Тепловая защита зданий

1. Основное санитарно-гигиеническое требование (Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции для стен жилых зданий не более 4 ^оС) выполняется при сопротивлении теплопередаче R_с=1,67 (м²•˚С)/Вт для условий Новосибирска. Коэффициент однородности конструкции при тонкошовной кладке на цементный клей в 2 мм будет 0,95, а на полиуретановом клее и с неметаллическим армированием кладки близок к 1, то в расчеты здесь и далее возьмём равный 1. Санитарно-гигиенические требования (теплая стена) уже будут выполнены на следующих толщинах наружных стен (с учетом толщин выпускаемых блоков и их плотности):
   

   для блоков D350 — 150 мм;

   для блоков D400 — 200 мм;

   для блоков D500 — 240 мм;

   для блоков D600 — 250 мм.

2. Поэлементное требование. Сначала определяется нормируемое значение коэффициента сопротивления теплопередачи по формуле:

   R_о^норм = R₀^тр m_р, где

   - R₀^тр=3,65 (м²•˚С)/Вт базовое значение для условий Новосибирска требуемого сопротивления теплопередачи для наружной стены, рассчитывается исходя из градусосуток отопительного периода (ГСОП);

   - m_р – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства, принимается равным 1, допускается его снижение до 0,63 при выполнении комплексного требования б).

   Произведем расчет толщины наружной стены при базовом коэффициенте теплосопротивления:

   λ – коэффициент теплопроводности газобетона для зоны А и плотности по ГОСТ31359-2007:

   D350 — 0,099 Вт/м°С;

   D400 — 0,113 Вт/м°С;

   D500 — 0,141 Вт/м°С;

   D600 — 0,17 Вт/м°С.

   
   следовательно, необходимая толщина стены из блоков СИБИТ без применения утеплителей будет:

   D350: δ= (3,65-0,158) × 0,099=0,35 м — толщина наружной стены  350 мм.

   D400: δ= (3,65-0,158) × 0,113=0,39 м — толщина наружной стены  400 мм.

   D500: δ= (3,65-0,158) × 0,141=0,49 м — толщина наружной стены  500 мм.

   D600: δ= (3,65-0,158) × 0,17=0,59 м — толщина наружной стены  600 мм.

3. Следующий этап проверка по комплексному методу. На данном этапе для каждого здания рассчитывается удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию с учетом солнечного и бытового нагрева внутреннего воздуха здания. Рассчитанное значение сравнивают с требуемым по СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий и при расчетном значении меньше требуемого R_о^норм может быть принято в интервале 2,3 – 3,65 (м²•˚С)/Вт.

   При окончательном определении принимаемого нормированного сопротивления теплопередачи можем руководствоваться принципом экономической целесообразности, особенно для индивидуальной застройки, не подключаемой к центральным теплосетям и непопадающей под требования СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Суть очень проста, определяем приемлемый для себя баланс затрат на увеличение теплосопротивления стены и затрат на последующее отопление. Решаем сразу понести затраты при строительстве или немного больше платить за отопление в течение многих лет. Так если посмотреть график зависимости теплопотерь от коэффициента сопротивления теплопередачи приведенный ниже, то при коэффициенте сопротивления теплопередачи равном 3 (м²•˚С)/Вт мы сократили основной объем теплопотерь и увеличение коэффициента до 3,65 (м²•˚С)/Вт дополнительно сэкономит незначительную их часть, к тому же наружные стены — это примерно около 25% от всех теплопотерь и с меньшими затратами можно эти теплопотери убрать, например, утеплив дополнительно пол, кровлю или уменьшив площадь окон.

Для комфортного проживания важно, чтобы зимой при временном отключении отопления дом как можно медленней остывал, а летом быстро не перегревался, это характеризуется величиной тепловой инерции стен и чем выше этот коэффициент, тем лучше. Если же по каким-либо целям надо наоборот, чтобы помещение быстро остывало и быстро нагревалось, то выбираем стены с пониженной тепловой инерционностью.

Конструкции наружных стен проверяются расчетом на теплоустойчивость.

По СП 50.13330.2012 при суммарной тепловой инерции (D) ограждающей конструкции не менее 4, расчет на теплоустойчивость не требуется.

Значение тепловой инерция многослойной стены складывается из значений каждого слоя и определяется по формуле:

D=R1S1+R2S2+....RnSn, где

R1, R2, Rn - термическое сопротивление отдельных слоёв.

S1, S2, Sn - расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв конструкции (при периоде отопления 24 часа) (Таблицы СП50.13330.2012, СП 23-101-2004 и СТО НААГ 3.1-2013).