Теоретическое исследование при теплотехническом расчете конструкции зеленой кровли жилых зданий

Рассмотрим плоское неэксплуатируемое покрытие №1 (таблица №1), характерное для типового жилого здания, и покрытие №2, полученное в результате добавления требуемых новых слоев к конструкции покрытия №1 с целью получения неэксплуатируемой экстенсивной зеленой кровли (таблица №2).

Произведем сравнительный теплотехнический расчет покрытий №1 и №2 для г. Москвы. Коэффициент теплопроводности каждого слоя λ принимался исходя из условий эксплуатации ограждающих конструкций по типу Б (нормальная зона влажности и нормальный влажностный режим помещений).

Требуемое термическое сопротивление для покрытий г. Москвы, определяемое из энергосберегающих соображений (м²×°С/Вт), находим по формуле:

где ГСОП  – градусо-сутки отопительного периода

Находим значения продолжительности отопительного периода  и средней температуры воздуха  по табл.3.1 [1], подставляем в формулу:

По табл.3 [2] определяем  для покрытий жилых зданий:

Нормируемое значение теплопередачи покрытия для жилых зданий в г. Москва составляет  

Конструкция типовой кровли жилого здания представлена на рисунке 1, перечень и характеристики слоев указаны в таблице №1.

Рисунок 1. Конструкция покрытия №1

Таблица №1  

Слои покрытия №1

Сопротивление теплопередаче покрытия №1 с последовательно расположенными однородными слоями определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:

.

С учетом неоднородности конструкции:

Т.к. значение приведённого сопротивления теплопередаче  больше требуемого сопротивления , можно сделать вывод о том, что выбранная конструкция покрытия №1 полностью соответствует требованиям по теплопередаче.

Состав слоев покрытия №2 представлен на рисунке 2, перечень и характеристики слоев указаны в таблице №2.

Рисунок 2. Конструкция покрытия №2

Таблица №2 

Слои покрытия №2

Рассчитаем термическое сопротивление покрытия №2:

.

Учтем неоднородность конструкции покрытия №2:

Значение приведённого сопротивления теплопередаче  намного больше требуемого , следовательно конструкция покрытия №2 соответствует требованиям по теплопередаче.

Разница величин приведенного сопротивления  и составляет , т.е. конструкция зеленой кровли (покрытие №2) имеет более высокое термическое сопротивление в сравнении с аналогичной конструкцией покрытия без устройства озеленения (покрытие №1). По данным результатам можно сделать вывод о том, что величина приведенного сопротивления зависит от толщины почвенного слоя, т.е. при устройстве зеленой кровли теплозащитная функция здания повышается с увеличением толщины субстрата.

Следовательно, при применении зеленой кровли в покрытиях жилых зданий с увеличением теплозащиты здания сокращаются энергозатраты при его эксплуатации.