Применение теплоизоляционных материалов

Расчет термического сопротивления утепленных конструкций.

Расчет утеплителей.
Время чтения: 6 минут

 Значения теплотехнических характеристик строительных материалов в ограждающих конструкциях зданий под воздействием эксплуатационных факторов, перечисленных выше, изменяются во времени и могут существенно отличаться от значений, получаемых при лабораторных испытаниях. При проектировании тепловой защиты зданий следует использовать расчетные значения коэффициента теплопроводности, теплоусвоения и паропроницаемости материалов ограждающих конструкций в услав эксплуатации А и 5, приведенные в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

 Значения коэффициентов теплопроводности в условиях эксплуатации А и Б для некоторых видов материалов, используемые при определении толщины теплоизоляционного слоя в конструкциях ограждений зданий различного назначения, приведены в СП 23-101-2004. При изменении технологии производства выпускаемых материалов, а также для новых теплоизоляционных материалов значение коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации А и Б определяют по методике, изложенной в СП 23-101.

 Расчет тепловой защиты зданий и влажностных характеристик ограждающих конструкций зданий выполняется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» по методикам, изложенным в СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».  Необходимый уровень теплозащиты наружных ограждений зданий определяется требованиями СНиП 23-022003 в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода с учетом рекомендаций территориальных строительных норм, принятых в регионе.

 Расчетные параметры окружающей среды для различных регионов принимаются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» с учетом требований территориальных строительных норм. Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаются по ГОСТ 12.1.005 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» с учетом требований СНиП 31-01 «Здания жилые многоквартирные», СНиП 31-03 «Производственные здания», СНиП 31-04 «Административные и бытовые здания», СНиП 2.08.02 «Общественные здания и сооружения».

 Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется, исходя из необходимости соблюдения санитарно-гигиенических требований, условий комфортности и требований энергосбережения.  Сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями Rо, (м2*С)/Вт, определяется по формуле:

Rо = 1/аi, + R1 + R2 + … +Rn + 1/ае

  где а — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2*С);
R1, … , Rn — термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, включая термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки если таковая имеется, (м2*С)/ Вт;
ае — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2*С).

 Коэффициент теплоотдачи для воздушной вентилируемой прослойки принимается равным 10,8 Вт/(м2*С). Термическое сопротивление отдельного однородного слоя многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

R = B/L 

 Где B – толщина слоя, м;
L — коэффициент теплопроводности Вт/(м*С),

 Расчетный коэффициент теплопроводности каждого слоя конструкции принимается по приложению Е СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных плит, определяется при сертификационных испытаниях или по методике, приведенной в СП 23-101.

Расчет утеплителей.

 Требуемое сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции определяется, исходя из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции при расчете за годовой период эксплуатации и за период эксплуатации с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха. Методика расчета, основанная на определении материального баланса влаги в конструкции за расчетный период времени с учетом изменения температурно-влажностных параметров окружающей среды в зависимости от климатического района, приведена в СП 23-101.

 Исходными данными при расчете являются температура и относительная влажность воздуха снаружи и внутри здания, термическое сопротивление и сопротивление паропроницанию отдельных слоев и конструкции в целом. Распределение температур по толщине конструкции рассчитывается по формулам стационарной теплопередачи. По термодинамическим таблицам определяются значения максимальной упругости водяного пара при расчетных температурах в конструкции.

 Изменение парциального давления по толщине конструкции рассчитывается по заданным значениям влажности воздуха внутри и снаружи здания и сопротивлению паропроницанию отдельных слоев, входящих в состав ограждающей конструкции. Если рассчитанное значение парциального давления пара в каком-либо сечении превышает значение максимальной упругости пара для этого сечения, то выпадение конденсата возможно. Определяется протяженность зоны выпадения конденсата и количество образующегося конденсата в единицу времени.

 Температурно-влажностный режим рассчитывается для периода возможного выпадения конденсата (холодное время года) и для периода его сушки (теплое время года) при среднемесячных температурах и влажностях воздуха. По результатам расчета определяется материальный баланс влаги в конструкции и возможность ее накопления в круглогодичном цикле.

 В настоящее время распространены системы наружного утепления стен и покрытий зданий. К преимуществам систем наружного утепления зданий относятся следующие факторы:

— наружное утепление защищает ограждающие конструкции (стены, покрытия, чердачные перекрытия) от воздействий переменных температур наружного воздуха, благодаря чему улучшается их температурно-влажностный режим, исключается появление трещин, что приводит к увеличению долговечности конструкций;

— при эксплуатации точка росы перемещается во внешний теплоизоляционный слой, что улучшает влажностный режим внутренних частей ограждающих конструкций;

— обеспечивается благоприятный режим работы ограждающих конструкций по условиям паропроницаемости (расположение слоев в порядке возрастающей плотности, устраняется паровой барьер);

— формируется более благоприятный микроклимат помещения за счет повышения температуры внутренних поверхностей стен, потолка и пола над подвалом и уменьшения перепада температур внутреннего воздуха и поверхности стены;

— при наружном утеплении стен при реконструкции и ремонте не уменьшается площадь помещений;

— при реконструкции достигается возможность улучшения оформления фасадов и проведения строительных работ без отселения жильцов.

 При наружной теплоизоляции зданий возрастает теплоаккумулирующая способность утепляемой стены. Так, при наружной теплоизоляции кирпичных стен при отключении отопления они остывают значительно медленнее, чем при внутренней изоляции такой же толщины, что особенно актуально при печном отоплении индивидуальных домов.