ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ТАБЛИЧНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ
Рисунок Н.1 - Схемы теплопроводных включений в ограждающих конструкциях
H.1 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ r ПО ФОРМУЛЕ (12) НАСТОЯЩЕГО СВОДА ПРАВИЛ
Таблица Н.1 - Определение коэффициента ki
| Схема теплопроводного включения по рисунку Н.1 | lm/l | Коэффициент ki при a/d (рисунок Н.1) | ||||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,5 | |||||
| I | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | ||||||
| 1,16 | 1,11 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | |||
| 1,33 | 1,25 | 1,15 | 1,1 | 1,08 | 1,06 | 1,04 | 1,03 | |||
| 1,63 | 1,47 | 1,27 | 1,18 | 1,14 | 1,11 | 1,07 | 1,05 | |||
| II | 10 - 40 | 2,65 | 2,2 | 1,77 | 1,6 | 1,55 | - | - | - | |
| III При c/d | 0,25 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | ||
| 1,12 | 1,08 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | |||
| 1,18 | 1,13 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | |||
| 1,21 | 1,16 | 1,1 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | |||
| 0,5 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | ||
| 1,28 | 1,21 | 1,13 | 1,09 | 1,07 | 1,06 | 1,04 | 1,03 | |||
| 1,42 | 1,34 | 1,22 | 1,14 | 1,11 | 1,09 | 1,07 | 1,05 | |||
| 1,62 | 1,49 | 1,3 | 1,19 | 1,14 | 1,12 | 1,09 | 1,06 | |||
| 0,75 | 1,06 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | ||
| 1,25 | 1,2 | 1,14 | 1,1 | 1,08 | 1,07 | 1,05 | 1,03 | |||
| 1,53 | 1,42 | 1,25 | 1,16 | 1,12 | 1,11 | 1,08 | 1,05 | |||
| 1,85 | 1,65 | 1,38 | 1,24 | 1,18 | 1,15 | 1,11 | 1,08 | |||
| IV При с/d | 0,25 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | |||
| 1,12 | 1,10 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | |||
| 1,2 | 1,16 | 1,1 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,03 | 1,02 | |||
| 1,28 | 1,22 | 1,14 | 1,09 | 1,07 | 1,06 | 1,04 | 1,03 | |||
| 0,5 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | ||
| 1,32 | 1,25 | 1,17 | 1,13 | 1,1 | 1,08 | 1,06 | 1,04 | |||
| 1,54 | 1,42 | 1,27 | 1,19 | 1,14 | 1,12 | 1,09 | 1,06 | |||
| 1,79 | 1,61 | 1,38 | 1,26 | 1,19 | 1,16 | 1,12 | 1,08 | |||
| 0,75 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | ||
| 1,36 | 1,28 | 1,18 | 1,14 | 1,11 | 1,09 | 1,07 | 1,05 | |||
| 1,64 | 1,51 | 1,33 | 1,23 | 1,18 | 1,15 | 1,11 | 1,08 | |||
| 2,05 | 1,82 | 1,5 | 1,33 | 1,25 | 1,21 | 1,16 | 1,11 | |||
| Примечание - Обозначения приняты по рисунку Н.1. |
Пример расчета
Определить приведенное сопротивление теплопередаче панели с эффективным утеплителем (пенополистирол) и стальными обшивками промышленного здания.
Исходные данные
Размер панели 6´2 м. Конструктивные и теплотехнические характеристики панели:
толщина стальных обшивок 0,001 м, коэффициент теплопроводности lm = 58 Вт/(м×°С);
толщина пенополистирольного утеплителя 0,2 м, коэффициент теплопроводности l = 0,04 Вт/(м×°С).
Отбортовка листового материала вдоль протяженных сторон панели приводит к образованию теплопроводного включения типа IIб (рисунок Н.1), имеющего ширину а = 0,002 м.
Порядок расчета
Сопротивления теплопередаче вдали от включения Rocon и по теплопроводному включению Ro¢:
Rocon = 1/8,7 + 2×(0,001/58) + 0,2/0,04 + 1/23 = 5,16 м2×°С/Вт;
Ro¢= 1/8,7 + (2×0,001 + 0,2)/58 + 1/23 = 0,162 м2×°С/Вт.
Значение безразмерного параметра теплопроводного включения по таблице Н.2
аlm/dl = 0,002×58/(0,2×0,04) = 14,5.
По таблице Н.2 по интерполяции определяем величину y
y = 0,43 + [(0,665 - 0,43)4,5]/10 = 0,536.
Коэффициент ki по формуле (13)
ki = 1 + 0,536×0,22/(0,04×0,002×5,16) = 52,94.
Коэффициент теплотехнической однородности панели по формуле (12)
r = 1/{1 + [5,16/(12×0,162)]0,002×6×52,94} = 0,372.
Приведенное сопротивление теплопередаче по формуле (11)
Ror = 0,372×5,16 = 1,92 м2×°С/Вт.
Н.2 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ r ПО ФОРМУЛЕ (14) НАСТОЯЩЕГО СВОДА ПРАВИЛ
Пример расчета
Определить приведенное сопротивление теплопередаче Ror одномодульной трехслойной железобетонной панели на гибких связях с оконным проемом крупнопанельного жилого дома серии III-133.
Исходные данные
Панель толщиной 300 мм содержит наружный и внутренний железобетонные слои, которые соединены между собой двумя подвесками (в простенках), подкосом, расположенным в нижней зоне подоконного участка, и распорками: 10 - у горизонтальных стыков и 2 - в зоне оконного откоса (рисунок Н.2).
В таблице Н.4 приведены расчетные параметры панели.
В зоне подвесок и петель внутренний бетонный слой имеет утолщения, заменяющие часть слоя утеплителя.
Таблица Н.2 - Определение коэффициента y
| Схема теплопроводного включения по рисунку Н.1 | Значения коэффициента y при alm/dl (по рисунку Н.1) | |||||||||
| 0,25 | 0,5 | |||||||||
| I | 0,024 | 0,041 | 0,066 | 0,093 | 0,121 | 0,137 | 0,147 | 0,155 | 0,19 | |
| IIб | - | - | - | 0,09 | 0,231 | 0,43 | 0,665 | 1,254 | 2,491 | |
| III При с/d | 0,25 | 0,016 | 0,02 | 0,023 | 0,026 | 0,028 | 0,029 | 0,03 | 0,03 | 0,031 |
| 0,5 | 0,036 | 0,054 | 0,072 | 0,083 | 0,096 | 0,102 | 0,107 | 0,109 | 0,11 | |
| 0,75 | 0,044 | 0,066 | 0,095 | 0,122 | 0,146 | 0,161 | 0,168 | 0,178 | 0,194 | |
| IV При с/d | 0,25 | 0,015 | 0,02 | 0,024 | 0,026 | 0,029 | 0,031 | 0,033 | 0,039 | 0,048 |
| 0,5 | 0,037 | 0,056 | 0,076 | 0,09 | 0,103 | 0,12 | 0,128 | 0,136 | 0,15 | |
| 0,75 | 0,041 | 0,067 | 0,01 | 0,13 | 0,16 | 0,176 | 0,188 | 0,205 | 0,22 |
Таблица Н.3- Определение коэффициента влияния fi
| Вид теплопроводного включения | Коэффициент влияния fi | |||||
| Стыки | Без примыкания внутренних ограждений | С примыканием внутренних ограждений | ||||
| Без ребер | С ребрами толщиной, мм | |||||
| Rcm/Rkcon: | ||||||
| 1 и более | 0,03 | 0,07 | 0,12 | |||
| 0,9 | 0,005 | 0,1 | 0,14 | 0,17 | ||
| 0,8 | 0,01 | 0,13 | 0,17 | 0,19 | ||
| 0,7 | 0,02 | 0,2 | 0,24 | 0,26 | ||
| 0,6 | 0,03 | 0,27 | 0,31 | 0,34 | ||
| 0,5 | 0,04 | 0,33 | 0,38 | 0,41 | ||
| 0,4 | 0,05 | 0,39 | 0,45 | 0,48 | ||
| 0,3 | 0,06 | 0,45 | 0,52 | 0,55 | ||
| Оконные откосы | Без ребер | С ребрами толщиной, мм: | ||||
| dF¢/dw¢: | ||||||
| 0,2 | 0,45 | 0,58 | 0,67 | |||
| 0,3 | 0,41 | 0,54 | 0,62 | |||
| 0,4 | 0,35 | 0,47 | 0,55 | |||
| 0,5 | 0,29 | 0,41 | 0,48 | |||
| 0,6 | 0,23 | 0,34 | 0,41 | |||
| 0,7 | 0,17 | 0,28 | 0,35 | |||
| 0,8 | 0,11 | 0,21 | 0,28 | |||
| Ry/Rkcon: | ||||||
| 0,9 | 0,02 | - | - | |||
| 0,8 | 0,12 | - | - | |||
| 0,7 | 0,28 | - | - | |||
| 0,6 | 0,51 | - | - | |||
| 0,5 | 0,78 | - | - | |||
| Гибкие связи диаметром, мм: | ||||||
| 0,05 | - | - | ||||
| 0,1 | - | - | ||||
| 0,16 | - | - | ||||
| 0,21 | - | - | ||||
| 0,25 | - | - | ||||
| 0,33 | - | - | ||||
| 0,43 | - | - | ||||
| 0,54 | - | - | ||||
| 0,67 | - | - | ||||
| Примечания 1 В таблице приведены Rkcon, Rcm, Ry - термические сопротивления, м2 °С/Вт, соответственно панели вне теплопроводного включения, стыка, утолщения внутреннего железобетонного слоя, определяемые по формуле (8); dF¢ и dw¢ - расстояния, м, от продольной оси оконной коробки до ее края и до внутренней поверхности панели. 2 Промежуточные значения следует определять интерполяцией. | ||||||
1 - распорки; 2 - петля; 3 - подвески; 4 - бетонные утолщения (d = 75 мм внутреннего железобетонного слоя); 5 - подкос
Рисунок Н.2 - Конструкция трехслойной панели на гибких связях
Таблица Н.4
| Материал слоя | r0, кг/м3 | lБ, Вт/(м·°С) | Толщина слоя, мм | |||
| Вдали от включений | в зоне подвески и петли | горизонтальный стык | вертикальный стык | |||
| Наружный железобетонный слой | 2,04 | |||||
| Теплоизоляционный слой - пенополистирол | 0,05 | - | - | |||
| Минераловатные вкладыши | 0,075 | - | - | |||
| Внутренний железобетонный слой | 2,04 |
Порядок расчета
Конструкция ограждения содержит следующие теплопроводные включения: горизонтальные и вертикальные стыки, оконные откосы, утолщения внутреннего железобетонного слоя и гибкие связи (подвески, подкос, распорки).
Для определения коэффициента влияния отдельных теплопроводных включений предварительно рассчитаем по формуле (7) термические сопротивления отдельных участков панели:
в зоне утолщения внутреннего железобетонного слоя
Ry = 0,175/2,04 + 0,06/0,042 + 0,065/2,04 = 1,546 м2×°С/Вт;
по горизонтальному стыку
Rjng = 0,1/2,04 + 0,135/0,047 + 0,065/2,04 = = 2,95 м2×°С/Вт;
по вертикальному стыку
Rjnv = 0,175/2,04 + 0,06/0,047 + 0,065/2,04 = 1,394 м2×°С/Вт;
термическое сопротивление панели вдали от теплопроводных включений
Rkcon = 0,1/2,04 + 0,135/0,042 + 0,065/2,04 = 3,295 м2×°С/Вт.
Условное сопротивление теплопередаче вдали от теплопроводных включений
Rocon = 1/8,7 + 3,295 + 1/23 = 3,453 м2×°С/Вт.
Так как панель имеет вертикальную ось симметрии, то определение последующих величин осуществляем для половины панели.
Определим площадь половины панели без учета проема окна
А0 = 0,5 (2,8×2,7 - 1,48×1,51) = 2,66 м2.
Толщина панели dw = 0,3 м.
Определим площадь зон влияния Аi и коэффициент fi для каждого теплопроводного включения панели:
для горизонтального стыка
Rjng/Rkcon = 2,95/3,295 = 0,895.
По таблице H.3 fi = 0,1. Площадь зоны влияния по формуле (15)
Ai = 0,3×2×1,25 = 0,75 м2;
для вертикального стыка
Rjnv/Rkcon = 1,394/3,295 = 0,423.
По таблице H.3 fi = 0,375. Площадь зоны влияния по формуле (15)
Ai = 0,3×2,8 = 0,84 м2;
для оконных откосов при dF¢ = 0,065 м и dw¢ = 0,18 м, по таблице H.3 fi = 0,374. Площадь зоны влияния половины оконного проема с учетом угловых участков определяется по формуле (16)
Ai = 0,5[2×0,3×(1,53 + 1,56) + 3,14×0,32] = 1,069 м2;
для бетонных утолщений внутреннего железобетонного слоя в зоне подвески и петли при Ry¢/Rkcon = 1,546/3,295 = 0,469 по таблице H.3 fi = 0,78. Суммарную площадь зоны влияния утолщений подвески и петли находим по формуле (17)
Аi = (0,6 + 2×0,3)×(0,47 + 0,1) + (0,2 + 0,3 + 0,1)×(0,42 + 0,3 + 0,075) = 1,161 м2;
для подвески (диаметр стержня 8 мм) по таблице H.3 fi = 0,16, площадь зоны влияния по формуле (17)
Ai = (0,13 + 0,3 + 0,14)×(0,4 + 2×0,3) = 0,57 м2;
для подкоса (диаметр стержня 8 мм) по таблице H.3 fi = 0,16, по формуле (17)
Аi = (0,13 + 0,3)×(0,22 + 0,3 + 0,09) = 0,227 м2;
для распорок (диаметр стержня 4 мм) по таблице H.3 fi = 0,05.
При определении суммарной площади зоны влияния пяти распорок следует учитывать, что ширина зоны влияния со стороны стыка ограничена краем панели и составляет 0,09 м. По формуле (18)
Ai = 5(0,3 + 0,3)×(0,3 + 0,09) = 1,17 м2.
Рассчитаем r по формуле (14)
r = 1/{1 + [2/(3,453×2,66)]×(0,84×0,375 + 0,75×0,1 + 1,069×0,374 + 1,161×0,78 + 0,57×0,16 + 0,227×0,16 + 1,17×0,05)} = 0,71.
Приведенное сопротивление теплопередаче панели определим по формуле (11)
Ror = 0,71×3,453 = 2,45 м2×°С/Вт.
ПРИЛОЖЕНИЕ П
(обязательное)