,1) • 210 = 4809 °С сут.

3. Определяем приведенное сопротивление теплопередаче с учетом энергосбережения по СНиП Н-3-79^** R₀^тр, зная значение ГСОП по табл.1а^*: R_0.эн^тр = 2,74 м² °С/Вт.

Сравниваем R₀^тр и R_0.эн^тр и для дальнейших расчетов выбираем большие, т.е R_0.эн^тр.

Находим термическое сопротивление теплопередаче железобетонной конструкции многопустотной плиты R_к^пр по формуле (3.1). Для упрощения круглые отверстия - пустоты плиты диаметром 150 мм — заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной

6. Термическое сопротивление теплопередаче плиты вычисляем отдельно для слоев, параллельных А-А и Б-Б и перпендикулярных В-В; Г-Г; Д-Д движению теплового потока.

А. Термическое сопротивление плиты R_А, м² °С/Вт, в направлении, параллельном движению теплового потока, вычисляем для двух характерных сечений (А-А; Б-Б) (рис. 3).

Рис.3. Ограждающая конструкция

а - покрытие, б - элемент плиты покрытия.

В сечении А-А (два слоя железобетона толщиной δ_жб^А-А = 0,058 + 0,058 = 0,116м с коэффициентом теплопроводности λ_жб⁼1,92 Вт/(м °С) и воздушная прослойка δ_вп= 0,134 м с термическим сопротивлением R_вп=0,15 (м²-°С)/Вт (табл. 11) термическое сопротивление составит

В сечении Б-Б слой железобетона δ_жб^Б-Б= 0,25 м с коэффициентом теплопроводности λ_жб=1,92 Вт/(м °С) термическое сопротивление составит

Затем по уравнению (3.9) получим

Где А_А-А - площадь слоев в сечении А-А, равная

А_А-А = (0,134*1)*5 = 0,670 м²;

А_Б-Б - площадь слоев в сечении Б-Б, равная

А_Б-Б = (0,076*1)*4 = 0,304 м².

Б. Термическое сопротивление плиты R_Б, (м² °С)/Вт, в направлении, перпендикулярном движению теплового потока, вычисляют для трех характерных сечений (В-В; Г-Г; Д-Д) (см. рис. 3).

Для сечения В-В и Д-Д (два слоя железобетона)

Для сечения Г-Г термическое сопротивление составит

где А_(г-г)вп - площадь воздушных прослоек в сечении Г-Г, равная

А(г-г)вп = А_А-А= 0,670 м²;

А_(г-г)ж6 — площадь слоев из железобетона в сечении Г-Г, равная

А(г-г)жб = А_Б-Б= 0,304 м² ;

R_(г-г)вп - термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении

Г-Гс δ_вп= 0,134 (см. табл. 10), равная

R(г-г) вп = R_вп = 0,15 (м²-°С)/Вт;

R_(г-г)жб -термическое сопротивление слоя железобетона в сечении

Г-Г δ_жб^Г-Г= 0,134 м с λ_ж6= 1,92(м² °С)/Вт, равное

Затем определяем

R_Б = R_{В-В и Д-Д} + R_Г-Г =0,06 + 0,11 = 0,17 (м² °С)/Вт.

Разница между величинами R_А и R_Б составляет

Отсюда полное термическое сопротивление железобетонной конструкции плиты определится из уравнения (3.1):

7. Определяем предварительную толщину утеплителя δ_ут по уравнению

(3.5).

принимаем = 0,20 м

8. Уточняем фактическое общее сопротивление теплопередаче R₀^ф

покрытия по выражению (3.6):

Из расчетов следует, что условие (3.7) теплотехнического расчета выполнено, так как R₀^ф >R_0.эн^тр, т.е. 3,68 > 2,82.

9. Коэффициент теплопередачи для принятой конструкции покрытия определяем по уравнению (3.8):