Тепловая защита зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тюменский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра архитектурного проектирования

Расчетно-графическая работа

"Тепловая защита зданий"

Содержание

1. Расчет наружной стены жилого здания

1.1.Исходные данные

1.2.Расчет тепловой защиты здания

1.2.1.Первый этап расчета

1.2.2.Второй этап расчета

1.2.3.Третий этап расчета

1.2.4.Вывод

2. Определение температуры и положения точки росы в О.К

3. Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

1. Расчет наружной стены жилого здания

1.1 Исходные данные

- район строительства - г. Ульяновск;

- группа здания - жилая;

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха жилого здания, tint=22C (по табл. 1, п. 5.2 СП 23-101-2004);

- относительная влажность внутреннего воздуха жилого здания, цint = 55% (по табл. 1, п. 5.2 СП 23-101-2004);

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, C, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 text=-31C (табл.1, СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).

Влажностный режим помещения при tint=22C и цint = 55% соответствует влажностному режиму - нормальный (табл 1, п. 4.3 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). Далее определяем зону влажности на территории города по карте зон влажности территории РФ (прилож. В, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). Город Ульяновск относится к сухой зоне. По влажностному режиму помещения и зоне влажности района строительства мы определили условия эксплуатации О.К. - А. (табл. 2, п. 4.4 СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»). Исходя из условия эксплуатации О.К., определяем коэффициенты теплопроводности материала слоев О.К. л, Вт/(м·C). влажностный теплопередача температурный

Принимаю конструкцию наружной стены, изображенную на рисунке .

1. Штукатурка, б = 20 мм;

2. Кирпич силикатный, б = 380 мм;

3. Маты минераловатные прошивные, б = х мм;

4. облицовочный керамический кирпич, б =120 мм.

1.2 Расчет тепловой защиты здания

1.2.1 На первом этапе расчета тепловой защиты здания необходимо определить толщину утеплителя для данного района строительства, для чего определяем градусо-сутки отопительного периода Dd, °Ссут, по формуле:

, (1)

где - градусо-сутки отопительного периода, °Ссут;

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха жилого здания, °С (п. 1.1, с. 3),=22°С;

- средняя температура наружного воздуха, °С, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С, =-5,4°С, (табл.1, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»);

- продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С,=212 сут. (табл.1, СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»), тогда:

Dd =(22- (-5,4))· 212= 5809 °Ссут

По значению по табл. 4, п. 5.3 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (для стены жилого здания) определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, м2°С/Вт. Так как значение не принимает табличной величины, то воспользуемся формулой (1) в этой же таблице, тогда

Rreg = a· Dd + b = 0,00035 · 5809 + 1,4 = 3,43м2°С/Вт

где a и b - коэффициенты, значения которых принимаем по данным таблицы для соответствующих групп зданий, для жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов, гостиниц и общежитий они равны 0,00035 и 1,4 соответственно.

Далее определяем приведенное сопротивление теплопередаче Ro, м2°С/Вт, заданной многослойной О.К., которое должно быть не менее нормируемого значения Rreg, м2°С/Вт (). находим как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхностей О.К. (Rsi и Rse) по формуле:

R0= Rsi+ R1+ R2+ R3+ R4+ R5 +Rse, (2)

где Rsi и Rse соответственно равны:

и ,

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности О. К., Вт/(м2С), =8,7 Вт/(м2С), (табл.7 п. 5.8, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»);

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности О.К., Вт/(м2С), =23 Вт/(м2С), (табл.8, п. 9.1.2, СП 23-101-2004);

Таким образом, формула (2) принимает вид:

Так как, то подставляем числовые значения и получаем:

откуда выражаем х:

Принимаю х=0,15 м., то есть округляю до ближайшей промышленно величины. Тогда:

мІ*°С/Вт;

Таким образом, общая толщина О.К. составляет

Она обеспечивает требования тепловой защиты зданий по показателю «а», т.к. R0 = 3,50 м2°С/Вт Rreg = 3,43м2°С/Вт.

1.2.2 На втором этапе расчета тепловой защиты здания необходимо определить расчетный температурный перепад , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности О.К., который не должен превышать нормируемой величины , °С. Для наружных стен жилых зданий°С (табл. 5, п. 5.8., СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»)

Расчетный температурный перепад определяется по формуле

, (3)

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и принимаемый по табл. 6, п. 5.8 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» ;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, принимаемый по табл. 5, п. 5.8 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2С), принимаемый по табл. 7, п. 5.8 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха жилого здания, °С, (п. 1.1, с. 3);

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, (п. 1.1, с. 3);

- приведенное сопротивление теплопередаче О.К., м2°С/Вт, исходя из условия, что, то , (п. 1.2.1, с 6).

Найдем значение параметров формулы:

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху,

n = 1;

=20°С,

=-34°С,

R0=3,51 м2°С/Вт,

=8,7 Вт/(м2С), тогда, подставляя в формулу числовые значения, получаем:

°С

Таким образом, расчетный температурный перепад 1,77°С не превышает нормируемого значения°С, что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

1.2.3 На третьем этапе расчета тепловой защиты здания необходимо проверить выполнение требования второго условия санитарно-гигиенического показателя: температура внутренней поверхности О.К. должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха.

Температуру внутренней поверхности , °С, многослойной О.К. следует определять по формуле:

, или (4)

,

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2С),

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха жилого здания, °С,

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92,

- приведенное сопротивление теплопередаче О.К., м2°С/Вт,

Подставив в формулу числовые значения, получим:

°С

При =20°С и =40% температура точки росы внутреннего воздуха 6 °С, (СП 23-101-2004).

Таким образом, температура внутренней поверхности О.К. 18,43 °С больше температуры точки росы внутреннего воздуха 6 °С, т.е. , что удовлетворяет второму санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

1.2.4 Вывод: требования СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита здания» «а» и «б» п. 5 выполнены, значит принятая О.К. удовлетворяет климатическим условиям г. Челябинск.

2. Определение температуры и положения точки росы в О.К

Определим парциальное давление водяного пара е, мм.рт.ст., используя формулу для относительной влажности:

, отсюда выражаем (6)

где Е - максимальное парциальное давление водяного пара, определяем по таблице «Значения максимального парциального давления водяного пара для различных температур» (Приложение Б). Для tint=200C Е=17, 54 мм.рт.ст.

- относительная влажность внутреннего воздуха жилого здания, ц=40%

е - парциальное давление водяного пара е, мм.рт.ст.

Подставим в формулу числовые значения:

Так как при температуре точки росы парциальное давление водяного пара в данный момент равно максимальному давлению, т. е. е = Е = 7,016 мм.рт.ст. Из таблицы «Значения максимального парциального давления водяного пара для различных температур» (Приложение Б), используя формулу линейной интерполяции, находим:

0C

На графике по оси ординат откладываем значение температуры точки росы td=6,012 0C и переносим полученную точку на схему О. К. до пересечения с графиком распределения температур по слоям.

Заключение

Из графика распределения температур по слоям О.К. следует, что плоскость конденсации находится во 2 слое, т.е. в слое утеплителя - пенополистирола.

Для теплоизоляционных материалов, применяемых в наружных ограждающих конструкциях зданий, особенно важным является показатель водостойкости. Учитывая возможность периодического увлажнения теплоизоляционных материалов в конструкции, показатель водостойкости в значительной степени определяет их долговечность.

Пенополистирол обладает очень низкой влагоемкостью (менее 1%), следовательно, у него очень высокий показатель водостойкости, и поэтому влага не может оказывать существенное влияние на теплоизолирующие свойства утеплителя. Пенопласт обладает отличными теплоизолирующими свойствами, которые практически не изменяются при повышении влажности воздуха.

Вообще предотвращение конденсации паров в стенах достигается конструктивными решениями. Для этого укладывают слои материалов различной паропроницаемости с введением дополнительных паровых барьеров, предотвращающих или ограничивающих конденсацию.

Еще один способ предотвратить конденсацию - покрыть утеплитель влаго- и пароизолирующими пленками.

Кроме того, следует рассмотреть возможность устройства вентилируемого фасада - такой конструкции, в которой между слоем утеплителя и слоем внешней отделки, являющейся также защитным экраном, оставляют воздушный зазор.

Внизу и вверху защитного экрана оставляют отверстия, чем и создается непрерывный воздушный поток (естественная вентиляция за счет разницы давления). Благодаря вентиляции влага не застаивается, удаляется наружу, и утеплитель не намокает.

Принятая О.К. полностью безопасна, т.к. положение точки росы в слое утеплителя не играет особой роли благодаря высокой водостойкости пенополистирола.

Список литературы

1. ГОСТ 2.104-2006. Единая система конструкторской документации. Основные надписи. - Введ. 2006-09-01. - М.: Стандартинформ, 2006. - 14с.

2. ГОСТ 2.105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. - Введ. 1996-07-01. - М.: Стандартинформ, 2006. - 28с.

3. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении. - Введ. 1999-03-01. - М.: Госстрой России, 1999. - 19с.

4. СНиП 23-01-99* Строительная климатология. - М.: ФГУП ЦПП, 2005. - 70 с.

5. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 25 с.

6. Свод правил по проектированию и строительству 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий. - М.:ФГУП ЦПП, 2005. - 139 с.

7. Горбаченко В.А. Методические указания по тепловой защите здания/ В.А. Горбаченко, Ю.С. Короян, О.Ш. Саидова - Тюмень: ТюмГАСУ, 2007. - 25с.

8. Лицкевич В.К. Архитектурная физика: учебник / В.К. Лицкевич, Л.И. Макаренко и др.; - М.: Стройиздат, 1997. - 448 с.

Приложение

Значения максимального парциального давления водяного пара в мм.рт.ст. для различных температур (при атмосферном давлении 755 мм)

Таблица 1 - Для температур от 0 до - 41°С (над льдом)

Таблица 2 - Для температур от 0 до +50°С (над водой)

Размещено на Allbest.ru