Теплотехнический расчет наружной стены реферат

Обновлено: 05.07.2024

Системы отопления служат для создания и поддержания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха, регламентируемую соответствующими нормами, и обеспечивают, таким образом, тепловой режим помещений. Основными этапами при проектировании систем отопления являются: расчёт теплового режима, выбор и конструирование системы и теплогидравлический расчёт. В состав контрольной работы № 1 включены некоторые задачи, решаемые при проектировании систем отопления: теплотехнический расчёт наружных ограждений, расчёт тепловых потерь помещениями, и тепловой расчёт отопительных приборов.

Для обеспечения воздушного режима помещений служат системы вентиляции. В жилых зданиях осуществляется преимущественно естественная вытяжная канальная вентиляция помещений. В состав контрольной работы № 2 входит определение необходимого воздухообмена помещений, составление аксонометрической схемы вытяжной вентиляции, а также расчёт воздуховодов и каналов одной вытяжной системы и подбор вентиляционного оборудования для неё.

Методические указания составлены в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

С целью обеспечения удобства использования студентами заочной формы обучения настоящих методических указаний в состав их включены практически все необходимые для расчётов данные из нормативной и справочной литературы.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Номер варианта определяется как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки. Расчёты выполняются для квартир жилого дома. Номер плана принимается по Приложению 2.

Географическое положение пункта застройки и ориентация главного фасада здания выбираются по номеру варианта согласно Приложения 2. В том же приложении приведены следующие характеристики:

t_хс — средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, °С (прил. 2);

t_хп — средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, °С (прил. 2);

А или Б — условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности (прил. 2).

Расчётная температура внутреннего воздуха помещений принимается в соответствии с [8] (ГОСТ 30494-96), табл. 1:

для рядовых жилых комнат t_в = +20 °С;

кухонь и туалетов t_в = +19 °С;

для ванных и совмещённых санузлов t_в = +19 °С;

для лестничной клетки t_в = 16 °С.

Расчётный перепад температур теплоносителя в водяной системе отопления рекомендуется принимать t_{р —} t_о = 105—70 °С (прил.4).

Воздухообмен помещений определяется в соответствии с нормами [3,4]:

Для жилых комнат 3 м 3 /ч с каждого м 2 площади поверхности пола, L = 3 м 3 /(ч×м 2 );

Для ванных L = 25 м 3 /ч ;

Для туалетов L = 25 м 3 /ч ;

Для кухонь с 2-х, 3-х, 4-х-горелочными плитами соответственно L = 60, 75 и 90 м 3 /ч;

Образец оформления бланка исходных данных приведён в примере расчёта (п. 4).

Эскиз плана квартиры с размещением отопительных приборов ,обозначением стояков системы отопления и элементов вытяжной вентиляции следует выполнять в масштабе 1:100 и поместить в тетради после перечня исходных данных .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Теплотехнический расчёт наружных ограждений.

Теплозащитные свойства наружных ограждений определяют сопротивлением теплопередаче R₀.

Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкции здания. Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий R₀ должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередачи R_req, м 2 × o C/Вт, определяемых по табл. 4 в зависимости от градусо-суток района строительства D_d, o C∙сут.

В контрольной работе требуется выполнить теплотехнический расчёт следующих ограждающих конструкций:

перекрытий верхнего этажа здания;

полов первого этажа при отсутствии отапливаемого подвала;

световых проёмов (окон);

Теплотехнический расчёт наружных стен и перекрытий выполняется в следующем порядке.

1. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

где п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 1;

t_int — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005—88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (ГОСТ 30494-96);

t_ext — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01:

Dt_n — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности τ_int ограждающей конструкции, o C, принимаемых по табл. 2;

a_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 3.

Примечание. Для чердачных перекрытий тёплых чердаков и цокольных перекрытий над подвалами с температурой воздуха в них t_c большей t_ext, но меньшей t_int коэффициент n следует определять по формуле:

Нормируемый температурный перепад

Обозначения, принятые в табл. 2: t_int — то же, что в формуле (1); t_d — температуры точки росы, °С, при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха принимаемым по ГОСТ 12.1.005-88, СанПин 2.2.4.548, [4] и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

П р и м е ч а н и е. Коэффициент теплоотдачи a_int внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии со СНиП 2.10.03.

В табл. 4 приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче для проектируемого нами четырёхэтажного здания (см. п. 5.3 [2]).

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче R_req, м 2 , °С/Вт

П р и м е ч а н и е: 1. Значения R_req для величин D_d, отличающихся от табличных, следует определять по формуле:

где: D_d - градусо-сутки отопительного периода, °С∙сут, для конкретного пункта;

а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6 для группы зданий в поз. №1, где для интервала до 6000 °С∙сут: а = 0,000075, b = 0,15; для интервала 6000 – 8000 °C∙сут:

а = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000 °С∙сут и более: а = 0,000025; b = 0,5.

2. Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.

3. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче чердачных и цокольных перекрытий, отделяющих помещения здания от неотапливаемых пространств с температурой t_c (t_ext 2 × o C / Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле:

где, a_в – то же, что в формуле 1;

a_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × o C), принимаемый по таблице 5 или ([2],табл. 6 * );

R_k – термическое сопротивление ограждающей конструкции, _М 2 × o C/Вт, определяемое: (однородной) однослойной – по формуле 4, многослойной (с однородными слоями) — по формуле 5.

где d — толщина слоя, м;

l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С), принимаемый по прил. 3*.

Термическое сопротивление R_к, м×°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

где R₁, R₂, . R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 ×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

R_в.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по табл. 6, с учетом того, что слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Наружная поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи для зимних условий, a_н, Вт/(м 2 ×°С)
1. Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне.	23
2. Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне.	17
3. Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом.	12
4. Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими, подпольями, расположенными ниже уровня земли.	6

замкнутых воздушных прослоек

Термическое сопротивление замкнутой воздушной

прослойки R_в.п, м 2 × °С/Вт

при потоке тепла

при температуре воздуха в прослойке

П р и м е ч а н и е. При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличивать в 2 раза.

При расчёте наружных стен и перекрытия последнего этажа (при отсутствии воздушных прослоек) R_вп = 0.

Толщину основного слоя наружных стен и теплоизоляционных слоёв перекрытий над последним этажом и над подвалом или техническим подпольем определяют из соотношения:

где: d₁, l₁ _— соответственно толщина и коэффициент теплопроводности основного слоя стены и теплоизоляционного слоя перекрытий. Остальные величины то же что и в формулах (1) – (4).

При определении толщины теплоизоляционного слоя утеплённых полов обязательна корректировка толщины, а следовательно и термического сопротивления воздушной прослойки, первоначально задаваемой конструктивно, а затем уточняемой в зависимости от высоты лаги и толщины теплоизоляционного слоя, вычисленной по формуле (7).

Полученное значение искомой толщины слоя d₁ округляют до большего стандартного значения (например, толщина кирпичной кладки принимается кратной размеру ½ длины кирпича, толщина засыпок кратна 20 мм, но не менее 40 мм, толщина минераловатных материалов кратна 5 мм, но не менее 10 мм).

Указав толщину всех слоёв конструкции, вычисляют фактическое сопротивление теплопередаче R₀ ограждающей конструкции по формуле (3).

Проверяют выполнение условия (6). Если условие не выполнено, увеличивают толщину слоёв или заменяют материалы конструкции на менее теплопроводные.

Для полов первого этажа требуется, кроме того, проверка поверхности пола на показатель теплоусвоения поверхности полов.

Поверхность пола жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий и отапливаемых помещений производственных зданий (на участках с постоянными рабочими местами) должна иметь показатель теплоусвоения g_n, Вт/(м 2 ×°С), не более нормативной величины, установленной табл. 7.

П р и м е ч а н и я. 1. Не нормируется показатель теплоусвоения поверхности пола:

а) имеющего температуру поверхности выше 23 °С;

б) в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются тяжелые физические работы (категория III);

в) производственных зданий при условии укладки на участки постоянных рабочих мест деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков;

г) помещений общественных зданий, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залов музеев и выставок, фойе театров, кинотеатров и т.п.).

2. Теплотехнический расчет полов животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий следует выполнять с учетом требований СНиП 2.10.03-84.

Показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n, Вт/(м 2 × °С), следует определять следующим образом:

а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию D₁ = R₁s₁ ³ 0,5,то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле

б) если первые n слоев конструкции пола (n ³ 1) имеют суммарную тепловую инерцию D₁ + D₂ + . + D_n 2 ×°С), принимаемые по прил. 3, при этом для зданий, помещений и отдельных участков, приведенных в поз. 1 и 2 табл. 7 — во всех случаях при условии эксплуатации А;

Y_n₊₁ — показатель теплоусвоения поверхности (i + 1)-го слоя конструкции пола, Вт/(м 2 ×°С).

D₁, D₂, . D_n₊₁ — тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, . (n + 1)-го слоев конструкции пола, определяемая по формуле

где R₁, R₂, . R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 ×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

s₁, s₂, . s_n — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ×°С), принимаемые по прил. 3.

Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) необходимо принимать по табл. 8.

R_tтр. – требуемое сопротивление теплопередаче м 2 ˚С/Вт.

Приняты условные обозначения:

КЭУ – кирпич керамический ; лицевой эффект.

ПЛ – полистирольные плиты.

КРЭУ – кирпич керамический рядовой эффект утолщенный ГОСТ 530-80

ПН – пароизоляционный слой из полиэтиленовой пленки толщенной 0,2-0,3 мм ГОСТ 10354-82.

НПШ – известково-песчаная штукатурка.

Утеплитель из плит полистирол бетона. Теплотехнические характеристики наружных стен предусмотрены в таблице 7.1

По таблице 4.2 СНиП [2], определяем, что для теплотехнических расчетов отражающий контактирующий тепло-физические характеристики материалов необходимо принимать по графе "Б" приложение А1[2].

Принятая конструкция стены имеет сопротивление теплоотдаче 2,379 м 2 ˚С/Вт, что отвечает требуемым нормам.

Проверяем соответствие R_t> R_tтр.

Требуемое сопротивление теплоотдаче ограждений определяем по форме

R_tтр=(h∙(t_B∙t_n))/∆ t_Bα_B (1),где t_B– расчетная температура, ˚С внутреннего воздуха, принимаемая по таблице t_B=18˚С.

t_n – расчетная зимняя температура, наружного воздуха принимаемая по таблице с учетом тепловой инерции ограждения Д (за исключением заполнителей проёмов).

Тогда t_n – принимаем равной минус 29˚С. n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкцию по отношению к наружному воздуху, принимаемой по таблице 5,5[2] n=1.

∆ t_B –расширенный перепад, ˚С м/с температурой внутренней поверхности ограждаемой конструкции принимаемый по таблице 5,5[2], t_B=6˚С

α_B – коэффициент теплопередачи Вт/ м 2 ˚С внутренней поверхности ограждающей поверхности ограждающей конструкции принимаемый по таблице 5,5[2], α_B=8,7 Вт/ м 2 ˚С

Так как R_t=2= R_tнорм. > R_tтр=0,9 м 2 ˚С/Вт, то принятая конструкция стен отвечает техническим требованиям.

8. Теплотехнический расчёт чердачного перекрытия.

Конструкция чердачного перекрытия и теплотехнические характеристики предоставлены в таблице 8.1

Целью теплотехнического расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания исходя из обеспечения требований теплозащиты здания. Требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации определяется по формуле 3.9: Заданная конструкция стены представлена на рис. 3.1… Читать ещё >

теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Теплотехнические показатели материальных слоев наружной стены

Заданная конструкция стены представлена на рис. 3.1. Теплотехнические показатели материальных слоев наружной стены выбраны по приложению 3 [2] и приведены в таблице 3.1.

1. Керамзитобетон
2. Пенобетон
3. Термозитобетон
4. Раствор цементно-песчаный

Примечание:х — расчётная толщина утеплителя Таблица 3.1.

Условия эксплуатации ограждений*.

Тепло-усвоения S, Вт/м2oC.

*Примечание: условия эксплуатации ограждений приняты поприложению 2 [2] с учетом того, что в помещении нормальный влажностный режим (см. таблицу 1, [2]).

Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений и толщины слоя утеплителя наружной стены Приведенное сопротивление теплопередаче R0ПР следует принимать не менее требуемых значений, определяемых исходя из санитарно-гигиенических условий (R0ТР) и условий энергосбережения (R0Э):

R0ПР?R0Э, R0ТР, где.

R0Ээкономически целесообразное сопротивление теплопередаче;

R0ТРминимальное требуемое из комфортных условий сопротивление теплопередаче;

R0ЭиR0ТР определяются в соответствии с [2].

Требуемое сопротивление теплопередаче R0ТР (м2oC/Вт) ограждающих конструкций (кроме окон и дверей) рассчитывается по формуле:

tВ= 20oCрасчетная температура внутреннего воздуха, принята по [5];

tн5= -39 oC — средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (см. таблицу 2.1);

tН — нормативный температурный перепад между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения; принимается по таблице 2*,[2];

n — коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; принимается по таблице 3*,[2];

В — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения; принимается по таблице 4*,[2].

Значения tН, n, В, а также Нкоэффициента теплоотдачинаружной поверхности ограждения, принимаемого по таблице 6*,[2], сведены в таблицу 3.2.

Наименование ограждающих конструкций.

Покрытие и перекрытие чердачное.

Перекрытие над подвалом.

Вычисляем R0ТРдля трёх типов ограждающих конструкций по формуле 3.1:

Наружная стена: м2oC/Вт Покрытие и перекрытие чердачное м2oC/Вт.

Перекрытие над подвалом м2oC/Вт.

R0Энаходим с помощью линейной интерполяции в соответствии с найденным значением ГСОП, которое вычисляется по формуле 3.2:

ГСОП = (tВ — tОТ.ПЕР.)ZОТ.ПЕР. (3.2).

где ГСОПградусо-сутки отопительного периода Вычисляем ГСОП по формуле 3.2:

ГСОП = (20 — (-7.7)) 221=6121,7.

В соответствии с полученным значением ГСОП, по таблице 1а найдем R0Э Значения R0Эи R0ТР представим в таблице 3.3.

Наименование ограждающих конструкций.

Перекрытие над холодным подвалом.

R0ПР для наружной стены принимаем равным R0Э = 3,54 м2oC/Вт.

Теперь вычислим необходимую толщину х слоя утеплителя в наружной стене.

R0Р, м2oC/Втрасчетное сопротивление теплопередаче наружного ограждения (стены), вычисляется по формуле 3.3 [2]:

r-коэффициент теплотехнической однородности конструкции, принимаемый по приложению 13[2] или ГОСТ 26 254–84 .По указанию преподавателя в данной работе r=1;

RTiтермическое сопротивление теплопередаче отдельного материального слоя, м2oC/Вт, которое определяется по формуле 3.4 [2]:

i-толщинаi-ого слоя конструкции, м;

i-теплопроводностьi-ого слоя конструкции, Вт/мoC.

Тогда термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя RУТ, определяем по формуле 3.5.

м2oC/Вт Толщина утеплителя из формулы 3.4 равна:

РУТ=2,330,14=0,326 м, с округлением принимаем окончательную толщину утеплителя равнойОКУТ=0,33 м.

В соответствие с этим найдёмR0Р. ОК из формулы 3.3:

м2oC/Вт Коэффициент теплопередачи наружной стены находится по формуле 3.6.

Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще наружной стены

Конденсация водяных паров в толще ограждающей конструкции возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление водяного пара ex больше парциального давления водяного пара, соответствующего состоянию насыщения воздуха Ех.

Для нахождения Ех необходимо определить распределение температуры по сечению стены. Для этого рассчитаем температуруtxiна границах слоев, а также в середине слоя утеплителяв толще наружной стены по формуле 3.7:

— сопротивление теплопередаче от воздуха помещения дорассматриваемого сечения Х, м2oC/Вт, определяемое по формуле 3.8.

Сечения нумеруются последовательно, начиная с сечения на границе воздуха помещения и стены (см. рис 3.2).

Расчёт txi представим в виде таблицы 3.4:

Определим парциальное давление водяного пара, соответствующего состоянию насыщения воздухав соответствии с полученными значениями txiс помощью линейной интерполяции известных значений (см. [2]):

ЕВ=2338,5 Па, Е1=2170,55 Па, Е2=2133,6 Па, Е3=1240,88 Па, Е4=515,71 Па, Е5=193,72 Па, Е6=155,62 Па, ЕН=150,74 Па.

Рассчитаем парциальные давления водяных паров в наружном и внутреннем слоях воздуха по формуле 3.5.

— относительная влажность воздуха, доли единицы еВ= ЕВ В = 2338,5 0,55 = 1286,18 Па еН= ЕН ХМ = 150,74 0,79 = 119,08 Па Определим распределение парциального давления водяных паров в характерных сечениях стены, которое вычисляется по формуле 3.6:

RОПобщее сопротивление паропроницанию конструкции стены, м2чПа/мг, определяемое по формуле 3.7:

RПВ = 0,0267м2чПа/мгсопротивление влагообмену на внутренней поверхности ограждения,.

RПН = 0,0053м2чПа/мгсопротивление влагообмену на внешней поверхности ограждения,.

i-коэффициент паропроницаемости материала, кг/мчПа, см. Таблицу 3.1.

кг/мчПа Вернемся к формуле 3.6, в которой:

— сопротивление паропроницанию от воздуха помещения дорассматриваемого сечения Х, м2чПа/мг, определяемое по формуле 3.8.

Расчёт еxi представим в виде таблицы 3.5:

По результатам расчётов на рис. 3.2 построены графики:

распределения температуры (t, oC),.

парциального давления водяного пара (е, Па).

В заштрихованной области парциальное давление водяного пара больше давления насыщенного пара: еx>Ex, эта область является зоной возможной конденсации водяных паров.

Плоскость возможной конденсации совпадает с наружной поверхностью утеплителя. Необходимо определить допустимость конденсации.

Конденсация водяных паров допустима, если сопротивление паропроницанию RПх ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации, т. е. RПх=5,255 м2чПа/мг) должно быть не менее требуемого RТРП1 сопротивления паропроницанию [2].

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации определяется по формуле 3.9:

RПН= 0,0053+ 0,909 = 0,914 м2чПа/мг — сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое в соответствии с формулой 3.8 и таблицей 3.5;

еВ= 1286,18 Паупругость водяного пара внутреннего воздуха при расчетной температуре и влажности этого воздуха, Па (см. формулу 3.5);

еНГ-средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период, определяемая согласно[1];

ЕГ упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой приод эксплуатации, определяемая по формуле 3.9:

ЕГ = (ЕЗzЗ+ЕВОzВО +ЕЛzЛ)/12(3.9).

zЗ, zВО, zЛ-продолжительность, соответственно, зимнего (с tH RТРП1 = 1,182 м2чПа/мг, то меры по дополнительной пароизоляции не требуются.

Выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию

Сопротивление воздухопроницанию RИ устанавливаемых окон и балконных дверей жилых и общественных зданий должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию RИТР, м2чПа/кг, определяемого по формуле 3.10:

GH = 6 кг/(м2ч)-нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций (окон в деревянных переплетах), принимаемая по таблице 12* [2];

Дp0 = 10 Па — разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию RИ.

Дp-разность давлений на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций, Па, определяется по формуле 3.11:

H-высота здания от середины окна первого этажа до устья вентиляционной шахты, м;

VB-см. таблицу 2.1.

H = HЭ + 0,3 + HЭ + 0,5 + HШ — (0,8+0,51,8) = 3+0,3+3+3,6+0,5−1,7=8,7 м сН, сВ-плотности воздуха соответственно при температуре tH5и tB, кг/м3, определяемые по формуле 3.12:

сН = 353 / (273 + (-39)) = 1,509 кг/м3, сВ = 353 / (273 + 20) = 1,205 кг/м3.

Теперь мы можем найти Дp, а потом и RИТР:

Дp = 5,4 8,7 (1,509 — 1,205) + 0,3 1,509 5,92 = 30,04 Па м2чПа/кг Принимаем тройное остекление в деревянных переплетах с двумя уплотненными пенополиуретаном притворами:

RИ = 0,44 м2чПа/кг;

RОК=0,52 м2oC/Вт — сопротивление окон теплопередаче,.

К = 1/ RОК = 1 / 0,52 = 1,923 Вт/(м2oC).

Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции определяется по формуле 3.13:

для наружной стены К = 0,281 Вт/(м2oC) (см. пункт 3.2).

для чердачного перекрытия К=¼, 66=0,215 Вт/(м2oC), см. таблицу 3.3.

для перекрытия над подвалом К=¼, 66=0,215 Вт/(м2oC), см. таблицу 3.3.

для окон К = 1 / 0,52 = 1,923 Вт/(м2oC).

для двойных наружных дверей К = 2,3 Вт/(м2oC).

для одинарных наружных дверей К = 2,9 = 0,478 Вт/(м2oC).

для люка на чердак К = 4,6 Вт/(м2oC).

для внутренних стен в подвалеК = 0,281 Вт/(м2oC).

для неутепленного пола на грунте:1-ая зона — 0,48Вт/(м2oC), 2-ая зона — 0,23 Вт/(м2oC), 3-я зона — 0,12Вт/(м2oC), 4-ая зона — 0,07 Вт/(м2oC).

Вариант № 17
Район постройки здания – город Хабаровск
Климатические характеристика района постройки: температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки для коэффициента обеспеченности 0,92
; средняя температура отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха ; продолжительность отопительного периода при
Характеристика здания: жилой дом в 4 этажа; высота первого этажа 3 м, последующих – 2,7 м

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………………4
Расчёт коэффициента теплопередачи наружных стен………………………….5
Определение коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия………. 7
Расчёт коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом…. 10
Определение коэффициента теплопередачи через заполнение световых проёмов…………………………………………………………………………………..11
Определение потерь тепла по укрупнённым измерителям…………………. 12
Теплотехническая оценка здания……………………………………………….13
Графическая часть………. ……………………………………………………..14
Используемая литература……………………………………………………….16

Прикрепленные файлы: 1 файл

теплогазоснабжение.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения

Допускаю к защите

Руководитель: доцент Кажарская Л. И.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий

Теплогазоснабжение и вентиляция

Выполнил студент группы ЭУН 09-1 Д. В. Ступина

Нормоконтроль Л. И. Кажарская

Курсовой проект защищен с оценкой .

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

По курсу: теплогазоснабжение и вентиляция

Студенту: Ступиной Д.В.

Исходные данные: Вариант № 17

Район постройки здания – город Хабаровск
Климатические характеристика района постройки: температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки для коэффициента обеспеченности 0,92

; средняя температура отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха ; продолжительность отопительного периода при

Характеристика здания: жилой дом в 4 этажа; высота первого этажа 3 м, последующих – 2,7 м

4. Характеристика помещения: жилая комната; расчётная температура внутреннего воздуха в помещени и ; расчётная относительная влажность внутреннего воздуха

5. Характеристики наружных ограждений:

- конструкция наружной стены (Рис 1) : 1. цементно-песчаный раствор ; 2. газобетон ; 3. известняк

- конструкция пола (Рис 2): 1. сосновая доска ; 2. воздушная прослойка ; 3. маты минераловатные синтетическом связующем ; 4. железобетонная панель перекрытия , .

- конструкция чердачного перекрытия (Рис 3) : 1. цементно-песчаный раствор ; 2. железобетонная пустотная плита ;

3. маты минераловатные прошивные на синтетическом связующем

Рекомендуемая литература: СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий – М.: Госком РФ по строительству, 2003.; СНиП 11-3-79* Строительная теплотехника – М.: Гострой России, 1998 г.; СНиП 23-01-99* Строительная климотология - М.:Госком РФ по строительству, 2003 г.

Графическая часть на листах

Руководитель курсовой работы

Исходные данные……………………………………… …………………………4
Расчёт коэффициента теплопередачи наружных стен………………………….5
Определение коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия………. 7
Расчёт коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом…. 10
Определение коэффициента теплопередачи через заполнение световых проёмов…………………………………………………………… ……………………..11
Определение потерь тепла по укрупнённым измерителям…………………. 12
Теплотехническая оценка здания……………………………………………….13
Графическая часть………. ………………………………………………… …..14
Используемая литература…………………………………………………… ….16

1) Исходные данные

Район постройки здания – город Хабаровск

Климатические характеристика района постройки: температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки для коэффициента обеспеченности 0,92

Характеристика здания: жилой дом в 4 этажа; высота первого этажа 3 м, последующих – 2,7 м

Характеристика помещения: жилая комната; расчётная температура внутреннего воздуха в помещении ; расчётная относительная влажность внутреннего воздуха

Характеристики наружных ограждений:

- конструкция наружной стены (Рис 1) : 1. цементно-песчаный раствор ; 2. газобетон ; 3. известняк

- конструкция пола (Рис 3): 1. сосновая доска ; 2. воздушная прослойка ; 3. маты минераловатные синтетическом связующем ; 4. железобетонная панель перекрытия , .

- конструкция чердачного перекрытия (Рис 2) : 1. цементно-песчаный раствор ; 2. железобетонная пустотная плита ;

3. маты минераловатные прошивные на синтетическом связующем

2) Расчёт коэффициента теплопередачи наружных стен

Главное требование теплотехнического расчёта:

- требуемое сопротивление теплопередачи, определяется из условия энергосбережения по градусо-суткам отопительного периода;

общее сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции:

- сопротивление теплопередачи наружной поверхности конструкции;

- сопротивление теплопередачи внутренней поверхности конструкции;

- сопротивление теплопередачи конструктивного слоя наружного ограждения, , где

- коэффициент теплопроводности материала конструктивного слоя.

Общее сопротивление теплопередачи:

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности наружного ограждения;

- коэффициент теплопередачи внутренней поверхности наружного ограждения.

3.2 = 0,76 = 0,11 = 0,56

Коэффициент теплопроводности зависит от: материала конструктивного слоя, плотности данного материала и от параметров эксплуатации (А или Б).

Параметры эксплуатации определяются в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности, в которой находится город.

Влажностной режим помещения зависит от температуры внутреннего воздуха и относительной влажности внутреннего воздуха.

Зона влажности – нормальная.

Параметр эксплуатации - А.

4. Требуемое сопротивление теплопередачи, отвечающее условиям энергосбережения:

С учётом интерполяции:

5. Главное требование теплотехнического расчёта:

6. - коэффициент теплопередачи.

3) Определение коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия

1. Общее термическое сопротивление теплопередачи

1.1 Из условия энергосбережения:

С учётом интерполяции:

2. Т.к. плита не однородна и в районе пустот сложно определить толщину для упрощения расчёта заменяем круглое сечение пустот на равновеликое квадратное, а заменяем приведенным термическим сопротивлением .

Рассмотрим 2 случая:

а) Делим железобетонную плиту тремя плоскостями параллельными направлению движения теплового потока (Рис 3.1).

Получается первая конструкция трёхслойная между плоскостями 1 и 2 состоящая из: железобетонной воздушной прослойки и железобетона.

и однослойная конструкция между плоскостями 2 и 3 состоящая из железобетона.

Тепловой поток проходит через конструкцию на глубину 1 метр.

Находим два термических сопротивления:

Термическое сопротивление воздушной прослойки зависит от направления движения теплового потока, толщины и температуры воздушной прослойки.

В зависимости от параметра эксплуатации выбираются значения:

б) Для определения делит железобетонную плиту двумя плоскостями перпендикулярными световому потоку (Рис 3.2).

Плоскости 4 и 5 делят плиту на два однородных слоя с сопротивлениями и , и неоднородный слой с , состоящий из воздушной прослойки и железобетона.

4. Определяем толщину утеплителя:

5.Определяем толщину плиты:

6. Общее сопротивление:

4) Расчёт коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом

Конструкция пола включает в себя сосновые доски на лагах, которые опираются через кирпич ные столбики на железобетонную плиту.

1.1 Общее термическое сопротивление теплопередачи:

1.3 = 0,14 = 0,06 = 1,92

1.4 принимается в зависимости от движения теплового потока (сверху вниз) и толщины воздушной прослойки:

1.5 Толщина утеплителя:

2 Из условия энергосбережения:

С учётом интерполяции:

5)Определение коэффициента теп лопередачи через заполнение световых проёмов

3. Для определения конструкции заполнения светового проёма нужно ввести в расчёт - приведенное термическое сопротивление теплопередачи оконных проёмов.

Принимаем - двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.

6) Определение потерь тепла по укрупнённым измерителям (Рис 5)

Ориентировочное значение потерь тепла через ограждающие конструкции здания:

1. Коэффициент учета района строительства здания, в том числе климатических условий:

2. Удельная тепловая характеристика гражданского здания может быть определена по двум формулам:

2.1 Высота здания:

2.2 Площадь наружных стен:

2.3 Площадь здания в плане:

2.4 Периметр здания:

2.5Объём отапливаемой части здания по внешнему обмеру:

2.6 Доля остекления, т.е отношение площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений:

1.2 Условно принимается тепловая инерция ограждения Д. Практика теплотехнических расчетов показала, что при расчете стен рекомендуется принимать тепловую инерцию 4 , то необходимо будет предусмотреть специальные мероприятия, защищающие здание от перегрева.

Ш. Расчёт температурно-влажностного режима ограждения

Порядок выполнения работы

Ш.1 Вычисляется температура внутренней поверхности ограждения , С, по формуле

,-то же, что в п. 1.3,

-то же, что в п. 1.8.

-температура наружного воздуха наиболее холодного месяца.

Ш. 2 Определяется упругость водяного пара , Па, в помещении, соответствующая температуре внутреннего воздуха помещения , °С.

III. 3 Вычисляется действительная упругость военного пара внутреннего воздуха в помещении , Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха по формуле:

III. 4 Определяется температура, соответствующая найденному значению , которая будет являться точной росы.

III. 5. Сравнивая значения температуры точки росы и температуры внутренней поверхности ограждения , делается вывод о возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения. Если будет больше , то конденсация паров на поверхности ограждения не будет. Если при сравнении окажется, что , то дальнейший расчет не производят, т.к. не происходит диффузионное увлажнение ограждения.

III. 11 Определяется относительная влажность наружного воздуха наиболее холодного месяца .%

III. 12 Определяется упругость водяного пара наружного воздуха , Па, соответствующая средней температуре наружного воздуха наиболее холодного месяца , °С.

III. 13 Вычисляется действительная упругость водяного пара наружного воздуха , Па по формуле:

III. 14 Вычисляется упругость водяного пара на границах слоев ограждений по формуле

-упругость водяного пара на внутренней поверхности любого n-1 слоев ограждение, Па;

-сумма сопротивлений паропроницанию n-1 слоев ограждения, считая от внутренней поверхности, мг/(м•ч•Па)

- сопротивление влагообмену внутренней поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па)

- общее сопротивление внутренней поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па)

- упругость водяного пара внутренней и наружной поверхности ограждения, Па

III.15 Вычисляется относительная влажность воздуха отдельных слоев ограждения , %, по формуле:

III. 16 Анализируя полученные результаты при определении относительной влажности воздуха в слоях ограждения, делается вывод. Если в каком-либо слое относительная влажность воздуха превышает 100%,это значит , что в этом слое ограждения выпадает конденсат. В этом случае необходимо предусмотреть меры по борьбе с конденсацией влаги в ограждении.

Ш. 17 Вычерчивается схема температурно-влажностного состояния ограждающей конструкции.

Изучение распределения влажности в наружных кирпичных стенах в зимнее время показано, что влажность материала оказывается максимальной в середине стены и понижается к внутренней и наружной её поверхности.

Меры по защите зданий от перегрева.

Мерами по защите зданий от перегрева их солнечной радиацией являются :

1. Повышение теплоустойчивости ограждений в отношении затухания в них температурных колебаний – повышение величины .

2. Снижение коэффициента теплопоглощения солнечной радиации наружной поверхности ограждения – применение светлых окрасок.

3. Экранирование наружных ограждений от солнечных лучей–устройство насаждений около наружных стен и т.д..

4. Применение чердачных перекрытий или совмещенных покрытий с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом.

Меры против конденсации влаги на поверхности ограждения.

Основной мерой против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения является снижение влажности воздуха в помещении, что может быть достигнуто усилием его вентиляции.

Во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения достаточно повысить температуру его поверхности выше точки росы. Повышение температуры может быть достигнуто или увеличением сопротивления теплопередаче ограждения или уменьшением сопротивления тепловосприятию .

На характер конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения кроме температуры оказывает влияние также обработка этой поверхности. Структура внутренней штукатурки оказывает большое влияние на появление видимой конденсации на поверхности ограждения. Пористый материал (пористая штукатурка) на внутренней поверхности ограждения имеет преимущество перед плотной штукатуркой (цементной) и поверхностями ограждения, покрытыми масляной краской.

Меры против конденсации влаги в ограждении.

Основным конструктивным мероприятием для обеспечения ограждения от конденсации в нем влаги является рациональное расположение в ограждении слоёв различных материалов. Материалы ограждения должны располагаться в следующем порядке: у внутренней поверхности-материалы плотные, теплопроводные и малотеплопроводные, а к наружной поверхности наоборот, пористые , малотеплопроводные и более паропроницаемые . При таком расположении слоёв в ограждении падение упругости водяного пара будет наибольшим в начале ограждения , а падение температуры , наоборот , в конце ограждения. Это не только обеспечит ограждение от конденсации в нём влаги , но и создаёт условия , предохраняющие от сорбционного увлажнения.

Пароизоляционный слой должен располагаться первым в направлении потока пара , т.е. в наружных ограждениях отапливаемых зданий на их внутренней поверхности.

Для того ,чтобы обеспечить нормальный влажностный режим ограждений необходимо располагать пароизоляционный слой у внутренней поверхности не глубже той плоскости , температура которой равна точке росы внутреннего воздуха.

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

ПРИМЕР 1. Определить необходимую толщину кирпичной кладки наружной стены жилого дома в г.Ташкенте.

м -штукатурка известково-песчанным раствором,

-кирпичная кладка из глиняного обыкновенного кирпиче на цементно-песчаном растворе, ;

м – штукатурка сложным раствором

Условно принимаем, что конструкция стены средней инерционности, т.е. 4 4,тогда

Читайте также: