Размещено на http://allbest.ru

Санкт-Петербургский Государственный Архитектурно-строительный университет

Кафедра физики

Лаборатория строительной физики

Контрольная работа

Расчет тепловой защиты помещения

Выполнил:

Группа:

Санкт-Петербург 2000

1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха е_n:

Величина	Месяц
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
tn,oC	-7.7	-7.9	-4.2	+3.0	+9.6	14.8	17.8	16.0	10.8	+4.8	-0.5	-5.1
en,%	340	320	370	570	800	1190	1470	1440	1090	760	550	420

Температура воздуха, ^oC:

-средняя наиболее холодной пятидневки

t_x5= -26 ;

-средняя отопительного периода

t_от= -2,2 ;

Продолжительность переиодов, сут.:

Влагонакопления с температурами 0 ^oC, Z₀=143 ;

Отопительного Z_от=219 ;

Повторяемость [П] и скорость [v] ветра:

Месяц	Харак-терист.	РУМБ
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	С	СЗ
Январь	П, %	5	10	9	13	19	18	15	11
	v, м/с	2,6	3,0	2,4	3,5	4,0	4,2	3,7	2,7
Июль	П, %	9	19	9	8	8	13	22	10
	v, м/с	2,4	2,7	2,2	2,6	2,9	3,2	3,5	2,6

1.2 Параметры микроклимата помещения

Назначение помещения: жилое.

Температура внутреннего воздуха t_в.=18°С.

Относительная влажность внутреннего воздуха ц_в=60%

Разрез рассчитываемого ограждения:

Размещено на http://allbest.ru

1,3 - железобетон (2500 кг/м³)

2 - фибролит (400 кг/м³)

H=23м

1.3 Теплофизические характеристики материалов

Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности, на которую влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.

По табл.1 [I], исходя из заданной температуры внутреннего воздуха t_в и его относительной влажности ц_в, определяем влажностный режим помещения: Нормальный

По карте прил.1 [1, с. 14] определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт: 1-Влажная

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

Из прил.З [1, с. 15... 23] выписываем в табличной форме (с учетом условия эксплуатации) значения характеристик материалов составляющих данную конструкцию.



№ слоя	Материал слоя	№ позиции по прил. 3	Плотность с0, кг/м3	Коэффициенты
				Теплопро-водности л, Вт/(м*К)	Паропрони -цания м, мг/(м*ч*Па)
1	Железобетон	1	2500	1,69	0,03
2	Плиты фибролитовые ГОСТ( 8928-81)	122	400	0,08	0,26
3	Железобетон	1	2500	1,69	0,03

климат ограждающий теплопередача утепляющий

2. Определение характеристик

2.1 Определение точки росы

По заданной температуре t_в из приложения 1 «Методических указаний...» находим упругость насыщающих воздух водяных паров Ев= 2063Па

Вычисляем фактическую упругость водяных паров при заданной относительной влажности ц_в

По численному значению е_в обратным ходом по прилож. 1 «Методических указаний ...» определяем точку росы t_p= 10,1 ^оС

2.2 Определение нормы тепловой защиты

Для расчета толщины утепляющего слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм Roc и энергосбережения Rоэ.

2.2.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определить градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = X = (t_в- t_oт) Zoт=(18+2,2)*219=4424

где t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_oт. - средняя температура отопительного периода, °С;

Zот. - продолжительность отопительного периода, сут.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередачи по условию энергосбережения определяем в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий эксплуатации и градусо-суток отопительного периода. Значения постоянных R и в выписываем из табл. 1(б) для заданного случая:

R = 1,4 в = 0,00035

Roэ=R+в*X=1,4+0,00035*4424=2,95 м²К/Вт

2.2.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

По табл.2 [1, с.4] определяем нормативный (максимально допустимый) 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: 1

По табл.4 [1, с.4] находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции б_в= 8,7 Вт/(м²_*°С)

Вычисляем нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарии ( с учетом t_н - расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки t_X5,°C.)

2.2.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивлений теплопередачи: экономической Rоэ и санитарной Roc к реализации принимаем наибольшее из них, назваем его требуемым R₀^тр=2,95 м²К/Вт

2.3 Расчет толщины утеплителя

Утепляющим слоем считаем тот из представленных слоев, для которого не задана толщина . Поэтому в п.п. 4.4-4.8 этот слой и его характеристики должны участвовать с индексом ут вместо номерного индекса i.

По табл.6 [1, с. 5] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде (наружному воздуху)

б_н= 23 Вт/(м²_*°С)

Вычисляем сопротивление теплообмену:

- на внутренней поверхности R_В=1/б_в=0,115 м²К/Вт

- на наружной поверхности Rн=1/б_н= 0,0435 м²К/Вт

Определяем термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами. Вычисляем минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя

Вычислям толщину утепляющего слоя. Округляем толщину утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю: 0,24 м

Вычисляем термическое сопротивление утеплителя (после унификации). Определяем общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации

2.4 Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

Вычисляем температуру на внутренней поверхности ограждения и, сравнивая ее с точкой росы t_р, делаем вывод, руководствуясь указаниями п. 2.10 [1, с.6]:

Вывод: роса на поверхности не выпадает.

Определяем термическое сопротивление конструкции

Вычисляем температуру в углу стыковки наружных стен

Сравнивя ф_у с точкой росы t_р, делаем вывод, учитывая п. 2.10 [1, с.6]:

Вывод: роса в углу не выпадает.

2.5 Проверка на выпадение росы в толще ограждения

Определяем сопротивление паропроницанию каждого слоя и конструкции в целом

Вычисляем температуру на поверхности ограждения _вI по формуле п.5.1 при температуре t_н = t_нI самого холодного месяца (февраль):

По приложению 1 «Методических указаний ...» находим максимальную упругость Ев^* , отвечающую температуре _вI. Ев^*=1949 Па

Графическим методом определяем изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс последовательно откладываем значения сопротивлений Rв, R₁, R₂, R₃, ... и R_Н ,составляющих в целом Rо.

Через концы полученных отрезков проводим вертикальные тонкие линии. На оси ординат откладываем значение температуры внутреннего воздуха t_в, а на линии, соответствующей концу Rн -значение средней температуры самого холодного месяца (обычно января) t_н1. Точки t_в и t_н1 соединяем прямой линией. По точкам пересечения линии с границами слоев определяем значения температур на границах.

Для температур, определенных в п.6.4 на границах слоев, по приложениям 1 и 2 «Методических указаний ...» находим максимальные упругости водяных паров Е на этих границах.

По аналогии с п. 6.4, только в координатных осях Rn и Е строим разрез ограждения так, чтобы он был справа. По всем границам слоев откладываем найденные в п. 6.5 значения упругостей Е; из них Е_в^*, соответствующая ф_вI, расположится на границе с помещением, а Ен^* соответствующая ф_нI , на границе с улицей.

На внутренней поверхности конструкции отложим значение упругости паров в помещении е_в (см п.2.2), а на наружной - значение e_н=0,9 Ен^*, соединив полученные точки е_в и е_н прямой линией.

В пределах слоя линия максимальной упругости Е изменяется по монотонно убывающей экспоненте. Поэтому в тех слоях, где эта линия заведомо пройдет выше линии е её можно провести по лекалу.

Т. к. в слое возможно пересечение линии Е с линией е, то на его температурной линии (намечаем через равные интервалы три промежуточные точки (деля слой пополам и еще раз пополам каждую половину), определяем для них температуры, а по температурам находим максимальные упругости Е, используя приложения 1 и 2 «Методических указаний ...». Найденные упругости откладываем в том же слое, разделив его так же. По найденным точкам проводим линию Е.

Вывод: Т. к. линия упругостей е и Е пересекаются (признак выпадения росы), надо определить границы зоны конденсации и проверить влажностный режим конструкции.

2.6 Проверка влажностного режима ограждения

Из точек е_в и е_н проводим касательные к кривой линии Е. Точки касания определят границы зоны конденсации.

В зоне находим и выделяем плоскость, в которой линия Е максимально провисает под линией е . Следует иметь в виду, что в теплое время года линия Е располагается выше линии е. С понижением наружной температуры линии Е и е сближаются и, наиболее вероятно, соприкоснутся именно в отмеченной плоскости, называемой плоскостью возможной конденсации, ибо в ней появляются капли росы. С дальнейшим понижением температуры плоскость, расширяясь, превращается в зону. С повышением температуры зона может вырождаться в плоскость, а затем линии расходятся. В нашем случае плоскость возможной конденсации располагается на стыке теплоизоляционного слоя с защитным наружным слоем. По графику определяем сопротивление паропроницанию слоев, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации Rпв также между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения Rпн.

Находим положение плоскости возможной конденсации на температурном графике.

Определяем средние температуры:

-зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже -5°С, t_зим: -6,9°С

-весенне-осеннего периода, включающего месяцы со средними температурами от -5 до +5°С, t_во: 0,8°С

-летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более +5°С, t_л: 13,8°С

-периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами О ^оС и ниже, t_вл: -5,1°С

Температуры перечисленных периодов откладываем на наружной плоскости и полученные точки соединяем с точкой t_в, Пересечения линий с плоскостью конденсации дадут температуры в этой плоскости для соответствующих периодов года, по которым определить максимальные упругости Е, а результаты запишем в табличной форме.

Период и его индекс	Мес.	Число Мес. z	Наружная температура периода	В плоскости конденсации
				t,°C	Е,Па
1-зимний	I,II,XII	3	-6,9	6,2	947
2-весенне-осенний	III,IV,X,XI	4	0,8	1,3	670
3-летний	V,VI,VII,VII,IX	5	13,8	13,9	1587
0-влагонакопления	I,II,III,XI,XII	5	-5,8	-5,0	401

Вычисляем среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации

Определяем среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе

Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается ненакопление влаги в увлажняемом слое из года в год:

Сравним полученное значение с располагаемым

R_п2+R_п1=0,923+0,667=1,59.

1,59>0,344

Вывод: сопротивление паропроницанию внутренего слоя достаточно для ненакопления влаги в увлажняемом слое из года в год.

Определим среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления

Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах

Сравним полученное значение с располагаемым: 1,59>1,44

Вывод: сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) находится в опустимых пределах.

2.7 Проверка ограждения на воздухопроницание

Определяем плотность воздуха в помещении с_в при заданной температуре t_в и на улице с_н при температуре самой холодной пятидневки (п. 1.1.2). Вычисляем тепловой перепад давления.

Определяем расчетную скорость ветра v, приняв в качестве таковой максимальное значение скорости ветра из тех румбов за январь месяц, на которых повторяемость ветра составляет 16% и более.

Вычисляем ветровой перепад давления и суммарный (расчетный) перепад, действующий на ограждение

Найдем по табл.12 [1, с. 11] допустимую воздухопроницаемость ограждения G^н , G^н=0,5 кг/(м²ч)

Определим требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации.

Определим по прил.9 [1, с.26] сопротивление воздухпроницанию каждого слоя, и запишем их в табличной форме

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, мм	Пункт приложения 9	Сопротивление Rнi,м2чПа/кг
1	Железобетон	20	1	3924
2	Плиты фибролитовые ГОСТ( 8928-81)	240	17	10
3	Железобетон	40	1	7848

Найдем располагаемое сопротивление воздухопроницаницанию

R_н=УR_нi= 11782 м²чПа/кг

Сравним это значение с требуемым: 11782 м²чПа/кг >70,74 м²чПа/кг

Вывод: значение располагаемого сопротивления воздухопроницанию гораздо больше требуемого, следовательно норматив выполняется.

Заключение

В заключении укажем условия, при которых конструкция будет отвечать нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации. Укажем также выходные данные для смежных расчетов сооружения, а именно:

общую толщину ограждения (стены): 0,3 м

массу 1 м² ограждения: 624 кг/м²

сопротивление теплопередаче Ro: 3,19 м²К/Вт

коэффициент теплопередачи К=1/Ro: 0,314

действующий перепад давления ДР: 27,8 Па

Размещено на Allbest.ru

...