РГР. Теплотехнический расчет наружных ограждений жилого здания

графики изменения температуры.dwg

для аналитического метода расчета
для аналитического метода расчета 2. для графического метода расчета
Графики изменения температуры по сечению наружной стены при t =t
для графического метода расчета
Графики максимальной упругости и действительного парциального давления водяного пара по сечению наружной стены

Теплотехн. расчет наружных ограждений жилого здания в. 20.doc

Ульяновский государственный технический университет
кафедра: Теплогазоснабжение и вентиляция.
дисциплина: Строительная теплофизика.
Расчетно-графическая работа.
Теплотехнический расчет наружных ограждений жилого здания
Содержание расчетно-графической работы
Выполнение расчетно-графической работы имеет цель: закрепить теоретический материал по основным вопросам дисциплин «Строительная теплофизика» «Тепломассообмен» приобрести навыки самостоятельной работы в области проектирования наружных ограждений и опыт работы со справочной нормативной и специальной литературой. Расчетно-графическая работа подготавливает студентов к курсовому проектированию по специальным дисциплинам таким как отопление вентиляция и кондиционирование воздуха. Исходные данные и основные результаты теплотехнических расчетов будут использоваться студентами при выполнении курсовой работы по отоплению.
Задание. Спроектировать наружные ограждения жилого здания расположенного в заданном районе строительства.
В задании на расчетно-графическую работу указываются:
Характеристики здания: а) район строительства; б) высота здания от земли до устья вентиляционной шахты Н м (только для расчетно-графической работы); в) высота выбранного для расчета этажа от земли h м (только для расчетно-графической работы).
Характеристики ограждающих конструкций: а) наружных стен; б) бесчердачного перекрытия; в) перекрытия над неотапливаемым подвалом.
Расчетно-графическая работа включает в себя:
Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха.
Расчет теплозащитных свойств наружных ограждений.
Расчет влажностного режима наружных ограждений.
Расчет воздушного режима наружных ограждений.
Защитные свойства наружных ограждений.
Общая последовательность расчета
Ограждения здания должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами и быть в достаточной степени воздухо- и влагонепроницаемыми. В теплотехническом отношении наружные ограждающие конструкции зданий должны удовлетворять следующим требованиям:
обладать достаточными теплозащитными свойствами чтобы лучше сохранять тепло в помещении в холодное время и защитить помещение от перегрева летом;
температура на внутренних поверхностях воздухопроницаемость и влажность наружных ограждений не должны превосходить допускаемых нормами пределов чтобы избежать появления конденсата ощущения дутья ухудшения теплозащитных свойств и санитарно-гигиенических условий ограждаемого помещения.
Проектирование наружных ограждений построено на принципах ограничения количества тепла теряемого ограждением в отопительный период и поддержания на внутренней поверхности наружного ограждения температуры при которой на внутренней поверхности не образуется конденсат.
Теплотехнический расчет обычно начинают с выбора расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха (температуры влажности и др.) в соответствии с действующими санитарно-гигиеническими нормами и климатическими характеристиками района строительства.
После выбора расчетных параметров определяют расчетное сопротивление теплопередаче
R0 м2·°C Вт основной части (глади) конструкции ограждения. Необходимым является условие чтобы полное сопротивление теплопередаче R0 было равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим соображениям (или требуемого) сопротивления теплопередаче R0тр м2·°C Вт:
Зная R0тр глади ограждения необходимо проверить теплозащитные свойства отдельных элементов ограждающих конструкций (стыков наружных углов теплопроводных включений и др.). Поэтому для расчета тепловых условий в помещении часто следует кроме R0 рассчитать и приведенное сопротивление теплопередаче ограждения R0пр м2·°C Вт которое учитывает двумерность температурного поля.
После определения R0 и R0пр производят расчет температурного поля в ограждении. Особенно большое значение для теплотехнической оценки ограждения имеет температура его внутренней поверхности в °С определяющая возможность образования конденсата что недопустимо с санитарно-гигиенической точки зрения. Опасность появления конденсата тем больше чем больше влажность воздуха внутри помещения. Температура в должна быть не ниже точки росы tp °С. Необходимым и достаточным условием этого расчета является отсутствие конденсата на внутренней поверхности рассматриваемого элемента конструкции. Распределение температуры в ограждении необходимо знать также при расчетах его влажностного режима.
Для зданий проектируемых в южных районах проверяют теплоустойчивость ограждений в расчетных летних условиях. Теплоустойчивость ограждения для зимнего периода года обеспечивается выполнением неравенства (3.1).
Для заполнений оконных и дверных проемов теплозащитные свойства регламентируются только сопротивлением теплопередаче конструкции которое должно быть не ниже требуемого.
Влагозащитные свойства ограждений должны исключать переувлажнение материалов за счет атмосферной влаги и диффузии водяных паров из воздуха помещения.
Допустимая воздухопроницаемость окон дверей стыков конструкций оси и перекрытий здания определяется нормируемыми сопротивлением воздухопроницанию расходом воздуха дополнительными затратами тепла или понижением температуры внутренней поверхности конструкции при инфильтрации.
Процессы передачи тепла переноса влаги и фильтрации воздуха взаимосвязаны и одно явление оказывает влияние на другое. Поэтому определение тепло- влаго- и воздухозащитных свойств должно проводиться как общий расчет требуемых защитных свойств наружных ограждений здания.
Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха
Климатические параметры наружного воздуха в районе строительства определяются по СНиП 23-01-99. Для расчета необходимо выбрать температуры наиболее холодной пятидневки tн5 °C (обеспеченностью 0.92); средние температуры наиболее холодного месяца tхм °C и отопительного периода ton °C; продолжительность отопительного периода zоп сут.год; среднемесячная относительная влажность наружного воздуха для наиболее холодного месяца φн %; максимальную из средних скоростей ветра по румбам за январь н мс [табл. 1].
За отопительный период принимают период со средней суточной температурой наружного воздуха tн.ср ≤ 8 °С.
Температура внутреннего воздуха помещения tв °C выбирается в соответствии с ГОСТ 30494-96 в зависимости от tн5 °С: при tн5 ≥ -30°С tв = 18°С при tн5 -30°С tв = 20°C.
Относительная влажность внутреннего воздуха φв % выбирается по СНиП 23-02-2003 [табл. 1]. Как правило в жилых помещениях должен устанавливаться нормальный влажностный режим.
Затем по СНиП 23-02-2003 [табл. 2] определяются условия эксплуатации ограждающих конструкций (А или Б) в зависимости от которых в дальнейшем выбираются теплотехнические показатели строительных материалов и изделий по СП 23-101-2004 [прил.Д].
Условия эксплуатации ограждающих конструкций выбираются с учетом климатической зоны влажности района строительства. Зона влажности определяется по СНиП 23-02-2003 [прил. В] согласно которому вся территория России делится на три зоны: 1 - влажную 2 - нормальную 3 - сухую.
Высота здания от землиН = 18 м;
Высота этажа от землиh = 7 м;
Температура наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 092)tн5 = -30 °С;
Средняя температура воздуха наиболее холодного месяцаtхм = -115 °С;
Средняя температура отопительного периодаtоп = -4 °С;
Продолжительность отопительного периодаzоп = 214сутгод;
Среднемесячная относительная влажность
наружного воздуха для наиболее холодного месяцаjн = 84 %;
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январьuн = 62 мс;
Температура внутреннего воздуха помещения при
условии что tн5 = -30 °Сtв = 18 °С;
Относительная влажность внутреннего воздухаjв = 55 %;
Зона влажности по СНиП 23-02-2003 для г.Муром – нормальная (зона 2).
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажностный режим помещений зданий
Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности
Характеристики слоев наружных стен
Конструкция ограждения
r = 2500 кгм3; λ = 2.04 Вт(м°С); = 0.0310-6 кг(мчПа)
– слой утеплителя: пенопласт
r = 100 кгм3; λ = 0.052 Вт(м°С); = 0.2310-6 кг(мчПа)
Характеристики слоев бесчердачного перекрытия
– железобетонная пустотная панель
r = 600 кгм3; λ = 0.17 Вт(м°С); d = 1.5 мм
– слой утеплителя: вермикулитобетон
r = 400 кгм3; λ = 0.13 Вт(м°С); = 0.1910-6 кг(мчПа)
– цементно-песчаная стяжка
r = 1800 кгм3; λ = 0.93 Вт(м°С); = 0.0910-6 кг(мчПа)
– три слоя рубероида
r = 600 кгм3; λ = 0.17 Вт(м°С); d = 1.5×3 мм
Характеристики слоев перекрытия над неотапливаемым подвалом
– слой утеплителя: полистеролбетон
r = 500 кгм3; λ = 0.16 Вт(м°С); = 0.07510-6 кг(мчПа)
– линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе
r = 1400 кгм3; λ = 0.35 Вт(м°С); = 0.00210-6 кг(мчПа);
Расчет теплозащитных свойств наружных ограждений
1 Расчет теплозащитных свойств наружных стен
железобетон:1 = 0.12 м λ1 = 2.04 Вт(м·°С);
слой утеплителя:пенопласт: λ2 = 0.052 Вт(м·°С);
железобетон:3 = 0.08 м λ3 = 2.04 Вт(м·°С);
1.1 Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр м2·°С Вт (определяем интерполяцией) наружного ограждения (СниП 23-02-2003 [табл. 4]) в зависимости от градусо-суток отопительного периода Dd °Ссут значение которых определяется по формуле:
Dd = (tв – tоп)·zоп(1.1)
Dd = (18 – (-4))·214 = 4708 °С·сут
R0тр = 3.05 м2·°С Вт
1.2. Толщина dиз м теплоизоляционного слоя в конструкции ограждения значение которой определяется используя выражение:
где λиз = 0.052 Вт(м·°С) - коэффициент теплопроводности слоя теплоизоляции (пенопласт);
= 8.7 Вт(м2·°С) = 23 Вт(м2·°С) – коэффициенты (табл.3.1 3.2 УМК) теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждения;
– сумма термических сопротивлений конструктивных слоев ограждения м2·°С Вт.
– коэффициент теплопроводности
i=12 k – номер конструктивного слоя ограждения k – общее количество конструктивных слоев в ограждении.
1.3. Округляем расчетное значение м в большую сторону принимая фактическое значение толщины слоя изоляции м таким образом чтобы общая толщина панелей наружных стен была кратной 0.05 м.
1.4. Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения R0ф м2·°С Вт
1.5. Для сложного ограждения в котором имеются элементы формирующие двухмерные температурные поля фактические теплопотери оказываются большими чем рассчитанные в предположении одномерности температурного поля.
Для расчета теплопотерь сложного ограждения в котором возникают двумерные температурные поля пользуются приведенным сопротивлением теплопередаче R0пр м2·°С Вт.
Допускается приведенное сопротивление теплопередаче наружных панельных стен жилых зданий принимать равным
где r = 0.7 – коэффициент теплотехнической неоднородности (табл. 3.3 УМК).
1.6. Произведем сравнение сопротивлений теплопередаче R0пр и R0тр по условиям энергосбережения при этом должно выполнятся неравенство R0пр ≥ R0тр.
Это неравенство не выполняется т.к. R0пр R0тр (2.198 3.05).
Для выполнения неравенства исходя из условия энергосбережения толщину изоляции увеличим до 0.25 м () тогда
В этом случае неравенство R0пр ≥ R0тр (3.54 > 3.05) выполняется.
1.7. Расчетный температурный перепад Δt0 °С между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции который не должен превышать нормируемого значения для наружных стен Δtn=4 °С. (СНиП 23-02-2003 [табл.5])
где n = 1 – коэффициент учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (СНиП 23-02-2003 [табл.6])
1.8. Температурные поля в различных элементах наружного ограждения.
Одномерное стационарное температурное поле глади наружного ограждения при tн = -30 °С определяем используя аналитическую зависимость:
где х- температура в произвольном сечении х ограждения °С;
Rв-х - сопротивление теплопередаче от внутренней среды до сечения х м2·°С Вт.
Графики изменения температуры по сечению наружной стены при tн= tн5 для аналитического и графического методов расчета изображены в приложении 1.
Результаты расчетов температурного поля аналитическим и графическим методами совпадают.
Температура внутренней поверхности наружного ограждения в °С должна быть выше точки росы tp °С в противном случае необходимо предусмотреть специальные мероприятия предупреждающие конденсацию водяного пара на внутренней поверхности ограждения.
1.9 Температуру точки росы tр °С можно определить по относительной влажности и температуре tв °С воздуха внутри помещения рассчитав парциальное давление рв Па водяного пара в воздухе помещения.
Парциальное давление водяных паров Рв Па в воздухе помещения для температуры tв = 18 °С при полном насыщении (для относительной влажности 100 %).
Действительное парциальное давление водяных паров рв Па в воздухе помещения для заданной относительной влажности φв = 55%.
Значение рв Па принимают за максимальную упругость воздуха в помещении и подставляя его в уравнение (1.8) находят температуру точки росы tв °С
или по СП 23-101-2004 при φв = 55% и tв = 18 °С:tр = 8.83 °С
1.10. Подбор заполнений световых проемов.
Требуемое сопротивление теплопередаче заполнения светового проема определяем по СНиП 23-02-2003 [табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода
Dd=4708 °Ссут. (определяем интерполяцией)
Определив принимаем необходимую для заданного района строительства конструкцию остекления руководствуясь требованиями СП 23-101-2004 (табл. Л). Выбирать конструкцию остекления заполнения светового проема следует из условия . ()
Конструкция остекления:Двойное остекление с твердым селективным покрытием в раздельных переплетах.
1.11. Для наружных ограждений которые не имеют элементов формирующих двухмерные температурные поля рассчитываем коэффициент теплопередачи k м2·°С Вт.
2 Расчет теплозащитных свойств бесчердачного перекрытия.
железобетонная пустотная плита: 1 = 0.22 м λ1 = 2.04 Вт(м·°С);
один слой рубероида: 2 = 0.0015 м λ2 = 0.17 Вт(м·°С);
утеплитель: вермикулитобетон: λ3 = 0.13 Вт(м·°С);
цементно-песчаная стяжка: 4 = 0.03 м λ4 = 0.93 Вт(м·°С);
три слоя рубероида: 5 = 0.0045 м λ5 = 0.17 Вт(м·°С);
2.1. Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр м2·°С Вт (определяем интерполяцией) наружного ограждения по СниП 23-02-2003 [ табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода Dd °Ссут значение которых определяется по формуле (1.1):
R0тр = 4.02 м2·°С Вт
2.2. Рассчитаем среднее температурное сопротивление железобетонной пустотной плиты. Пустоты имеют цилиндрическую форму и заполнены воздухом диаметр отверстий d = 0.15 м расстояние между центрами отверстий S = 0.21 м. Коэффициент теплопроводности бетона λжб = 2.04 Вт(м·°С) термическое сопротивление воздушных прослоек Rв.п.= 0.15 м2·°С Вт.
Для упрощения расчетов круглые отверстия заменяем равными по площади квадратами со стороной
Определим термическое сопротивление плиты R м2·°С Вт в направлении параллельном движению теплового потока для двух характерных сечений (А-А Б-Б)
В сечении А-А находится воздушная прослойка толщиной в.п= 0.134 м и два слоя железобетона общей толщиной 0.086 м.
В сечении Б-Б расположен слой железобетона общей толщиной 0.220 м для него термическое сопротивление составит
Рассчитываем термическое сопротивление плиты в направлении параллельном движению теплового потока
Где FA-A FБ-Б – площади слоев в сечениях А-А и Б-Б м2.
FА-А = (0.1341)5 = 0.670 м2FБ-Б = (0.0761)4 = 0.304 м2
Определяем термическое сопротивление плиты R м2·°С Вт в направлении перпендикулярном движению теплового потока для двух характерных сечений (В-В Г-Г Д-Д).
В сечениях В-В и Д-Д два слоя железобетона общая толщина которых равна м поэтому общее термическое сопротивление этих слоев равно
В сечении Г-Г как и в сечении А-А находятся воздушные прослойки и слои железобетона
FГ-Гв.п = FА-А = 0.670 м2FГ-Гжб = FБ-Б = 0.304 м2
Термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении Г-Г равно
Rв.п = 0.15 м2·°С Вт
Термическое сопротивление слоя железобетона в сечении Г-Г определяется как
Для сечения Г-Г общее термическое сопротивление составит
Рассчитываем термическое сопротивление в направлении перпендикулярном движению теплового потока
R= RВ-В+Д-Д + RГ-Г= 0.042+0.107 = 0.149 м2·°С Вт
Полное термическое сопротивление железобетонной пустотной плиты Rср определим из уравнения
Сумма термических сопротивлений слоев перекрытия: железобетонной плиты слоя рубероида цементно-песчаной стяжки трех слоев рубероида м2·°С Вт.
2.3. Толщина dиз м теплоизоляционного слоя в конструкции перекрытия используя выражение (1.3):
где λиз = 0.13 Вт(м·°С) - коэффициент теплопроводности слоя теплоизоляции (вермикулитобетон); = 8.7 Вт(м2·°С) = 23 Вт(м2·°С) – коэффициенты (табл. 3.1 3.2 УМК) теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждения;
2.4. Округляем расчетное значение м в большую сторону принимая фактическое значение толщины слоя изоляции м таким образом чтобы общая толщина панелей наружных ограждений была кратной 0.05 м.
2.5. Фактическое сопротивление теплопередаче перекрытия R0ф м2°С Вт определим по выражению (1.4).
2.6. Приведенное сопротивление теплопередаче наружного перекрытия определим по формуле (1.5).
2.7. Произведем сравнение сопротивлений теплопередаче R0пр и R0тр по условиям энергосбережения при этом должно выполнятся неравенство R0пр ≥ R0тр.
Это неравенство не выполняется т.к. R0пр R0тр (2.99 4.02).
Для выполнения неравенства исходя из условия энергосбережения толщину изоляции увеличим до 0.75 м тогда
В этом случае неравенство R0пр ≥ R0тр (4.34 > 4.02) выполняется.
2.8. Расчетный температурный перепад Δt0 °С между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции который не должен превышать нормируемого значения для наружных стен Δtn= 3 °С. (СНиП 23-02-2003 [табл.5]) определим по формуле (1.6).
3 Расчет теплозащитных свойств перекрытия над неотапливаемыми подвалами
утеплитель: полистеролбетон: λ3 = 0.16 Вт(м·оС);
цементно-песчаная стяжка: 4 = 0.02 м λ4 = 0.93 Вт(м·°С);
линолеум: 5 = 0.007 м λ5 = 0.35 Вт(м·°С);
3.1. Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр м2·°С Вт (определяем интерполяцией) наружного ограждения по СниП 23-02-2003 [ табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода Dd °Ссут значение которых определяется по формуле (1.1):
Rотр = 4.02 м2·°С Вт
3.2. Значение полного термического сопротивления железобетонной пустотной плиты Rср м2·°С Вт возьмем из расчета теплозащитных свойств бесчердачного перекрытия:
Сумма термических сопротивлений слоев перекрытия: железобетонной плиты цементно-песчаной стяжки одного слоя линолеума м2·°С Вт.
3.3. Толщина dиз м теплоизоляционного слоя в конструкции перекрытия используя выражение (1.3):
где λиз = 0.16 Вт(м·°С) - коэффициент теплопроводности слоя теплоизоляции (полистеролбетон); = 8.7 Вт(м2·°С) = 12 Вт(м2·°С) – коэффициенты (табл. 3.1 3.2 УМК) теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждения;
3.4. Округляем расчетное значение из м в большую сторону принимая фактическое значение толщины слоя изоляции м таким образом чтобы общая толщина панелей наружных ограждений была кратной 0.05 м.
3.5. Фактическое сопротивление теплопередаче перекрытия R0ф м2°С Вт определим по выражению (1.4).
3.6. Приведенное сопротивление теплопередаче наружного перекрытия определим по формуле (1.5).
3.7. Произведем сравнение сопротивлений теплопередаче R0пр и R0тр по условиям энергосбережения при этом должно выполнятся неравенство R0пр ≥ R0тр.
Это неравенство не выполняется т.к. R0пр R0тр (2.9 4.02).
Для выполнения неравенства исходя из условия энергосбережения толщину изоляции увеличим до 0.9 м тогда
В этом случае неравенство R0пр ≥ R0тр (4.2 > 4.02) выполняется.
3.8. Расчетный температурный перепад Δt0 °С между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции который не должен превышать нормируемого значения для наружных стен Δtn= 2 °С. (СНиП 23-02-2003 [табл.5]) определим по формуле (1.6).
железобетон:1 = 0.12 м 1 = 0.0310-6 кг(мчПа);
слой утеплителя (пенопласт):2 = 0.25 м 2 = 0.2310-6 кг(мчПа);
железобетон:3 = 0.08 м 3 = 0.0310-6 кг(мчПа);
tв = 18 °С jв = 55 % tн = tхм = -11.5 °С jн = 84 %.
Анализ влажностного режима наружного ограждения проводят исходя из стационарного состояния с учетом только диффузии водяного пара через ограждение. При этом значения tв °С jв % принимают те же что и для расчета конденсации на внутренней поверхности ограждения а tн – равной средней температуре наиболее холодного месяца tхм °С
1. Температурное поле в различных элементах наружного ограждения.
Одномерное стационарное температурное поле глади наружного ограждения при tн = tхм определяем используя аналитическую зависимость:
Rв-х- сопротивление теплопередаче от внутренней среды до сечения х м2·°С Вт.
R0ф = 5.06 м2·°С Вт - фактическое сопротивление теплопередаче ограждения.
Графики изменения температуры по сечению наружной стены при tн= tхм для аналитического и графического методов расчета изображены в приложении 2.
2. Полное сопротивление паропроницанию:
Rп.в = 26.6·103 м2·ч·Пакг – сопротивление влагообмену внутренней поверхности ограждения;
Rп.н = 13.3·103 м2·ч·Пакг – сопротивление влагообмену наружной поверхности ограждения;
j – коэффициент паропроницаемости j-го слоя ограждения кг(м·ч·Па);
j – толщина j-го слоя м;
k – количество слоев.
3. Парциальное давление водяного пара при полном насыщении во внутреннем Рв и в наружном воздухе Рн:
4. Действительное давление водяного пара в воздухе помещения и наружном воздухе:
5. Действительное парциальное давление водяного пара на границах слоев и в сечении х = 1 + 22 используя формулу:
при х = 0 Rп.в-х= Rп.в= 26.6103 м2·ч·Пакг
6. Парциальное давление водяного пара при полном насыщении (максимальная упругость) для характерных сечений ограждения:
Графики максимальной упругости и действительного парциального давления водяного пара по сечению наружной стены для аналитического и графического методов расчета изображены в приложении 3.
Климатические характеристики:
tв = 18 °С н = 5.0 мс tх5 = -30 °С
- нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций находим по СНиП 23-02-2003 [табл. 11]
Сопротивление воздухопроницанию Rui отдельных слоев ограждающей конструкции находим по справочным данным (приложение 7 УМК):
железобетон:1 = 0.12 м Ru1 = 23544 м2чПакг;
слой утеплителя (пенопласт):2 = 0.25 м Ru2 = 40 м2чПакг;
железобетон:3 = 0.08 м Ru3 = 15696 м2чПакг;
1. Требуемое сопротивление воздухопроницанию глади наружного ограждения.
1.1 Определяем удельный вес наружного и внутреннего воздуха по формуле
1.2. Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкции по формуле
Н = 18 м – высота здания; γн γв – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха н = 5.0 мс – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь.
2. Полное сопротивление воздухопроницанию глади наружного ограждения
Rи. m – количество слоев в ограждении.
Rи.о = 23544+40+15969=39553 м2·ч·Пакг
3. Произведем сравнение Ruo и Ruтр должно выполняться условие Ruo ≥ Ruтр.
553 ≥ 67.9 условие выполняется.
4. Требуемое сопротивление воздухопроницанию заполнения светового проема
- разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях светопрозрачных ограждающих конструкций при которой определяется сопротивление воздухопроницанию; - нормативная воздухопроницаемость светового проема принимаемая по СНиП 23-02-2003 [табл.11]
5. Действительное сопротивление воздухопроницанию заполнения светового проема Rи.ок м2чкг (по табл. 3.5 УМК) при ΔР=10 Па
В качестве заполнения светового проема применяем двойное остекление в раздельных переплетах с уплотнительными прокладками из пенополиуретана количество уплотнительных притворов – 2.
6. Сопоставляем Rи.ок и Rи.октр м2чкг при этом должно выполняться условие Rи.ок ≥ Rи.октр
38 = 0.38 условие выполняется.
7. Действительный удельный массовый расход наружного воздуха через гладь наружного ограждения Gи.о кг(м2ч)
Gи.о = ΔРRи.о = 33.9539553 = 0.00086 кг(м2·ч)
8. Удельный массовый расход наружного воздуха через заполнение светового проема
9. Производим сравнение рассчитанных значений действительных удельных массовых расходов наружного воздуха через ограждения с нормативными значениями приведенными в СНиП 23-02-2003[табл. 11] при этом должно выполняться условие Gи ≤ Gин [Gи.окн = 6 кг(м2·ч)].
Условие выполняется.
Теплотехнический расчет начат с выбора расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха (температуры влажности и др.) в соответствии с действующими санитарно-гигиеническими нормами и климатическими характеристиками района строительства:
tв= 18 °С; tн5= -30 °С; tхм= -11.5 °С; tн5= -4 °С; φн=84 %; φв= 55 %; vн= 5 мс
После выбора расчетных параметров определены приведенное и требуемое сопротивления теплопередаче R0пр= 3.54 м2·°C Вт R0тр= 3.05 м2·°C Вт основной части (глади) конструкции ограждения. Исходя из условия энергосбережения толщину слоя изоляции увеличили до 0.25 м.
После определения R0тр и R0пр произведен расчет температурного поля в ограждении. Температура в= 16.95 °С выше температуры точки росы tp=8.8°С.
Для заполнений световых проемов теплозащитные свойства регламентируются приведенным сопротивлением теплопередаче конструкции Rок.опр = 0.57 м2°СВт которое выше требуемого Rок.опр = 0.50 м2°СВт.
Анализ влажностного режима наружного ограждения произведен исходя из стационарного состояния с учетом только диффузии водяного пара через ограждение. Действительное давление водяного пара в воздухе помещения и наружном воздухе: рв = 1134.49 Па рн =212.26 Па. Определены температурное поле в сечении ограждения при tн = tхм полное сопротивление паропроницанию Rп.о = 7793.52·103 м2·ч·Пакг. Построены графики изменения действительного парциального давления водяного пара и парциального давления водяного пара при полном насыщении в сечении ограждения.
В результате было установлено что в слоях наружного ограждения возможна конденсация водяных паров. В связи с этим необходимо предусмотреть следующие мероприятия направленные на снижение количества влаги впитываемой материалом ограждения:
- Снижение влажности внутреннего воздуха в помещении до нормальных значений (допускается до φв = 30%) за счет вентиляции и проветривания.
- Повышение температуры внутренней поверхности ограждения выше температуры точки росы что достигается двумя способами:
увеличением полного сопротивления теплопередаче ограждения R0 м2°СВт.
уменьшением сопротивления тепловосприятию Rв=1αв м2°СВт путем увеличения скорости движения воздуха у внутренних поверхностей наружных ограждений.
- Применение пористого материала на внутренней поверхности ограждения.
Основным конструктивным мероприятием для обеспечения защиты наружного ограждения от конденсации в нем влаги является рациональное расположение слоев различных материалов (к внутренней поверхности – материалы плотные теплопроводные и малопаропроницаемые а к наружной поверхности наоборот пористые малотеплопроводные и более паропроницаемые).
Это оградит наружные стены не только от конденсации влаги но и обеспечит материалу лучшие условия для предотвращения сорбционного увлажнения и как следствие приведет к снижению количества тепла теряемого ограждением в отопительный период.
Для предотвращения конденсации можно применять пароизоляционные слои состоящие из паронепроницаемых материалов (масляная краска лаки смолы и др.). Слои из таких материалов уменьшают поток водяного пара и изменяют характер падения упругости водяного пара в ограждении.
Расчет воздушного режима наружных ограждений показал что:
разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ΔР = 33.95 Па
требуемое сопротивление воздухопроницанию стены Rитр= 67.9 м2чПакг
полное сопротивление воздухопроницанию стены Rи.о= 39553 м2чПакг
требуемое сопротивление воздухопроницанию окна Rи.октр= 0.38 м2чкг при ΔР0 = 10 Па
действительное сопротивление воздухопроницанию окна Rитр= 0.38 м2чПакг
действительный удельный массовый расход наружного воздуха через окно Gи.о=0.00086 кг(м2ч)
удельный массовый расход наружного воздуха через окно Gи.ок= 5.97 кг(м2ч)
Библиографический список.
Орлов М.Е. Строительная теплофизика: учебно-методический комплекс М.Е. Орлов. Ульян. гос. техн. ун-т. – Ульяновск: УлГТУ 2006. – 123с.
Богословский В.Н. Строительная теплофизика (Теплофизические основы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха) В.Н.Богословский. – М.: Высш. школа 1982. - 415с.
Ильинский В.М. Строительная теплофизика (ограждающие конструкции и микроклимат здания) В.М. Ильинский. – М.: Высш. школа 1974. – 320с.
Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих конструкций здания К.Ф.Фокин. - М.: Стройиздат 1973. 270с.
Внутренние санитарно-технические устройства: Справочник проектировщика в 3 частях. Ч. 1.Отопление под.ред. И.Г.Староверова. М.: Стройиздат 1990. – 343с.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России. ФГУП ЦПП 2004.– 40с.
СНиП 23-01-99. Строительная климатология. Нормы проектирования. – М.: Минстрой России. ГП ЦПП 1999. – 58с.
ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М. Минстрой России. ГП ЦПП 1999. – 7с.
СП 23-01-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: Госстрой России ФГУП ЦПП 2004. – 186с.
Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций зданий: Методические указания к курсовой работе по строительной теплофизике и дипломному проектированию сост. А.А.Кудинов. – Ульяновск: УлГТУ 2000. – 31с.
Содержание расчетно-графической работы2
Защитные свойства наружных ограждений. Общая последовательность расчета2
Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха3
Условия эксплуатации ограждающих конструкций4
Характеристики слоев конструкций ограждения5
Расчет теплозащитных свойств наружных ограждений6
1 Расчет теплозащитных свойств наружных стен6
2 Расчет теплозащитных свойств бесчердачного перекрытия9
3 Расчет теплозащитных свойств перекрытия
над неотапливаемыми подвалами12
Расчет влажностного режима наружных ограждений14
Расчет воздушного режима наружных ограждений17
Библиографический список20
Графики изменения температуры по сечению наружной стены при tн = tн5
Графики изменения температуры по сечению наружной стены при tн = tхм
Графики максимальной упругости и действительного парциального давления водяного пара по сечению наружной стены.