Повышение теплозащитных качеств наружной ограждающей конструкции жилого дома типовой серии

Повышение теплозащитных качеств наружной ограждающей конструкции жилого дома типовой серии

М.И. Бжахов, Л. Т. Карданов, М.А. Кучуков, Е.А. Антипова, А.Х. Люев Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Аннотация: В статье рассмотрен способ повышения теплозащитных качеств ограждающей конструкции (наружной стены из кирпичной кладки толщиной 380 мм) жилого дома типовой серии, расположенного в г.о. Нальчик, по ул. Карашаева, 13. Представлен теплотехнический расчет ограждающей конструкции. Графическим способом определено распределение температур в толще ограждающей конструкции существующего здания, а также предложенного варианта с применением плит эффективного утеплителя ROCKWOOL для системы ФАСАД БАТТС.

Ключевые слова: ROCKWOOL, эффективный утеплитель, жилой дом, ограждающая конструкция, теплозащита.

Повышение энергетической эффективности зданий в России является одной из приоритетных задач российской экономики. Средством достижения поставленной задачи в России был выбран закон РФ № 261 («Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»), вступивший в силу 23 ноября 2009 года, исполнение которого позволит в значительной степени повысить энергосбережение и энергетическую эффективность зданий. У нас в стране изданы нормативные документы (СП 50.13330.2012. «Тепловая защита зданий»/ГОССТРОЙ России, ФГУП ЦПП, 2011г. - 122 с.; СП 23.101-2004 «Проектирование тепловой защиты здания» /ГОССТРОЙ России, ФГУП ЦПП, 2004г. - 186 с.; СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003. - 74 с. и др.), которыми необходимо руководствоваться при определении теплозащитных качеств наружных ограждений. Многие ученые в Российской Федерации и за рубежом проводили свои научные исследования по данной проблематике [1-9].

Объект исследования: жилой многоквартирный дом типовой серии в г.о. Нальчик, по ул. Карашаева, 13.

Цель исследования: повышена теплозащитных качеств ограждающей кoнструкции из кирпичной кладки толщиной 380 мм в жилом многoквaртирнoм доме старого фoндa.

В качестве исхoдных данных для теплового расчета наружной ограждающей конструкции жилого дома типовой серии, расположенного в г. о. Нальчик приняты:

1) £в = - средняя расчетная температура внутреннего

воздуха жилого помещения;

2) = - относительная влажность внутреннего воздуха

жилого помещения;

3) £н = -1В°С - расчетная температура наружного воздуха в

хoлoдный период года, °С, обeспеченнocтью 0,92.

Рaсчeтные значения кoэффициентa теплoпроводнoсти конструктивных слоев наружной ограждающей конструкции жилого дома даны ниже в таблице.

Расчет тепловой защиты ограждающей конструкции

В соответствии с методикой теплового расчета определим градусо-сутки отопительного периода °Ссут:

¿^ = ^еи°С-суг

В соответствии с этой величиной, согласно СП 50.13330.2012

вычисляем приведенное термическое сопротивление :

.

Таблица

Расчетные значения коэффициента теплопроводности конструктивных слоев наружной ограждающей конструкции жилого дома

Материал Толщина, 5, м Коэффициент теплопроводно сти, Я, Вт/

1 3 3

Штукатурка 0,02 0,76

цементно-песчаная

Кирпич глиняный 0,380 0,58

обыкновенный

Штукатурка 0,02 0,76

цементно-песчаная

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений (исключая световые проёмы) по санитарно-гигиеническим требованиям принимаем:

Яо^ = 1.1

'

Значение расчетного сопротивления теплопередаче -—рассматриваемой

Вт

ограждающей конструкции, должно быть не менее требуемого значения:

я? > С

Для нахождения , вычисляем термическое сопротивление каждого

отдельного слоя наружного ограждения, а затем суммируем их.

Разность между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренней поверхности наружного ограждения ДСд, °С не должна

превышать нормируемой величины °С.

Из табл. 6 СНиП «Тепловая защита зданий» находим значение

=

Расчетный температурный перепад равен:

Д£в = 4,92ПС

Расчетный температурный перепад превышает нормируемое

значение:

,

что не допускается по санитарно-гигиеническому условию. Чтобы избежать возможности образования конденсата на внутренней поверхности наружной стены, необходимо обеспечить следующее соотношение:

-=. , где

- температура на внутренней поверхности наружной наружной

стены;

t¿- температура точки росы внутреннего воздуха.

Построив график распределения температур в толще наружного ограждения (см. рис. 1) в соответствии с методикой, изложенной в работе [9], находим значение ти = 15

При £н = 20 СС и = 55% температура точки росы внутреннего

воздуха = 10,67°С.

Так как выполняется условие та > мы можем отметить, что

исключается возможность образования конденсата на внутренней поверхности наружной стены.

С другой стороны, условие

не выполняется (разность между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренней поверхности наружной стены превышает нормируемую величину). Для устранения данной проблемы необходимо: или увеличить толщину кирпичной кладки ограждающей конструкции (для удовлетворения требований СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», толщина ограждающей конструкции для климатических условий г. о. Нальчик должна быть не менее 700 мм, что приводит к техническим сложностям и значительному удорожанию), или утеплить фасадную часть стены эффективным утеплителем [10], что позволит значительно повысить теплозащитные качества наружного ограждения.

Далее рассмотрим вариант улучшения теплозащитных свойств ограждающей конструкции с применением системы КОСКБАСАОЕ.

На рис. 2 показана схема расположения слоев системы теплоизоляции ЯОС^ООЬ «ФАСАД БАТТС».

Расчет необходимой толщины эффективного утеплителя

По выше изложенным данным, определим по СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий" необходимую толщину теплоизоляционного слоя: ЙИЕ = [2.54 - (0.144+ 0.020 + 0.655+ 0.026+ 0.043)]  0,03? = 0,062 м.

Принимаем толщину плитного утеплителя = 70 мм, в соответствии

с номенклатурой выпускаемой заводским способом продукции ROCKWOOL. Определяем общее сопротивление теплопередаче наружной стены:

Разность между температурой внутреннего воздуха и

температурой на внутренней поверхности наружного ограждения Д£ЙД, не

должна превышать нормируемой величины AtKf '"'С. Чтобы проверить

выполнение этого условия, строим схему распределения температур в многослойной ограждающей конструкции с применением эффективного утеплителя - плит теплоизоляции ROCK WOOL (см. рис.3) и определяем значение температуры на внутренней поверхности наружного стены - тв

(тя = 18>4е °С).

Значение - нормируемого температурного перепада принимаем:

ЙЕд = 44

Определяем значение разности между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренней поверхности наружной стены Cb-Te=AÍ,Si СС:

.

Значение расчетного температурного перепада меньше

нормируемого значения ÜL^.

,

что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

При £н = 20 иС и температура точки росы внутреннего

воздуха помещения = 10/6?Г|С.

График распределения температур по слоям ограждающей

конструкции

Кирпичная кладка из сплошного кирпича толщиной 380 мм

£ "С

Рис. 1. Распределение температур в многослойной ограждающей

конструкции:

а) в масштабе термических сопротивлений;

б) в масштабе толщин слоев.

1 - штукатурка цементно-песчаная;

2 - кирпичная кладка;

3 - штукатурка цементно-песчаная

Рис. 2. Схема расположения слоев системы теплоизоляции КОС^ООЬ «Фасад БАТТС»

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции ;=..= : С больше температуры точки росы внутреннего воздуха

= 10.67 "С, что удовлетворяет второму санитарно-гигиеническому

условию. На рис. 3 показана схема распределения температур в многослойной ограждающей конструкции с применением эффективного утеплителя - плит теплоизоляции ROCKWOOL.

График распределения температур по слоям ограждающей конструкции

с применением «ЯОСК^ООЬ ФАСАДНАЯ СИСТЕМА»

Кирпичная кладка из сплошного кирпича толщиной 380 мм с эффективным утеплителем

Рис. 3. Распределение температур в многослойной ограждающей конструкции:

а) в масштабе термических сопротивлений;

б) в масштабе толщин слоев.

1 - штукатурка цементно-песчаная;

2 - кирпичная кладка;

3 - штукатурка цементно-песчаная;

4 - эффективный утеплитель

Литература

1. Страхова Н.А., Лебединский П.А. Анализ энергетической эффективности экономики России // Инженерный вестник Дона, 2012, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/999.

2. Богословский В.Н. Тепловой режим здания. М.: Стройиздат, 1979. 248 с.

3. Роджерс Т. С. Проектирование теплозащиты зданий. Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1966. - 226 с.

4. Круглова А.И. Климат и ограждающие конструкции. М.: Госстройиздат, 1970. - 169 с.

5. Л.Т. Карданов, М.И. Бжахов, В.Х. Хуранов, З.Р.Лихов. Сравнительная оценка теплотехнических качеств систем верхнего света // Инженерный вестник Дона, 2015, №1, ч.2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1p2y2015/2784.

6. Гамбург Ю. П. Учет тепла вносимого солнечной радиацией. М.: Госстройиздат, 1966. - 100 с.

7. Rosemann A., Kaase H. Lightpipe application for daylight systems // Solar Energy. 2005. Vol. 78. pp. 772-780.

8. Szokolay S.V. Environmental science handbook for architects and builders Lancaster: Construction Press, 1980. 532 p.

9. Физика среды. Учебник: - М.: АСВ, 2011. - 344 с.

10. ROCWOOL «ФАСАДНАЯ СИСТЕМА». Альбом технических решений: - М.: ROCWOOL, 2011. - 54 с.

References

1. Strakhova N.A., Lebedinskiy P.A. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2014, №4 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/999.

2. Bogoslovskiy V.N. Teplovoy rezhim zdaniya [Thermal regime of the building]. M.: Gosstroyizdat, 1979. 248 p.

3. Rodzhers T. S. Proektirovanie teplozashchity zdaniy. Translation from English. [Design of thermal insulation of buildings]. M.: Stroyizdat, 1966. 226 p.

4. Kruglova A.I. Klimat i ograzhdayushchie konstruktsii [Climate and walling]. M: Gosstroyizdat, 1970. 169 p.

5. Kardanov L.T., Bzhakhov M.I., Khuranov V.Kh., Lihov Z.R. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №1 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1p2015/2784.

6. Gamburg Yu. P. Uchet tepla vnosimogo solnechnoy radiatsiey [Allowance of heat contributed by solar radiation]. M.: Gosstroyizdat, 1966. 100 p.

7. Rosemann A., Kaase H. Lightpipe application for daylight systems. Solar Energy. 2005. Vol. 78. pp. 772-780.

8. Szokolay S.V. Environmental science handbook for architects and builders Lancaster: Construction Press, 1980. 532 p.

9. Fizika sredi. Uchebnik [Physics of the environment. Tutorial]. M.: ASV, 2011. 344 p.

10. Rocwool "Fasadnaja systema". Albom tekhnicheskikh reshenii [Rocwool. Alboum of technical solutions]. M: ROCWOOL, 2011. 54 p.