Расчет температурного поля в многослойной конструкции

Определить температуры на границах слоев многослойной конструкции наружной стены , тепловой поток и глубину промерзания при следующих данных: tв = 18 °С, tн = -25 °С.

№ слоя Название слоя λ, δ, м
Цементно-песчаный раствор 0,93 0,02
Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом связующем 0,069 0,173
Воздушная прослойка 1,4 0,015
Глиняный кирпич 0,81 0,25

Определяем термическое сопротивление каждого слоя материала:

Нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен из штучных материалов согласно таблице 5.1 [1] Rнорм = 3,2(м2∙°С)/Вт.

Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:

,

где δ – толщина рассматриваемого слоя, м ;

λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).

Вычислим термическое сопротивление отдельных слоев:

- Цементно-песчаный раствор

(м2 ∙ ºС)/Вт;

- Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом связующем

( м2 ∙ ºС)/Вт;

- Воздушная прослойка

( м2 ∙ ºС)/Вт;

- Силикатный кирпич

( м2 ∙ ºС)/Вт;

Рассчитаем общую толщину стены:

м.

Определим тепловой поток через трехслойную конструкцию при разности температур двух сред:

Вт/м2,

где tв - температура внутреннего воздуха, °С;

tн - температура наружного воздуха, °С .

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где tx - температура в любой точке конструкции, °С;

Rx - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t1 и tx, (м2 ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

ºС;

ºС.

Граница промерзания находится в слое плиты мягких, полужестких и жестких минераловатных на синтетическом связующем.

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=0,083 м;

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δпр = δ2-х+ δ3+ δ4 =0,184-0,083+0,03+0,25=0,355 м.

Рисунок 5 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Меняем температуру наружного и внутреннего воздуха местами и рассматриваем данный вариант.

Рисунок 6 - Изменение температуры в наружной стене

Значение термического сопротивления всей конструкции и теплового потока в этом случае останется прежним:



Вт/м2,

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где tx - температура в любой точке конструкции, °С;

Rx - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t1 и tx, (м2 ∙ ºС)/Вт.

ºС;

ºС;

ºС;

ºС;

ºС.

Граница промерзания находится в слое плит мягких, полужестких и жестких минераловатных на синтетическом связующем.

Определяем глубину промерзания в теплоизоляционном слое и составляем пропорцию:

;

Отсюда х=0,0619 м;

Общая глубина промерзания в этом случае составит:

δпр = δ2 -х+ δ1=0,173-0,0612+0,02=0,132 м.

Рисунок 7 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое

Вывод: Глубина промерзания, в первом случае (теплоизоляция ближе к внутренней стороне здания) составляет 355 мм, во втором случае (теплоизоляция ближе к наружной стороне здания) 132 мм. Экономически целесообразнее делать теплоизоляцию ближе к наружной стороне здания, при этом точка росы находится в теплоизоляционном слое и несущая конструкция не промерзает в отличие от случая когда теплоизоляция находится ближе к внутренней стороне здания.


7073493638552700.html
7073522499053711.html
    PR.RU™