Для выполнения теплотехнического расчета ограждающей конструкции необходимо использовать метод расчета теплосопротивления стен. Рассчитаем общее теплосопротивление конструкции и выясним, какую толщину должен иметь пенополистирол.
Свойства материалов:
Бетон на вулканическом шлаке:
- Плотность: 1000 кг/м³
- Толщина: 0,12 м
- Коэффициент теплопроводности (λ): около 1,25 Вт/(м·К) (может варьироваться)
Пенополистирол:
- Плотность: 150 кг/м³
- Коэффициент теплопроводности (λ): около 0,035 Вт/(м·К)
- Толщина: искомая (обозначим как D)
Кладка из сплошного глиняного кирпича:
- Плотность: 1800 кг/м³
- Толщина: 0,38 м
- Коэффициент теплопроводности (λ): около 0,7 Вт/(м·К)
Штукатурка (цементно-песчаный раствор):
- Плотность: 1800 кг/м³
- Толщина: 0,02 м
- Коэффициент теплопроводности (λ): около 1,0 Вт/(м·К)
Расчет теплосопротивления каждого слоя: Формула для расчета теплосопротивления (R) слоя: \[ R = \frac{D}{λ} \]
Теплосопротивление бетона: \[ R_{\text{бетон}} = \frac{0,12}{1,25} \approx 0,096 \, \text{м²·К/Вт} \]
Теплосопротивление кладки: \[ R_{\text{кладка}} = \frac{0,38}{0,7} \approx 0,543 \, \text{м²·К/Вт} \]
Теплосопротивление штукатурки: \[ R_{\text{штукатурка}} = \frac{0,02}{1,0} = 0,02 \, \text{м²·К/Вт} \]
Теплосопротивление пенополистирола: \[ R_{\text{пенополистирол}} = \frac{D}{0,035} \]
Общее теплосопротивление конструкции: \[ R_{\text{общ}} = R_{\text{бетон}} + R_{\text{пенополистирол}} + R_{\text{кладка}} + R_{\text{штукатурка}} \] \[ R_{\text{общ}} = 0,096 + \frac{D}{0,035} + 0,543 + 0,02 \] \[ R_{\text{общ}} = 0,659 + \frac{D}{0,035} \]
Определение необходимого теплосопротивления: Для поддержания комфортной температуры внутри помещения необходимо рассчитать разницу температур. Температура отопительного периода +0,6 °C, температура наиболее холодной пятидневки -22 °C, соответственно: \[ \Delta T = 0,6 - (-22) = 22,6° C \]
По нормам, требуется теплосопротивление не меньше 3,0 м²·К/Вт. Установим уравнение: \[ 0,659 + \frac{D}{0,035} = 3,0 \]
- Решение уравнения: \[ \frac{D}{0,035} = 3,0 - 0,659 \] \[ \frac{D}{0,035} = 2,341 \] \[ D = 2,341 \times 0,035 \approx 0,082 \]
Таким образом, толщина пенополистирола должна составлять примерно 0,082 м или 82 мм для достижения необходимого уровня теплосопротивления ограждающей конструкции.
