Теплотехнический расчет стен с вентилируемыми фасадами

Быстровозводимые здания
высокого качества

8 (951) 444-31-39

8 (904) 937-47-27

г. Южноуральск ул. Спортивная 13

Здание СПКТБ, офис №207

2. Пример теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой.

2.1 Исходные данные.

В г. Челябинск существует 10-этажное кирпичное отдельно стоящее здание. В здании располагаются офисные помещения. Высота здания 30 м.

Конструктивный слой стены – кладка из силикатного кирпича толщиной δ _κ=0,51 м, коэффициент теплопроводности кладки λ _κ=0,87 Вт/(м°С).

Утеплитель – минераловатные плиты с коэффициентом теплопроводности λ _y=0,045 Вт/(м°С).

Ширина вентилируемой прослойки d_пр =0,05 м.

Используется облицовочный материал – фасадная панель производства ЗАО «ИНСИ»,толщиной 0,5 мм.

Количество креплений на квадратный метр конструкции n _к = 1,72.

2.2 Расчетные характеристики климата района строительства и микроклимата здания.

Средняя температура наиболее холодной пятидневки t _н =-34 °С.
Средняя температура отопительного периода t _ht = -6,5 °С.
Продолжительность отопительного периода z _ht = 218 сут.
Характеристики микроклимата помещения берутся по СНиП 23-02-2003.
Температура внутреннего воздуха t _int = 20 °С по [14]
Относительная влажность внутреннего воздуха φ _в = 55%.
Градусо-сутки отопительного периода по СНиП 23-02-2003 D _d = (t _int — t _ht )∙
z _ht = (20°С + 6,5°С)∙218 сут =5777 °С∙сут.

2.3 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стены.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии со СНиП 23-02-2003 следует принимать не менее нормируемого значения R _reg = a∙D _d + b. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен из условий энергоснабжения определяется по таблице 4 СНиП 23-02-2003. Для стен a = 0,0003; b = 1,2. R _reg = 0,0003∙5777 + 1,2 = 2,93 м2°С/Вт

2.4 Определение требуемой толщины теплоизоляционного слоя.

Толщина теплоизоляционного слоя определяется методом интерации по формуле (3). На первом шаге итерации коэффициент теплотехнической однородности принимается равным единице r = 1.

Соответствующая толщина теплоизоляционного слоя:

Для получившейся толщины теплоизоляционного слоя по табл. 1. методом интерполяции определяется коэффициент теплотехнической однородности конструкции:

Второй шаг итерации.
r = 0,980

На последнем шаге итерации толщина утеплителя изменилась менее чем на 5 мм, значит процесс итерации можно прекратить.

По результатам расчета толщина утеплителя должна быть не менее 0,101 м.

Из конструктивных соображений принимается толщина утеплителя δ_у =0,15 м.

Коэффициент теплотехнической однородности конструкции r = 0,95.

2.5 Определение параметров воздухообмена в прослойке.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее холодного месяца. В данном случае наиболее холодный месяц январь и tн = -15,8 °С.

Приточные и вытяжные отверстия воздушной прослойки расположены на одной стороне здания, т.е. К_н = К_з.

ξ_экв = ξ_вх + ξ_вых + ξ_{поворотов} = 1 + 1 + 0,75∙2=3,5.
R_в = r∙R₀ = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м 2 °С/Вт.
R_н= 1/α_н + R_об = 1/23 = 0,043 м 2 °С/Вт. (R_об = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)
На первом шаге интерации принимаем V_пр = 1 м/с.
α_пр = α_κ + α_л.
α_κ = 7,34 ∙ 1 0,656 + 3,78 е -1,9 = 7,9 Вт/(м 2 °С).

Второй шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,39 0,656 + 3,78 е -1,9 ∙ 0,39 = 5,76 Вт/(м 2 °С).
α_л =0,61 Вт/(м 2 °С).
α_пр = 5,76 + 0,61 = 6,37 Вт/(м 2 °С).
γ_cp = 353/(273-15,12) = 1,37

Третий шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,52 0,656 + 3,78 е -1,9 ∙ 0,52 = 6,2 Вт/(м 2 °С).
α_л =0,61 Вт/(м 2 °С).
α_пр = 6,2 + 0,61 = 6,81 Вт/(м 2 °С).
γ_cp = 353/(273-14,6) = 1,37

Четвертый шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,49 0,656 + 3,78 е -1,9 ∙ 0,49 = 6,11 Вт/(м 2 °С).
α_л =0,61 Вт/(м 2 °С).
α_пр = 6,11 + 0,61 = 6,72 Вт/(м 2 °С).
γ_cp = 353/(273-14,75) = 1,37

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее жаркого месяца в момент нагрева стены солнцем. В данном случае наиболее жаркий месяц июль и температура наружного воздуха tн = 27 °С (средняя максимальная дневная температура июля). Удельный поток лучистой энергии падающий на стену qс = 788 Вт/м 2 .

ξ_экв = 3,5
Приходящий удельный поток тепла составляет q_пр = ρ_пл∙q_с.

ρ_пл – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом облицовки, принимаемый по таблице 14 СП 23-101-2004. Для стали листовой окрашенной зелёной краской ρ_пл = 0,6

q_пр = 0,6 ∙ 788 = 466,8 Вт/м 2 .
R_в = r∙R₀ = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м 2 °С/Вт.
R_н = 1/α_н + R_об = 1/23 = 0,043 м 2 °С/Вт. (R_об = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)

Первый шаг итерации

На первом шаге итерации V_пр = 1 м/с, t_об = 50 °С. α_пр = 11 Вт/(м 2 ∙°С).

Второй шаг итерации.

α_к = 7,34 ∙ 1,72 0,656 + 3,78 е -1,9 ∙ 1,72 = 10,64 Вт/(м 2 °С).
α_пр = 10,64 + 0,61 = 11,25 Вт/(м 2 °С). = 0,09

Третий шаг итерации.

α_к = 7,34 ∙ 1,37 0,656 + 3,78 е -1,9 ∙ 1,37 = 9,31 Вт/(м 2 °С).
α_пр = 9,31 + 0,61 = 9,92 Вт/(м 2 °С).

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

2.6 Расчет защиты от переувлажнения ограждающих конструкций.

Расчет сопротивления паропроницанию рассматриваемой конструкции производится по методике описанной в разделе 1.6

Так как рассматриваемая конструкция многослойна, то R_vp равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих её слоев.

Расчетная температура для жилых помещений t_int = 20 °С [14], относительная влажность внутреннего воздуха для жилых помещений φ_int = 55% [4]

R e _vp вычислить невозможно, т.к. по п 13.5 примечания 1 [13] сопротивление паро-проницанию воздушной прослойки равно 0 и сопротивление паропроницанию облицовки из листовой стали также равно 0

z₀ = (31 + 28 + 31 + 30 + 31) = 151 сут.
t₀ = — 11,32 °С

Согласно [4] в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель минераловатный

ρ_w = ρ₀ = 100 кг/м 3 , при толщине δ_w = 0,15 м, предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно [4] Δw_av = 3%

R_vp > R_vp2 reg следовательно, условие по защите ограждающей конструкции от переувлажнения выполняется.

2.7 Расчет температурного поля.

Длина крепления 50 мм + 150 мм = 200мм. Толщина метала, из которого изготавливаются детали 1,0 мм. Суммарная ширина части кронштейна, прорезающей минераловатные плиты 100 мм. Площадь сечения кронштейна 100 мм 2 . Площадь части кронштейна прилегающей к конструктивному слою стены (опоры) 3000 мм 2 .

Площадь паронитовой прокладки 3000 мм 2 . Толщина паронитовой прокладки 4мм.

Диаметр стального крепления (анкера) 7 мм. Количество анкеров 2 шт. Глубина погружения стального анкера в конструктивный слой 90 мм.

Для оцинкованного стального кронштейна

R₀ пр 0,95  4,08 = 3,88 м 2 °С/ Вт

Приведенное сопротивление конструкции 3,88 м 2 °С/ Вт больше требуемого значения 2,93 м 2 °С/ Вт, значит конструкция удовлетворяет СНиП 23-02-2003 по энергоснабжению.

2.8 Расчет влажности воздуха на выходе из вентилируемой воздушной прослойки.

R_об n исключается так как сталь паронепроницаема

Парциальное давление водяного пара в вентилируемой прослойке меньше давления насыщенного водяного пара при температуре равной температуре воздуха в вентилируемой прослойке и составляющего 170,2 Па, значит, конструкция вентилируемой прослойки, с точки зрения обеспечения благоприятного влажностного режима не нуждается в улучшении.

Источник

Теплотехнический расчёт вентилируемого фасада

Мы помогаем Вам решать рабочие проблемы. Вы также можете помочь проекту. Просто сделайте репост обзора программы вконтакте. В качестве бонуса получите персональную помощь по Вашему расчету.
Спасибо!

Поделиться:

Количество расчетов в бесплатной версии ограничено до 2-х в час

Расчёт будет доступен в

Уважаемые пользователи! У Вас появилась возможность поддержать развитие проекта pahomov.pro. Если Вы работаете инженером и используете программу в работе, просим обратится к руководству по вопросу приобретения полной версии.

Стоимость подписки составляет всего 800 руб/мес.

Средства пойдут на развитие программы и реализации плана разработок, в который вы также можете внести пожелания и предложения.

План разработок:

— расчет горизонтально-вертикальной (перекрестной) подсистемы вентилируемого фасада, добавление новых видов кронштейнов;
— расчет металлических и композитных кассет, определение допустимых размеров кассет;
— доработка алгоритмов расчета количества материала вентилируемого фасада;
— создание графического интерфейса в расчете материала для НВФ и СПК;
— доработка алгоритмов расчета количества материала светопрозрачного фасада.

По вопросам приобретения полной версии: +7 977 880-60-24, info@pahomov.pro

Теплотехнический расчёт вентилируемого фасада

Исходные данные

Характеристики объекта

Характеристики ограждающей конструкции

t п = м — толщина вентилируемой воздушной прослойки навесного фасада
K п = % — коэффициент проемности фасада (для фасада с максимальной проемностью)
n = — коэффициент учитывающий наличие глухих участков фасада

Результат расчёта

Градусосутки отопительного периода [3] ГСОП = (t в — t от ) * Z от = °C сут/год
Коэффициент теплотехнической однородности навесного фасада [5] r =

Требуемые сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции [3]

R тр1 = a * ГСОП + b = м₂ °C/Вт

R тр2 =	t в — t н	= м2 °C/Вт
	t дн * 8,7

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [2, 5]

R r =

t 1

+

t 12

+

t 13

+

t 2

+

t 3

+

t 32

+

1

+

1

= м2 °C/Вт

λ 1

λ 12

λ 13

λ 2

λ 3

λ 32

10,8

8,7

R r = м₂ °C/Вт R tr = м₂ °C/Вт

Выводы

Нормативные документы

1) СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

2) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

3) СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

4) ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»

5) Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий, Правительство Москвы, Москомархитектура, 2002.

6) «Фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором. Рекомендации по составу и содержанию документов и материалов, представляемых для технической оценки пригодности продукции», Москва, 2004 г. Разработан ЦНИИПСК им. Мельникова, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ФЦС, НИИЖБ и НИИСФ. Одобрен Госстроем России (протокол от 22 июля 2003 г. № 01-НС-9/3).

Результат расчёта

Градусосутки отопительного периода [3]

ГСОП = (t в — t от ) * Z от

=

°C сут/год

Коэффициент теплотехнической однородности навесного фасада (по рекомендациям по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции) [5]

r

=

R тр1 = a * ГСОП + b

=

м2 °C/Вт

R тр2 = t в — t н t дн * 8,7

=

м2 °C/Вт

R r = t 1 + t 12 + t 13 + t 2 + t 3 + t 32 + 1 + 1 λ 1 λ 12 λ 13 λ 2 λ 3 λ 32 10,8 8,7

=

м2 °C/Вт

R r =

R tr =

м2 °C/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче

требуемого

Условие по теплозащите ограждающей конструкции

Отмена блокировки всплывающих окон

Браузеры автоматически блокирует всплывающие окна (при этом в адресной строке появляется значок ). Эту функцию можно отключить. Если всплывающие окна заблокированы в настройках, но все равно открываются, вероятно, на вашем компьютере установлено вредоносное ПО.

Источник