Основы эксплуатации наружных кирпичных стен гражданских зданий - часть 9

Так как условие теплообмена на наружной поверхности стены аналогичны условиям обмена сте-

ны в примере 3.1, коэффициент теплообмена α

е

 принимаем равным α

е

 = 24,37 Вт/(м

2 

·

°С). 

Определяем коэффициенты теплопроводности материалов конструкций. Для этого вначале нахо-

дим  условия  эксплуатации  стены.  Так  как  влажность  и  температура  воздуха  помещения  соответст-
венно равны φ

int

 = 45% и t

int

 = 20 

°C, влажностный режим помещения сухой (см. табл. 2.2). Зона влаж-

ности территории согласно карте зон влажности (см. прил. В [19]) – сухая. Следовательно, условия 
эксплуатации стены соответствуют условиям вида А (см. табл. 2.3). По табл. Е.1 прил. Е СП 23-101-
2004 [22] (см. также табл. П2) находим, что коэффициенты теплопроводности составляют: для клад-
ки – 

λ

кл

 = 0,70 Вт/(м · 

°С); для цементно-песчаной штукатурки – λ

цр

 = 0,76 Вт/(м · 

°С); для известко-

во-цементной штукатурки – 

λ

ицр

 = 0,70 Вт/(м · 

°С). 

Вычисляем термическое сопротивление отдельных слоев стены: внутренней цементно-песчаной шту-

катурки R

цр

 = 0,02/0,76 = 0,026 м

2

 · 

°С/Вт; кладки R

кл

 = 0,51/0,70 = 0,729 м

2

 · 

°С/Вт; наружной известко-

во-цементной штукатурки R

ицр

 = 0,02/0,70 = 0,029 м

2

 · 

°С/Вт. 

Термическое сопротивление стены равно R

k

 = 0,026 + 0,729 +  0,029 = 0,784 м

2

 · 

°С/Вт. 

Сопротивление теплопередаче стены в целом составляет 

 

R

0

 = 1/α

i

 + R

k

 + 1/α

e

 = 1/8,08 + 0,784 + 1/24,37 =  

= 0,124 + 0,784 + +0,041 = 0,949 м

2

 · 

°С/Вт. 

 

Так  как  сопротивление  R

0

  является  мерой  теплозащитных  свойств  ограждения,  можно  опреде-

лить поток тепловой энергии, уходящей через 1 м

2

 кладки стены. В данных условиях он составляет  

 

=

−

=

0

int

0

/

)

(

R

t

t

q

ext

[

]

60

,

50

949

,

0

/

)

28

(

20

=

−

 Вт/м

2

. 

 

Стены с неоднородным конструктивным решением. В тех случаях, когда конструкции неод-

нородные (слои не располагаются параллельно, имеются теплопроводные включения и т.п.), при рас-

чете R

0

 определяется приведенное термическое сопротивление конструкции 

 

cal

seav

siav

r

k

q

R

)

(

τ

−

τ

=

,                                (3.23) 

 

где q

cal

 – расчетная величина теплового потока, определяемая как 

 t

int 

 

)

(

)

(

int

ext

seav

e

siav

i

cal

t

t

q

−

τ

α

=

τ

−

α

=

;                    (3.24) 

 

τ

siav

,  τ

seav

  –  средние  температуры  внутренней  и  наружной  поверхности  неоднородного  ограждения, 

определяемые  по  данным  расчета  температурного  поля  или  по  результатам  экспериментальных  за-

меров температур на стенах эксплуатируемых зданий. 

При экспериментальных исследованиях можно также непосредственно определять тепловой по-

ток q

экс

 и затем производить расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждения как 

 

экс

int

0

)

(

q

t

t

R

ext

r

−

=

.                                (3.25) 

 

Методика  определения  приведенного  сопротивления  теплопередаче  ограждающих  конструкций 

на основе расчета температурных полей приведена в СП 23-101–2004 [22]. 

Стены с регулярной системой неоднородностей. Как показано в главе 1, в практике встреча-

ются кирпичные стены, имеющие неоднородную конструкцию с регулярной системой неоднородно-

стей:  слои  разных  материалов  располагаются  перпендикулярно  и  параллельно  друг  другу  (см.  рис. 

1.4 и 1.5). Для оценки теплозащитных качеств таких ограждений можно производить расчет приве-

денного сопротивления теплопередаче, используя методику, изложенную в [22].  

1)  Плоскостями,  параллельными  направлению  теплового  потока,  стена  (или  ее  часть)  условно 

разрезается на участки, из которых одни могут быть однородными (однослойными) – из одного ма-
териала, а другие неоднородными – из слоев различных материалов, и определяется термическое со-
противление R

aт

: 

 

n

n

n

a

R

F

R

F

R

F

F

F

F

R

+

+

+

+

+

+

=

...

...

2

2

1

1

2

1

т

,                                 (3.26) 

 
где F

1

, F

2

, …, F

n

 – площади отдельных участков стены; R

1

, R

2

, …, R

n

 – термические сопротивления 

этих участков, определенные по формуле (3.21) – для однородных участков и по формуле (3.22) – для 
неоднородных участков. 

2) Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока стена (или часть ее, приня-

тая для определения R

aт

) условно разрезается на слои, из которых одни могут быть однородными – из 

 t

int 

 t

int

одного материала, а другие неоднородными – из однослойных участков разных материалов. Терми-
ческое сопротивление однородных слоев определяется по формуле (3.21), а неоднородных слоев по 
формуле (3.26) и термическое сопротивление стены R

т

 находится как сумма термических сопротив-

лений отдельных однородных и неоднородных слоев по формуле (3.22). 

Приведенное термическое сопротивление стены определяется в конечном итоге по формуле 

 

3

)

2

(

т

т

R

R

R

a

r

k

+

=

.                                 (3.27) 

 

В тех случаях, если величина  R

aт

  превышает величину  R

т

  более чем на 25 %, то приведенное 

термическое сопротивление 

r

k

R

 следует определять на основании расчета температурного поля. 

Приведенное сопротивление теплопередаче стены определяется как 

 

e

r

k

i

r

R

R

α

+

+

α

=

1

1

0

.                                  (3.28) 

 

Пример  3.4.  Найти  сопротивление  теплопередаче  облегченной  кирпичной  стены,  сложенной  из 

глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе с заполнением перлитобетоном (см. 

рис.  3.6).  Стена  оштукатурена  с  наружной  стороны  известково-песчаным  раствором,  с  внутренней 

стороны – сложным раствором. 

При обследовании конструкции стены и лабораторных испытаниях образцов установлены коэф-

фициенты  теплопроводности  материалов:  кладка  – 

λ

к

  =  0,81  Вт/(м ·

°С);  перлитобетон  –  λ

п

  =  0,23 

Вт/(м ·

°С);  известково-песчаный  раствор  –  λ

из

  =  0,81  Вт/(м ·

°С);  сложный  раствор  –  λ

сл

 =  0,87 

Вт/(м ·

°С). 

 

 

 

 

 

 

 

 

перлито-

бетон 

t

int 

t

ext 

1

 

2

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Однородность материала стены нарушена как в параллельном, так и в перпендикуляр-

ном тепловому потоку направлениях. Кладка имеет регулярную систему, следовательно, расчет мож-

но произвести по изложенной выше методике. 

В качестве расчетной площади по поверхности стены берем шесть рядов кладки длиной 1 м, т.е. 

F

расч

 = 0,45 

⋅ 1 = 0,45 м

2

. Это обусловлено тем, что структура стены не меняется по всей длине. 

Чтобы  определить  приведенное  термическое  сопротивление  стены  выполняем  вначале  расчет 

сопротивлений R

ат

 и R

т

.  

Разрезаем  конструкцию  плоскостями,  параллельными  направлению  теплового  потока,  на  два 

участка и по формуле (3.26) определяем 

 

18

,

1

51

,

1

31

,

0

79

,

0

14

,

0

31

,

0

14

,

0

2

2

1

1

2

1

т

=

+

+

=

+

+

=

R

F

R

F

F

F

R

a

 м

2 

·

°С/Вт, 

 

где F

1

 = 1 

⋅ 0,14 = 0,14 м

2

; F

2

 = 1 

⋅ 0,31 = 0,31 м

2

 – площади 1 м длины 1-го и 2-го участков; R

1

 и R

2

 – 

термические сопротивления 1-го и 2-го участков, 

 

Рис. 3.6   Схема кирпичной стены облегченной кладки к приме-

ру 3 4