Пример 4. Проверка теплоустойчивости ограждающей конструкции

Задание: проверить теплоустойчивость наружной стены жилого здания, расположенного в г. Элиста (Калмыкия, »46 °с.ш.). Стена выполнена из двухслойных стеновых панелей следующей конструкции: несущий (внутренний) слой – железобетон, 80 мм; утеплитель – керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью 1200 кг/м³, 200 мм; отделочный (наружный) слой – штукатурка цементная светло-голубая, 20 мм.

1. По таблице «Температура наружного воздуха» СНиП [2] среднемесячная температура июля t_н=24,2 °С.

2. Режим эксплуатации ОК в жилых зданиях нормальный. По приложению 1 зона влажности сухая. Таким образом, условия эксплуатации ОК по таблице 7 – «А».

3. По приложению 2 определяем расчетные коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения материалов слоев ОК:

- железобетон - l₁=1,92 Вт/м×°С, s₁=17,98 Вт/м²×°С;

- керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью 1200 кг/м³ -

l₂=0,44 Вт/м×°С, s₂=6,36 Вт/м²×°С;

- цементно-песчаный раствор - l₃=0,76 Вт/м×°С, s₃=9,6 Вт/м²×°С.

4. Вычисляем тепловую инерцию ОК. По формуле (16) имеем:

.

Вывод: так как тепловая инерция наружной стены меньше 4, а средняя температура июля выше 21 °С, проверка теплоустойчивости требуется.

5. Определяем нормативную амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ОК. По формуле (18) имеем

.

6. Определяем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха.

6.1. По приложению 2 СНиП [2] максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле .

6.2. По таблице 13 коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ОК - r=0,3.

6.3. По приложению 5 СНиП [2] максимальное значение суммарной солнечной радиации, поступающее на вертикальную поверхность западной ориентации I_max=578+174=752 Вт/м², среднее значение I_ср=182 Вт/м².

6.4. По приложению 4 СНиП [2] минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет не менее 16 % v=5,5 м/с.

6.5. По формуле (22) коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ОК для летних условий

.

6.6. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха по формуле (20)

.

7. Определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха.

7.1. По формуле (15) определяем тепловую инерцию каждого слоя ОК.

Для первого слоя (считая от внутренней поверхности ОК) имеем

;

для второго слоя

;

для третьего слоя

.

7.2. Определяем коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев. Так как тепловая инерция первого и третьего слоев меньше 1, проводим расчет, начиная с первого слоя, по формулам (23), (24). При этом коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ОК по таблице 4 a_в=8,7 Вт/м²×°С.

;

;

.

Для второго слоя, тепловая инерция которого больше 1, принимаем коэффициент теплоусвоения наружной поверхности равным расчетному коэффициенту теплоусвоения материала этого слоя:

Y₂= s₂=6,36 Вт/м²×°С.

7.3. По формуле (21) определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха

.

8. Определяем амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ОК. По формуле (19) имеем

.

9. Вывод: так как расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ОК меньше нормативной ( ), теплоустойчивость ОК обеспечена.