- •Расчетно-графическая работа
- •Наружной ограждающей конструкции»
- •Решение
- •1.Определение сопротивления теплопереде ограждающих конструкций
- •Построение одномерного температурного поля при установившемся потоке тепла
- •2.Определение сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций
- •Значения максимальной упругости водяного пара е, мм. Рт. Ст.,
- •Единицы измерения давления.
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Тверской государственный технический университет
«Кафедра «Конструкции и сооружения»
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Строительная физика»
Тема: «Теплотехнический расчет многослойной
Наружной ограждающей конструкции»
Вариант №13
Выполнил: студент гр. ПГС-1001
Мальцева А.А.
Проверил: преподаватель
Панской П.А.
Тверь 2012
Содержание: Задание на расчётно-графическую работу....................................................1 1.Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций………………………………........................…………………..3
Построение одномерного температурного поля при установившемся потоке тепла………………………………………..…………………………………..8
2.Определение сопротивления воздухопроницанию ограждающих конструкций...…..............…………………………………………….………10
3.Определение сопротивления паропроницанию ограждающих конструкций……………………...……………………………….…………..12
Приложения …………………………………………………………………..18
Список литературы…………...…………………………………..……………………21
ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКУЮ РАБОТУ
Подобрать и определить толщину утеплителя и произвести теплотехнический расчет ограждающей конструкции для административного помещения, расположенного в городе Ростов-на-Дону, если известно, что кладка выполнена из пустотелого силикатного кирпича.
Рис. 1. Заданная схема ограждающей конструкции
По карте зон влажности определяем, что Ростов-на-Дону находится в сухой климатической зоне, значит здание будет эксплуатироваться во влажной климатической зоне.
Карта зон влажности.
Решение
1.Определение сопротивления теплопереде ограждающих конструкций
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, Roтр, определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения.
1.1. Определение требуемого значения сопротивления теплопередаче Roтр наружной ограждающей конструкции, исходя из условий энергосбережения. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) определяем по формуле:
ГСОП = (tв – tот.пер.)·zот.пер., (1)
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88(таблица 1) и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений. Для административных помещений принимаем tв=20 °С
tот.пер. – средняя температура,°С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23.01.99;
zот.пер. – продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по 23.01.99.
Таблица 1.1. Данные, необходимые для расчета (по СНиП 23.01.99).
Населенный пункт |
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, 0С |
Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, 0С, периода со среднесуточной температурой воздуха ≤80С |
|
Ростов-на-Дону |
-22 |
171 |
-0,6 |
ГСОП = (20 – (-0,6))·171 = 3522,6 (0С·сут),
Для определения Roтр исходя из условий энергосбережения необходимо воспользоваться таблицей 1б* СНиПа II-3-79*. Ранее полученное значение ГСОП является промежуточным, поэтому для нахождения требуемого значения сопротивления теплопередаче Roтр необходимо воспользоваться методом интерполяции.
Таблица 2. Фрагмент таблицы 1б* СНиПа II-3-79*
Тип здания |
Градусо–сутки отопительного периода, 0С·сут |
Приведенное сопротивление теплопередаче R0тр, не менее, м2·0С/Вт |
административное |
4000 6000 |
2,4 3,0 |
ГСОП= (20-(-0,6))*171=3522,6 (сут°С)
Методом интерполяции вычисляем Roтр:
Roтр=2,4 +(3522,6-4000)*(3,0-2,4)/(6000-4000)=2,26 м2°С/Вт
1.2.Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяем по формуле:
Roтр=n*(tв-tн)/Δtн*αв (2)
где п – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3*. Для наружных стен принимается равным 1;
Фрагмент по табл. 3* СНиПа II-3-79*
tв – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений. Для административных зданий принимаем tв=200С.
tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23.01.99 (см. таб. 1.1);
∆tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл.2* СНиПа II-3-79*.Для наружных стен промышленных зданий определяется как :
∆tн = tв - tр , но не более 7
tр - температуры точки росы, С, при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха принимаемым по ГОСТ 12.1.005-88, СНиП 2.04.-5-91 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.
aв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл.4*. Для внутренней поверхности стены принимается равным 8,7.
Фрагмент табл. 4* СНиПа II-3-79*
Определение температуры точки росы на внутренней поверхности.
Принимаем: tв =20 0С;
φ = 53%, т.к согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений нормальная относительная влажность лежит в пределах от φ = 50% до φ =60%.
Из таблицы максимальной упругости (приложение 1 учебника «Строительная теплофизика», Ильинский В.М.) определяем Еmax:
при tв = 200С Еmax = 15,48мм.рт.ст.
Определим упругость паров воды в воздухе (e) из формулы:
откуда мм.рт.ст.
Из таблицы максимальной упругости получаем: при t = 4,50С будет максимально возможным, следовательно, τр = 4,50С.
Принимаем ∆tн = 4,50С, т.к. здание административное.
В итоге получим:
Roтр=1*(20-(-22))/4,5*8,7=1,073 м2°С/Вт
1.3. Определение сопротивления теплопередаче конструкции Ro .
В пунктах 1.1. и 1.2. мы получили
Roтр1= 2,26 м2°С/Вт и,
Roтр2=1,073 м2°С/Вт соответственно.
Видно, что Roтр1> Roтр1 значит принимаем Roтр1= 2,26 м2°С/Вт .
При этом должно соблюдаться условие Ro ≥ Roтр*1,1
Ro=2,26*1,1=2,482458 м2°С/Вт
1.4. Подбор утеплителя и подбор его толщины.
Ro определяется по формуле:
, м2С/Вт (3)
где в – то же, что в формуле (2);
Ri – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2С/Вт, определяемое для однородной конструкции по формуле (4);
н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Для наружных стен принимается равным 23 Вт/(мС).
Термическое сопротивление R0, м2 С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определяют как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
R0= R1 + R2 + ... + Rn + Rв.п., м2С/Вт (4)
где R1, R2, ..., Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2 С/Вт, определяемые по формуле (5);
Rв.п. – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (в дном случае отсутствует).
Термическое сопротивление R, м2°С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции определяют по формуле:
, м2С/Вт (5)
где – толщина слоя, м;
– расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя,
Вт/(м С).
Таблица 3. Теплотехнический расчет ограждающей конструкции
№ слоя |
Наименование слоя |
Толщина слоя δ, м |
Коэффициент теплопровод-ности мате-риала λ, Вт/(м С) |
Термичес-кое сопро-тивление R, м2С/Вт |
1 |
Кирпич силикатный облицовочный на цементно-песчаном растворе |
0,12 |
0,7 |
0,17 |
2 |
Пенополистирол (утеплитель 141) |
0,1 |
0,064 |
1,5625 |
3 |
Кирпичная кладка из пустотелого силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе |
0,51 |
0,64 |
0,79 |
Согласно требованию R0 должно превышать Roтр на 10 % , то есть :
R0 = Roтр * 1,1 = 2,482458 м2С/Вт (см п.1.3) (6)
Тогда согласно формуле (3),получаем:
R0=0,115+0,79+(Х/0,064)+0,17+0,043=2,48м2С/Вт
Откуда
Х=1,362*0,064=0,09=10см
Пенополистирол URSA XPS производится стандартной толщины (0,03;0,04;0,05;0,06;0,08; 0,10 и т.д. ) Толщина 0,1 м для данного расчета подходит, т.к. будет выполнятся условие Ro=2,678 м2°С/Вт , следовательно берем утеплитель данной фирмы толщиной 0,10м.
Принимаем =0,10 м , тогда :
= 0,10/0,064=1,56м2С/Вт
Окончательно :
R0 =0,115+0,79+1,56+0,17+0,043=2,678 м2С/Вт
Необходимое условие Ro ≥ Roтр соблюдается, следовательно, наружная ограждающая конструкция отвечает санитарно-гигиеническим требованиям и требованиям энергосбережения.