Курсовая работа по предмету: «Архитектура»

Теплотехнический расчет наружной стены

Требуется определить толщину утеплителя в трехслойной кирпичной наружной стене в жилом здании, расположенном в г. Волгоград. Конструкция стены: внутренний слой – кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 250 мм и плотностью 1800 кг/м3, наружный слой – кирпичная кладка из облицовочного кирпича толщиной 120 мм и плотностью 1800 кг/м3; между наружным и внутренними слоями расположен эффективный утеплитель из пенополистирола плотностью 40 кг/м3; наружный и внутренний слои соединяются между собой стеклопластиковыми гибкими связями диаметром 8 мм, расположенными с шагом 0,6 м.

1. Исходные данные

- Назначение здания – жилой дом

- Район строительства – г. Волгоград

- Расчетная температура внутреннего воздуха tint = плюс 20 0С

- Расчетная температура наружного воздуха text = минус 35 0С

- Расчетная влажность внутреннего воздуха – 55%

2. Определение нормируемого сопротивления теплопередаче

Определяется по таблице 4 [1] в зависимости от градусосуток отопительного периода. Градусосутки отопительного периода, Dd, °С×сут, определяют по формуле 1, исходя из средней температуры наружного воздуха и продолжительности отопительного периода.

По СНиП 230199* [3] определяем, что в г. Волгоград средняя температура наружного воздуха отопительного периода равна: tht = 2,4 0С, продолжительность отопительного периода zht = 177 сут. Величина градусосуток отопительного периода равна:

Dd = (tint - tht) zht = (20 + 2,4)×177 = 3964,8 0С сут.

Согласно табл. 4. [1] нормируемое сопротивление теплопередаче Rreg наружных стен для жилых зданий соответствующее значению Dd = 3964,8 0С сут равно Rreg = a Dd + b = 0,00035×3964,8 + 1,4 = 2,79 м2 0С/Вт.

3. Выбор конструктивного решения наружной стены

Конструктивное решение наружной стены предложено в задании и представляет собой трехслойное ограждение с внутренним слоем из кирпичной кладки толщиной 250 мм, наружным слоем из кирпичной кладки толщиной 120 мм, между наружным и внутренним слоем расположен утеплитель из пенополистирола. Наружный и внутренний слой соединяются между собой гибкими связями из стеклопластика диаметром 8 мм, расположенными с шагом 0,6 м.

4. Определение толщины утеплителя

Толщина утеплителя определяется по формуле 7:

dут = (Rreg./r – 1/aint – dкк/lкк – 1/aext)× lут

где Rreg. – нормируемое сопротивление теплопередаче, м2 0С/Вт; r – коэффициент теплотехнической однородности; aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/(м2×°С); aext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, Вт/(м2×°С); dкк – толщина кирпичной кладки, м; lкк – расчетный коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, Вт/(м×°С); lут – расчетный коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м×°С).

Нормируемое сопротивление теплопередаче определено: Rreg = 2,79 м2 0С/Вт.

Коэффициент теплотехнической однородности для кирпичной трехслойной стены со стеклопластиковыми гибкими связями составляет около r=0,995, и в расчетах может не учитываться (для информации – если применили стальные гибкие связи, то коэффициент теплотехнической однородности может достигать 0,60,7) .

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности определяется по табл. 7 [1] aint = 8,7 Вт/(м2×°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности принимается по таблице 8 [2] aеxt = 23 Вт/(м2×°С).

Суммарная толщина кирпичной кладки составляет 370 мм или 0,37 м.

Расчетные коэффициенты теплопроводности используемых материалов определяются в зависимости от условий эксплуатации (А или Б). Условия эксплуатации определяются в следующей последовательности:

по табл. 1 [1] определяем влажностный режим помещений: так как расчетная температура внутреннего воздуха +20 0С, расчетная влажность 55%, влажностный режим помещений – нормальный;

по приложению В (карта РФ) [1] определяем, что г. Волгоград расположен в сухой зоне;

по табл. 2 [1], в зависимости от зоны влажности и влажностного режима помещений, определяем, что условия эксплуатации ограждающих конструкций – А.

По прил. Д [2] определяем коэффициенты теплопроводности для условий эксплуатации А: для пенополистирола ГОСТ 1558886 плотностью 40 кг/м3 lут = 0,041 Вт/(м×°С); для кирпичной кладки из глиняного обыкновенного кирпича на цементнопесчаном растворе плотностью 1800 кг/м3 lкк = 0,7 Вт/(м×°С).

Подставим все определенные значения в формулу 7 и рассчитываем минимальную толщину утеплителя из пенополистирола:

dут = (2,79 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23)× 0,041 = 0,0862 м

Округляем полученное значение в большую сторону с точностью до 0,01 м: dут = 0,09 м. Выполняем проверочный расчет по формуле 5:

R0 = (1/ai + dкк/lкк + dут/lут + 1/ae )

R0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,09/0,041 + 1/23 ) = 2,88 м2 0С/Вт

5. Ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции

Расчетный температурный перепад Δto, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин Δtn, °С, установленных в таблице 5 [1], и определен следующим образом

Δto = n(tint – text)/( R0 aint ) = 1(20+35)/(2,88 х 8,7) = 2,2 0С т.е. меньше, чем Δtn, = 4,0 0 С, определенное по таблице 5 [1].

Вывод: толщина утеплителя из пенополистирола в трехслойной кирпичной стене составляет 90 мм. При этом сопротивление теплопередаче наружной стены R0 = 2,88 м2 0С/Вт, что больше нормируемого сопротивления теплопередаче Rreg. = 2,79 м2 0С/Вт на 0,09м2 0С/Вт. Расчетный температурный перепад Δto, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не превышает нормативное значение Δtn,.

Теплотехнический расчет светопрозрачных ограждающих конструкций

Светопрозрачные ограждающие конструкции (окна) подбирают по следующей методике.

Нормируемое сопротивление теплопередаче Rreg определяется по таблице 4 СНиП 23022003 [1] (колонка 6) в зависимости от градусосуток отопительного периода Dd. При этом тип здания и Dd принимают как в предыдущем примере теплотехнического расчета светонепрозрачных ограждающих конструкций. В нашем случае Dd = 3964,8 0С сут, тогда для окна жилого дома Rreg = a Dd + b = 0,00005×3964,8 + 0,3 = 0,498 м2 0С/Вт.

Выбор светопрозрачных конструкций осуществляется по значению приведенного сопротивления теплопередаче Ror, полученному в результате сертификационных испытаний или по приложению Л Свода правил [2]. Если приведенное сопротивление теплопередаче выбранной светопрозрачной конструкции Ror, больше или равно Rreg, то эта конструкция удовлетворяет требованиям норм.

Вывод: для жилого дома в г. Волгограде принимаем окна в ПВХ-переплетах с двухкамерными стеклопакетами в одинарном переплете из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 8 мм) у которых Rоr = 0,5 м2 0С/Вт больше Rreg = 0,498 м2 0С/Вт.

КР.cdw