Rо = Rвн + Rτ+ Rн (1)
или
Rо = Rвн + δ/λ+ Rн,
где
Rτ = δ/λ представляет собой термическое сопротивление теплопроводности ограждения.
Общее сопротивление теплопередаче многослойного ограждения, представленное на рис. 1, б, равно
Rо = Rвн + δ1/λ1+ δ2/λ2+ Rн,
где Rτ = δ1/λ1+ δ2/λ2
В общем виде эта формула может быть представлена как
Rо = Rвн + Rτ+ Rн
где Rτ = δ1/λ1+ δ2/λ2+ … δn/λn(2)
Тепловая мощность отопительной системы рассчитывается на основании составления теплового баланса в обогреваемых помещениях, теплопотери которых должны компенсироваться притоком тепла от системы отопления.
Рис. 1.Теплопередача через ограждения:
а — однослойное; б — многослойное;
Qогр — тепловой поток через ограждение; tв — температура воздуха в помещении; τв — температура внутренней поверхности ограждения; τн — температура наружной поверхности ограждения; tн — расчетная зимняя температура воздуха; δ — толщина материала; λ — теплопроводность материала; Rв — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности ограждения; Rτ — сопротивление толщи ограждения; Rн — сопротивление на наружной поверхности ограждения; Rо — общее сопротивление теплопередаче
Теплопотери помещений зависят от температуры наружного воздуха в зимнее время и способности ограждении в отапливаемых помещениях (наружные двери, окна, стены, полы и потолки) удерживать тепло.
В течение зимы температура наружного воздуха постоянно меняется. За расчетную температуру tн принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки зимнего периода в данной местности. Расчетные зимние температуры по городам СНГ приведены в приложении 1. Оценка тепловых потерь отапливаемых помещений производится в Вт. Суммарные теплопотери помещения рассчитываются по формуле:
Фсум = Фнар. стен + Фокон + Фдверей + Фпотолка + Фпола + Фвн. перекр. + Фдоб. (3), где Фдоб. = добавка на потерю тепла через наружные двери при их открывании, нагревание наружного воздуха, попадающего в отапливаемое помещение через притворы окон и дверей, а также на наружные стены, окна и двери в зависимости от их расположения по отношению к странам света.
Теплопотери через внутренние перегородки, выходящие в соседние помещения, учитываются только в том случае, если разность температур в этих помещениях превышает 5 С.
Теплопотери через отдельные ограждения определяются по формуле
Фогр = F/R·(tвн — tн)·n + Фдоб. (4)
Рассмотрим каждый член этой формулы в отдельности.
F — площадь ограждения, которая вычисляется с соблюдением определенных правил:
1) площади окон Fо и дверей Fд измеряют по наименьшему строительному проему;
2) площади потолка Fпт и пола Fпл, измеряют между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружных стен;
3) площади наружных стен Fнс измеряют между наружным утлом и осями внутренних стен, а по высоте: на первом этаже — от поверхности пола по грунту (при устройстве пола по грунту) или от верхней поверхности лаг (при устройстве пола по лагам) до верха конструкции чердачного перекрытия при одноэтажном строении, от поверхности пола до поверхности пола — для средних этажей и от поверхности пола до верха конструкции чердачного перекрытия — для верхних этажей;
4) площадь внутренних перегородок Fвн берется по внутреннему обмеру.
Подземные части наружных стен рассматриваются при расчете теплопотерь как продолжение пола.
Ro — величина общего сопротивления теплопередаче.
Для вычисления Ro по ранее приведенным формулам необходимо:
1) определить зону влажности данной местности. Эти сведения содержатся в приложении 1 «Климатические данные по некоторым пунктам СНГ»;
2) по приложению 3 «Данные для выбора расчетных значении λ…», исходя из определенной зоны влажности и влажностного режима помещения определить условия эксплуатации «А» или «Б», при этом необходимо учесть, что влажностной режим жилых помещений относится к нормальному;
3) по приложению 4 «Теплотехнические показатели строительных материалов» определить коэффициенты теплопроводности строительных материалов;
4) по приложению 2 определить сопротивление тепловое приятию внутренней поверхности ограждений Rв;
5) по приложению 5 определить значение сопротивления теплопередаче наружной поверхности ограждения. При вычислениях Rτ толщина материала ограждения указывается в метрах.
(tвн — tн) — расчетная разность температур.
n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху. Принимается по приложению 7.
tвн — расчетная температура внутреннего воздуха. Принимается по приложению 8.
tн — расчетная температура наружного воздуха. Принимается по приложению 1.
Фдоб. — значения добавочных теплопотерь в процентах к основным потерям тепла приведены ниже.
Для наружных вертикальных и наклонных стен, дверей, окон, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад…10 %;
— на юго-восток и запад…5 %.
Те же ограждения зданий в местностях с расчетной зимней скоростью ветра до 5 м/сек, до 10 м/сек, более 10 м/сек:
— защищенные от ветра…5; 10; 15 %;
— незащищенные от ветра..10; 20; 30 %.
Наружные двойные стены и окна помещений…5 %.
Наружные двери при открывании их на короткое время для «n»-этажных эдакий:
— двойные двери без тамбура…100n %;
— двойные двери с тамбуром между ними…80n %;
— одинарные двери без тамбура…65n %.
При определении теплопотерь отдельного помещения учитывают следующие дополнительные сведения.
1. Значение сопротивлений теплопередаче Ro для оконных и дверных проемов в деревянных переплетах (см. приложение 6).
2. Теплопотери пола Фпола вычисляются отдельно для полов неутепленных и утепленных, а также для полов, расположенных на лагах.
Неутепленными полы считаются, если они расположены непосредственно на грунте и состоят из нескольких слоев материалов с теплопроводностью каждого из них λ>= 1,16 Вт/м°С.
Потери теплоты через неутепленные полы исчисляются по зонам каждая шириной 2 м, расположенным параллельно наружным стенам. Как было отмечено ранее, подземные части наружных стен рассматриваются как продолжение пола. Сопротивление теплопередаче Rнп составляет:
— для первой зоны… RIнп = 2,15 м2°С/Вт
— для второй зоны… RIIнп = 4,3 м2°С/Вт
— для третей зоны… RIIIнп = 8,6 м2°С/Вт
— для остального пола… RIVнп = 14,2 м2°С/Вт
Утепленными считаются те полы, утепляющий слой которых имеет 1,16 Вт/м°С.
Сопротивление утепленных полов теплопередаче Rуп = Rнп + δ/λ
где Rнп — сопротивление теплопередаче неутепленного пола;
δ — толщина утеплительного слоя в м;
λ — теплопроводность утеплительного слоя в Вт/м°С
Сопротивление полов, расположенных на лагах, Rлаг = Rуп/0,85.
Площадь пола, примыкающую к наружному углу, размером 2x2 м, учитывают дважды.
Если теплозащитные свойства наружных ограждений недостаточно высоки, то в процессе эксплуатации на них может конденсироваться влага, что является нарушением санитарно-гигиенических требований.
Правильной оценкой теплозащитных свойств данного ограждения может служить сравнение Ro с Rтро — требуемого сопротивления теплопередаче, которое учитывает санитарно-гигиенические требования. Сопротивление Ro должно быть несколько больше, чем Rтро, в противном случае сопротивление теплопередаче ограждения должно быть усилено за счет установки дополнительных утеплительных слоев. Значительное превышение Ro над Rтро свидетельствует о необоснованном запасе сопротивления теплопередаче и о возможности сделать ограждение и тоньше и дешевле. В том случае, когда ограждение соответствует нормам, принятым в типовом строительстве (например, толщина наружных стен в Подмосковье должна быть 51 см), такая проверка не требуется.
Вычисление Rтро производится по формуле:
Rтро = (tвн — tн)·n·Δtн·αв (5), где
n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху — приложение 7;