Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

В заключение хочется сказать о тепловой отсечке внутренних помещений дома от окружающей среды. Утеплитель обеспечивает достаточно стабильную и комфортную температуру внутри здания зимой и относительно низкую температуру воздуха летом, в жаркие дни. Главная функция утеплителя - предотвращение потери тепла, что позволяет сэкономить на расходах на отопление поздней осенью, зимой и ранней весной. Летом утепленные стены и кровля также снижают траты на электричество, потребление которого связано с постоянной работой кондиционера. Утеплители хорошо поглощают звуки снаружи, стало быть, в доме становится тише и комфортнее. Утепление фасада обеспечивает оптимальную влажность в доме, предотвращает появление грибков и плесени. Перепады температуры на улице не так выражено воздействуют на стены, защищённые внешним утеплением.

При выборе утеплителя для стен дома, прежде всего, нужно учитывать материал, из которого возведены стены. Например, силикатный кирпич можно утеплять ЭППС и пенопластом прямо по стене, а вот газосиликат - нельзя, из-за пористости данного материала. Ячеистый бетон должен "дышать", в противном случае, влага, скапливающаяся между блоками газобетона и пенопластом, может привести к загниванию газоблоков. Для утепления газосиликата хорошо подойдет минеральная базальтовая вата, которая способствует выходу влаги из пор материала, "продлив его жизненный цикл". Если уж возникла необходимость утеплять дом из газосиликатных блоков пенопластом, необходимо учесть некоторые нюансы конструкции стены. Дополнительно смонтировать деревянный или металлический одноуровневый каркас из ЛСТК, который создаст зазор для вентиляции. После возведения стен рекомендуется подождать 4–8 месяцев для выветривания. Это связано с тем, что изначально газобетон очень влажный, и если закрыть его сразу пенопластом, влаге сложнее будет испариться.

Теплотехнический расчет стен

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:
СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.
СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий
Район строительства: Липецк
Относительная влажность воздуха: φ_в=55%
Тип здания или помещения: Жилые
Вид ограждающей конструкции: Наружные стены
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=22°C
Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=22°C и относительной влажности воздуха φ_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.
Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Ro_тр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:
Ro_тр=a·ГСОП+b, где а и b- коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3
СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий. Так для ограждающей конструкции вида - наружные стены и типа здания - жилые а=0.00035; b=1.4
Определим градус-сутки отопительного периода ГСОП, °С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012
ГСОП=(t_в-t_от)z_от, где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C (t_в=22°C), t_от-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания - жилые, t_от=-3.4 °С
z_от-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания - жилые, z_от=202 сут.
ГСОП=(22-(-3.4))202=5130.8 °С·сут. По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro_тр (м²·°С/Вт). Ro_норм=0.00035·5130.8+1.4=3.2м²°С/Вт
Поскольку населенный пункт Липецк относится к зоне влажности - сухой, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации A.
1.Раствор цементно-песчаный, толщина δ1=0.01м, коэффициент теплопроводности λ_А1=0.76Вт/(м°С)
2.ROCKWOOL ФАСАД БАТТС Д, толщина δ2=0.07м, коэффициент теплопроводности λ_А2=0.039Вт/(м°С)
3.Газосиликат (p=600кг/м.куб), толщина δ3=0.375м, коэффициент теплопроводности λ_А3=0.22Вт/(м°С)
Условное сопротивление теплопередачи R02°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:
R0_усл=1/α_int+δ_n/λ_n+1/α_ext, где α_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012, α_int=8.7 Вт/(м²°С), α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012, α_ext=23 Вт/(м²°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.
R0_усл=1/8.7+0.01/0.76+0.07/0.039+0.375/0.22+1/23=3.67м²°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0_пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:
R0_пр=R0_усл ·r, где r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений.
r=0.92. R0_пр=3.67·0.92=3.38м²·°С/Вт
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0_пр больше требуемого R0_норм(3.38>3.2), следовательно, представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:
СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.
СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий
Район строительства: Липецк
Относительная влажность воздуха: φ_в=55%
Тип здания или помещения: Жилые
Вид ограждающей конструкции: Перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов)
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=22°C
Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=22°C и относительной влажности воздуха φ_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный. Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Roтр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередачи(п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле: Ro_тр=a·ГСОП+b, где а и b- коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий. Так для ограждающей конструкции вида - перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и типа здания - жилые а=0.00045; b=1.9
Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, °С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012
ГСОП=(t_в-t_от)z_от, где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C, (t_в=22°C)
t_от - средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания - жилые
t_от=-3.4 °С, z_от - продолжительность сут отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания - жилые, z_от=202 сут. ГСОП=(22-(-3.4))202=5130.8 °С·сут
По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro^тр (м²·°С/Вт). Ro_норм=0.00045·5130.8+1.9=4.21м²°С/Вт
Поскольку населенный пункт Липецк относится к зоне влажности - сухой, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации A.
1.ROCKWOOL РУФ БАТТС Н, толщина δ1=0.04м, коэффициент теплопроводности λ_А1=0.041Вт/(м°С)
2.ROCKWOOL РУФ БАТТС В, толщина δ2=0.15м, коэффициент теплопроводности λ_А2=0.042Вт/(м°С)
Условное сопротивление теплопередаче R0_усл, (м²°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:
R0_усл=1/α_int+δ_n/λ_n+1/α_ext, где α_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012, αint=8.7 Вт/(м²°С)
α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012, α_ext=12 -согласно п.3 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для перекрытий чердачный (с кровлей из штучных материалов).
R0_усл=1/8.7+0.04/0.041+0.15/0.042+1/12=4.75м²°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0_пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:
R0_пр=R0_усл ·r, где r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений
r=0.92. R0_пр=4.75·0.92=4.37м²·°С/Вт
Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0_пр больше требуемого R0_норм(4.37>4.21) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Имея на руках полную информацию о весе конструкций, в том числе утеплителя, можно собрать нагрузку на фундамент (Расчёт выполнен условно, для примера):
Нагрузка на опоры:
M1=300*2,482/8=230.64 кг
Q1=300*2.48/2=372 кг
N=765+744+352.82+337.87=2199.69 кг
Затяжка 4.6*0.075*0.15*500*1.1=28.46/2=14.23 кг
Брус 12.375*1.1=13.61 кг
Стойка 0.1*0.1*1.8*500*1.1 =9.9 кг
Раскос 0.075*0.15*2*500*1.1 =12.375 кг
Схватка 4.6*0.075*0.15*500*1.1=28.46/2=14.23 кг
Лежень 12.375*1.1=13.61 кг
Итого: 77.95+2199.69=2277.64 кг
0.2*0.26*2432*1.1=139.11 кг
0.38*0.26*2432*1.1=264.31 кг
0.38*3.64*600*1.1=912.91 кг
0,38*0.4*1800*1.1=300,96 кг
0.01*3.12*1.1*1500=51.48
Нагрузка на фундамент: 3946.41кг*1.1=4340 кг
Нагрузка на грунт:
N=4340 кг
Лента 0.4*1.5*2400*1.1=1584 кг
Итого: 5924*1.6=9478.4
Свая 0.18*2400*1.1=475.2 кг
Грунт 0.3963*1800=713.34
Итого: 9478.4+1188.54=10666.94 кг
10666.94кг/2826см²=3.77 кгс/см²
нагруженность 3.77/4=94.25 %
Необходимая площадь подошвы фундамента:
S>γ_nF/γ_cR₀
2826 см²>1.2*10666.94/1.2*4=2666.73 см²
Условие выполняется.

Связанные с данной темой материалы