Расчет тепловой защиты помещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра физики

Курсовая работа

на тему: «Расчет тепловой защиты помещения»

Выполнила: Муравьёва О.Б.

Проверила: Вознесенская Е.С.

Санкт-Петербург - 2013 г

Оглавление

1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

1.2 Параметры микроклимата помещения

1.3 Теплофизические характеристики материалов

2. Определение точки росы

3. Определение норм тепловой защиты

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии.5

3.3 Норма тепловой защиты

4. Расчет толщины утеплителя

5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения

7. Проверка влажностного режима

8. Проверка ограждения на воздухопроницание

Заключение

Список литературы

1. Выборка исходных данных

Пункт строительства - с. Екатерино-Никольское Хабаровского края

1.1 Климат местности

1. Средние месячные температуры воздуха и упругости водяных паров

Величина	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
tн,?C	-21,2	-16,3	-7,7	3,5	11,0	17,1	21,0	19,6	13,1	3,9	-8,3	-18,3
eн , Па	90	120	230	470	820	1500	2040	1920	1180	540	230	110

2. Температура воздуха, ?C:

-средняя наиболее холодной пятидневки -29,0 ?C

-средняя отопительного сезона -9,3 ?C

3.Продолжительность периода, сут.:

-влагонакопления 162

-отопительного 209

4. Повторяемость (П) и скорость ветра (v)

месяц	характеристика	Румбы
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	П, %	35	5	2	0	1	6	5	46
	V, м/с	7,9	6,0	3,7	-	3,3	4,2	5,1	7,.3

1.2 Параметры микроклимата помещения

1. Назначение помещения: здание жилое

2. Температура внутреннего воздуха t_в=19,0?С

3. Относительная влажность воздуха ц_в=60%

4. Высота ограждения H=19м



1,4 - штукатурка известковая

2 - кладка кирпичная из силикатного кирпича (1400 кг/м³)

3 - газобетонные плиты (400 кг/м³)

1.3 Теплофизические характеристики материалов

1. Определяем влажностный режим помещения по табл.1 [1].

При t_в=19,0?С и относительной влажности ц_в=60%, влажностный режим помещения -- нормальный

2. По карте прил.1 [1, с.14] определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт: с.Екатерино-Никольское расположен в нормальной зоне влажности (зона 2).

3. По прил.2. [1, с.15] определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции: - Б

4. Из прил.3 [1, с.1523] по СНиПу (23-02-3003) выписываем значения характеристик материалов, составляющих данную конструкцию

№ слоя	Материал слоя	№ позиции по прил. 3	Плотность с, кг/м3	Коэффициенты
				Теплопровод ность л, Вт(м*К)	Паропроницания м мг/(м*ч*Па)
1	Штукатурка известковая	73	1600	0,81	0,12
2	Кладка кирпичная из силикатного кирпича	91	1400	0,64	0,14
3	Газобетонные плиты	63	400	0,15	0,23

микроклимат тепловой защита помещение

2. Определение точки росы

Упругость насыщающих воздух водяных паров E_в= 2197 Па при t_в=19,0?С (из прилож. 1 «Методических указаний»)

Определяем фактическую упругость водяных паров по формуле:

е_в = == 1318,2 Па

По численному значению е_в обратным ходом по прилож. 1 «Методических указаний» определяем точку росы, t_р= 11,1 ?С

3. Определение нормы тепловой защиты

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

В заданном городе градусо-сутки отопительного периода

ГСОП=X=(t_в-t_от)*z_{от =}(19,0?С-(-9,3?С))* 209 = 5914 град*сут

Постоянные линейного уравнения для определения приведенного сопротивления стены жилого здания

R =1,4 м²*К/Вт

в=0,00035 м²/Вт*сут

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче, по условию энергосбережения

R_оэ =R+в*X=1,4 + 0,00035* 5914= 3,469 м²*К/Вт

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

По табл.2 [1, с.4] определяем нормативный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции: Дt^н =4,0?С.

По табл.3 [1,с.4] определяем корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом: n=1

По табл.4 [1,с.4] находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции

б_в= 8,7 Вт/ (м²*К)

Нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарии определяем по формуле:

R_ос = = 1,465 м²*К/Вт

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивления теплопередачи выбираем наибольшее.

R_ос< R_оэ 1,465 < 3,469

R_о^тр =R_оэ= 3,469 м²*К/Вт

4. Расчет толщины утеплителя

По табл.6 [1,с.5] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде

б_н =23 Вт/(м²*?С)

Сопротивление теплообмену на поверхности стены

- на внутренней поверхности R_в =

- на наружной поверхности R_н =

Термическое сопротивления слоев конструкции с известными толщинами

R₁ = м²*К/Вт

R₂ = м²*К/Вт

R₄ = м²*К/Вт

Минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя

Толщина слоя утеплителя

Округлить толщину утеплителя до унифицированного значения

Термическое сопротивление утеплителя (после унификации)

R_ут м²*К/Вт

Общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации

м²*К/Вт

5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы:

Температура на внутренней поверхности ограждения

?C

По пункту 2.10 [1, с6] , температура внутренней поверхности ограждающей конструкции по теплопроводному включению должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной зимней температуре наружного воздуха ( согласно пункту 2.2*)

ф_в = 17,3?C > tр = 11,1?C

Следовательно выпадения росы на стене не будет

Термическое сопротивление конструкции

R =?R = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ = 0,037+0,594+2,667+0,025 = 3,323 м²*К/Вт

Температура в углу стыковки наружных стен по формуле:

?C

Если

?R_i > 2,2 м²*К/Вт,

то в формулу подставить R=2,2 м²*К/Вт

ф_у =12,75?C > tр =12,6?C

Значит в углу выпадения росы не будет

6. Проверка выпадения росы в толще ограждения

Сопротивление паропроницанию каждого слоя

м²*ч*Па/мг

м²*ч*Па/мг

м²*ч*Па/мг

м²*ч*Па/мг

и конструкции в целом

R_n= R₁+ R₂+ R₃+ R₄= 0,25+2,714+1,73+0,167=4,861 м²*ч*Па/мг

При температуре t_нI= -21,2?С самого холодного месяца ( чаще января месяца) на внутренней поверхности ограждения будет температура

?С,

Е^*_в = 2025 Па

Графическим методом (см. график 1) находим изменение температуры по толще ограждения при средней температуре самого холодного месяца

ф_в = 17,6?С

t_1-2 =17,1 ?С

t_2-3 =10,4 ?С

t_3-4 = -20,5?С

ф_н = -21?С

По температурам на границах слоев находим максимальные упругости водяных паров E на этих границах.

E_в^* = 2011 Па

E_1-2 = 1949 Па

E_2-3 =1261 Па

E_3-4 = 99 Па

E_н^* = 93 Па

Строим график изменения значений e и E по толщине ограждения (см. график 2).

e_н = 0,9*E_н^* = 0,9*93 =83,7 Па

е_в^* = Па

Линии изменения e и E пересекаются, что свидетельствует о выпадении росы в толще ограждения. Необходимо определить границы зоны конденсации и проверить влажностный режим ограждения.

7. Проверка влажностного режима ограждения

Из точек е_в и е_н проводим касательные к кривой линии Е. Находим плоскость возможной конденсации.

Находим положение плоскости возможной конденсации на температурном графике на рис.1

Из графика имеем:

• сопротивление паропроницанию слоев между плоскостью возможной конденсации и внутренней поверхностью ограждения

R_пв = 4,694 м²*ч*Па/мг

• сопротивление паропроницанию слоев между плоскостью возможной конденсации и наружной поверхностью ограждения

R_пн = 0,167 м²*ч*Па/мг

Находим положение плоскости возможной конденсации на графике распределения температур.

Средние температуры:

• зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже 5?С, t_зим = -14,4?С;

• весенне-осеннего периода, включая месяцы со средними температурами от -5 до +5 ?С, t_вес-ос = 4,3

• летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более 5 ?С, t_лет= 16,4?С;

• периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0?С и ниже, t_вл = -14,4?С.

Графическим способом находим значение температур в плоскости возможной конденсации, а по ним определяем, пользуясь прилож. 3 и 4, значение E.

Период и его индексы	Месяцы	Число месяцев,z	Наружная температура,t, ?С	В плоскости конденсации
				t, ?С	E, Па
1-зимний	1,2,3,11,12	5	-14,4	-14	181
2-весенне-осенний	4,10	2	4,3	4,5	842
3-летний	5,6,7,8,9	5	16,4	16,5	1877
0-влагонакопления	1,2,3,11,12	5	-14,4	-14	181

Среднегодовая упругость водяных насыщающих паров в плоскости возможной конденсации

Среднегодовая упругость водяных паров в наружном воздухе

_,

Требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев, которое исключает накопление влаги из года в год

= 0,16 м²*ч*Па/мг < R_пв = 4,694 м²*ч*Па/мг

Можно сделать вывод, что накопление влаги в увлажняемом слое из года в год обеспечиваться не будет.

Средняя упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления



где z_о- число месяцев в периоде, имеющих?С

Требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев, которое ограничивает прирост влажности материала значением

м²*ч*Па/мг

= 0,395 м²*ч*Па/мг < R_пв = 4,694 м²*ч*Па/мг,

следовательно, сопротивление паропроницанию внутренних слое соответствует требованиям.

8. Проверка ограждения на воздухопроницание

Плотность воздуха в помещении:

на улице:

Тепловой перепад давления

Расчетная скорость ветра в январе месяце

V = 3,2 м/с

Ветровой перепад давления

Допустимая воздухопроницаемость стен общ. здания G^н=0,5кг/( м²*ч)

Требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации

 м²*ч*Па/кг

Определяем по прил.9 [1,с.26] сопротивление воздухопроницанию каждого слоя

Номер слоя	Материал	Толщина слоя,мм	Пункт прил.9	Сопротивление Rиi, м2*ч*Па/кг
1,4	Штукатурка известковая	15	31	142,000
2	Кирпичная кладка из силикатного кирпича	120	9	2,000
3	Газобетонные плиты	100	22	196,000

R_и = ?R_иi = 142+2+196 = 340 м²*ч*Па/кг

м²*ч*Па/мг < R_и = 340,000 м²*ч*Па/мг

т.к. располагаемое сопротивление воздухопроницанию больше, чем требуемое, то сопротивление воздухопроницание слоев конструкции находится в пределах нормы.

Заключение

Конструкция будет отвечать нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму и толщи, по инфильтрации.

- Общая толщина стены 0,83 м = 83 мм

- Масса 1м² ограждения:

= 1600*0,03+1400*0,38+1600*0,02=612 кг/м²

- Сопротивление теплопередачи R_о= 3,481 м²*К/Вт

Коэффициент теплопередачи

К=

-Действующий перепад давлений

.

Использованная литература

1. СНиП II - 3 - 79*. Строительная теплотехника/ Минстрой России. М., 1995. 28 с.

2. СНиП 23 - 02 - 2003. Строительная теплотехника/ Минстрой России. М., 2003.

3. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973. 240 с.

Размещено на Allbest.ru

...