- •«Комплексный теплотехнический расчет наружной ограждающей конструкции»
- •Томск 2011г.
- •1. Определить нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче исходя из величины градусо-суток отопительного периода.
- •2. Определить требуемую толщину утеплителя в ограждающей конструкции.
- •5. Рассчитать нормируемые сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции и обеспечить превышение фактического сопротивления паропроницанию над требуемыми значениями.
- •6. Определить нормируемое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции и обеспечить превышение фактического сопротивления воздухопроницанию над требуемым значением.
- •7. Определить нормируемое сопротивление теплопередаче конструкции окна и подобрать его конструкцию, а также определить требуемое сопротивление воздухопроницанию конструкции окна.
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
«Томский Государственный
Архитектурно – Строительный Университет»
Кафедра «Архитектура гражданских и промышленных зданий»
Курсовая работа
«Комплексный теплотехнический расчет наружной ограждающей конструкции»
Выполнил: Илюшкин С. В.
студент группы 119/2
Проверил: Самохвалов А. С.
Томск 2011г.
1. Определить нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче исходя из величины градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода Dd, °С·сут, определяют по формуле:
Dd = (tint - tht)· Zht , (1)
где tint - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С), для группы зданий по поз.2 таблицы 4 - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21 °С), зданий по поз.3 таблицы 4 - по нормам проектирования соответствующих зданий;
Zht , tht - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С - при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С - в остальных случаях.
Dd = (19-(- 9.6)) • 245 = 7007 °С• сут
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreq ,м2·°С/Вт, ограждающих конструкций.
Значения Rreq для величин Dd, отличающихся от табличных, следует определять по формуле:
Rreq = a·Dd + b , (2)
где Dd - градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;
a , b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий,
Rreq = 0,0003 • 7007 + 1,2 = 3,3 м2 ·°С/Вт
2. Определить требуемую толщину утеплителя в ограждающей конструкции.
Термическое сопротивление R, м2·°С/Вт, однородного слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:
R = δ / λ , (3)
где δ - толщина слоя, м;
λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С)
Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk , м2·°С/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
Rk = R1 + R2 +…+ Rn + Ral , (4)
где R1 + R2 +…+ Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·°С/Вт, определяемые по формуле (3);
Ral - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.
Сопротивление теплопередаче Ro , м2·°С/Вт, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями или ограждающей конструкции в удалении от теплотехнических неоднородностей не менее чем на две толщины ограждающей конструкции следует определять по формуле:
Ro = Rsi + Rk + Rse , (5)
где Rsi = 1/αint , αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·°С), принимаемый по таблице 7 #M12291 1200035109СНиП 23-02-2003#S;
Rse = 1/αext , αext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2·°С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;
Rk - то же, что и в формуле (4).
Условия эксплуатации ограждающей конструкции. Приложение В СНиП 23-02-2003;
- Зона влажности 3 - Сухая. Влажность внутреннего воздуха до 50 % - Условия эксплуатации А.
Расчетные коэффициенты теплопроводности материала слоя. Приложение Д СП 23-101-2004;
λ1 , λ3 = 0,58 Вт/(м·°С), Керамзитобетон ρ = 1600 кг/м
λ2 = 0,042 Вт/(м·°С), Пенополистирол ρ = 18 кг/м
Примем Ro = Rreq, тогда толщина утеплителя в ограждающей конструкции из формул 4, 5.
δ2 = (Rreq – 1/αint – δ1/λ1 – δ3/λ3 – 1/αext ) · λ2 (6)
δ2 = ( 3,3 – 1/8,7 – 0,06/0,58 – 0,1/0,58 – 1/23) · 0,042 = 0,12 м
Примем δ = 0,12 м утеплителя из пенополистирола и вычислим: Rk по формуле 4.
Rk = 0,06\0,58 + 0,12\0,042 + 0,1\0,58 = 3,13 м2·°С/Вт
3. Определить приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, учитывающего участка с различной конструкцией по всей площади ограждения. Проверить выполнение необходимого условия превышения приведенного сопротивления теплопередаче проектируемой конструкции над требуемым значением.
Приведенное сопротивление теплопередаче Rro всей ограждающей конструкции следует осуществлять по формуле:
Rro = A/ [(A1/Ro1) + (A2/Ro2)] , (7)
где A – общая площадь конструкций, равная сумме площадей отдельных участков, м2
A1 – площадь участка характерной части ограждающей конструкции, м2
Ro1 – приведенное сопротивление теплопередаче, м2 ·°С/Вт, участок с утеплителем,
Ro2 – участок со шпонкой по формуле 5.
Ro1 = 0,1149 + 3,13 + 0,0434 = 3,29 м2·°С/Вт
Ro2 = 0,1149 + 0,48 + 0,0434 = 0,64 м2·°С/Вт
Aпт = 8,96 м2 Aок = 2,25 м2 Aшп = 0,17 м2
A1 = 8,96 – 2,25 – 0,17 = 6,54 м2 A2 = 0,17 м2
Rro = 6,71 / [ (6,54/3,29) + (0,17/0,64) ] = 2,98 м2·°С/Вт
Условие превышения не соблюдается:
Rro = 2,98 < Rreq = 3,3
Увеличим толщину утеплителя на 0,02м.
Rk = 0,08\0,58 + 0,14\0,042 + 0,12\0,58=3,67 м2·°С/Вт
Ro1 = 0,1149 + 3,67 + 0,0434 = 3,82 м2·°С/Вт
Ro2 = 0,1149 + 0,58 + 0,0434 = 0,73 м2·°С/Вт
Aпт = 8,96 м2 Aок = 2,25 м2 Aшп = 0,17 м2
A1 = 8,96 – 2,25 – 0,17 = 6,54 м2 A2 = 0,17 м2
Rro = 6,71 / [ (6,54/3,82) + (0,17/0,73) ] = 3,45 м2·°С/Вт
Условие превышения не соблюдается:
Rro = 3,45 > Rreq = 3,3
4. Рассчитать температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции по теплопроводному включению для оценки вероятности образования конденсата. Определить температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на внутренней поверхности ограждающей конструкции и сравнить его с нормальным значением.
Температуру внутренней поверхности τsi , °С, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями следует определять по формуле:
τsi = tint – [n (tint – text)]/ (Ro · αint) , (8)
где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый согласно таблице 6 #M12291 1200035109СНиП 23-02#S с учетом примечания к этой таблице;
tint – расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
text – расчетная температура наружного воздуха, °С;
Ro1, αint – то же, что и в формуле (5);
τsi = 19 – [ 1 · ( 19 – (-46) ) ] / ( 3,82 · 8,7 ) = 17 °C;
Для неоднородных ограждающих конструкций, содержащих приведенные в приложении Н СП 23-101-2004, теплопроводные включения, температуру внутренней поверхности по теплопроводному включению, °С, допускается определять:
- для неметаллических теплопроводных включений по формуле:
τ´si = tint – [ n (tint – text) / ( Ro · αint ) ] [ 1 + η (Ro / R´o – 1) ] , (9)
где n , tint , text , αint - то же, что и в формуле (8);
R´o , Ro – сопротивление теплопередаче по сечению ограждающей конструкции, м2·°С/Вт, соответственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест, определяемое по формуле (5);
η – коэффициент, принимаемый по таблицам 9 СП 23-101-2004;
τ´si = 19 – [ 1 · ( 19 – (-46) ) / (0,73 · 8,7 ) ] [ 1 + 0,19 ( 0,73 / 3,82 – 1)] = 10,34 °C;
Расчетный температурный перепад ∆to , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин ∆tn , °С, установленных в таблице 5 СНиП 23-02-2003, и определяется по формуле:
∆to = [ n ( tint – text )] / ( Ro· αint ) (10)
где n , tint , text - то же, что и в формуле (8);
αint , Ro – то же, что и в формуле (5);
∆to = [ 1 ( 19 – (-46) ) ] / ( 3,82 · 8,7) = 1,95 °C;
Условие превышения соблюдается:
∆to = 1,95 < ∆tn = 4,5