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 k_i

Схема теплопроводного включения по рисунку Н.1	l m /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 l _m = 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 R_o^con и по теплопроводному включению R_o ¢:

R_o^con = 1/8,7 + 2×(0,001/58) + 0,2/0,04 + 1/23 = 5,16 м²×°С/Вт;

R_o ¢= 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

а l _m /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 k_i по формуле (13)

k_i = 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)

R_o^r = 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 R_o^r 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 a l m /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 f_i

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:
d F ¢/d w ¢:
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); d F ¢ и d w ¢ - 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

R_y = 0,175/2,04 + 0,06/0,042 + 0,065/2,04 = 1,546 м²×°С/Вт;

по горизонтальному стыку

R_jn^g = 0,1/2,04 + 0,135/0,047 + 0,065/2,04 = = 2,95 м²×°С/Вт;

по вертикальному стыку

R_jn^v = 0,175/2,04 + 0,06/0,047 + 0,065/2,04 = 1,394 м²×°С/Вт;

термическое сопротивление панели вдали от теплопроводных включений

R_k^con = 0,1/2,04 + 0,135/0,042 + 0,065/2,04 = 3,295 м²×°С/Вт.

Условное сопротивление теплопередаче вдали от теплопроводных включений

R_o^con = 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 d _w = 0,3 м.

Определим площадь зон влияния А_i и коэффициент f_i для каждого теплопроводного включения панели:

для горизонтального стыка

R_jn^g / R_k^con = 2,95/3,295 = 0,895.

По таблице H.3 f_i = 0,1. Площадь зоны влияния по формуле (15)

A_i = 0,3×2×1,25 = 0,75 м²;

для вертикального стыка

R_jn^v / R_k^con = 1,394/3,295 = 0,423.

По таблице H.3 f_i = 0,375. Площадь зоны влияния по формуле (15)

A_i = 0,3×2,8 = 0,84 м²;

для оконных откосов при d _F ¢ = 0,065 м и d _w ¢ = 0,18 м, по таблице H.3 f_i = 0,374. Площадь зоны влияния половины оконного проема с учетом угловых участков определяется по формуле (16)

A_i = 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 R_y ¢/ R_k^con = 1,546/3,295 = 0,469 по таблице H.3 f_i = 0,78. Суммарную площадь зоны влияния утолщений подвески и петли находим по формуле (17)

А_i = (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 f_i = 0,16, площадь зоны влияния по формуле (17)

A_i = (0,13 + 0,3 + 0,14)×(0,4 + 2×0,3) = 0,57 м²;

для подкоса (диаметр стержня 8 мм) по таблице H.3 f_i = 0,16, по формуле (17)

А_i = (0,13 + 0,3)×(0,22 + 0,3 + 0,09) = 0,227 м²;

для распорок (диаметр стержня 4 мм) по таблице H.3 f_i = 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)

A_i = 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)

R_o^r = 0,71×3,453 = 2,45 м²×°С/Вт.

ПРИЛОЖЕНИЕ П

(обязательное)