Расчет тепловой защиты помещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

ФБФО

Кафедра общей и строительной физики

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Расчет тепловой защиты помещения

Автор: студент гр. 1-ДАС-1 ______ /Позднякова Е.А./

Архитектурный факультет

Санкт-Петербург 2014

1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

тепловой защита утепление воздухопроницание

Пункт строительства - Иркутск

1. Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха и максимальные амплитуды колебания температуры

Величи на	Месяц
	I.	II.	III.	IV.	V.	VI.	VII.	VIII.	IX.	X.	XI.	XII.
tн, ?C	-20,9	-18,3	-9,7	1,0	8,4	14,8	17,6	15,0	8,1	0,5	-10,8	-18,7
ен, Па	110	120	230	400	620	1120	1490	1340	840	500	250	150
Аtн, ?C	10,9	12,6	12,8	12,7	14,2	13,1	12,6	12,4	11,5	12,5	11,1	11,9

2. Температура воздуха

Средняя наиболее короткой пятидневки -37 ?C

Средняя отопительного периода 8,9 ?C

3. Продолжительность периодов, сут.:

Влагонакопления 176

Отопительного 241

4. Повторяемость и скорость ветра

Месяц	Характе ристика	РУМБ
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	П, %	6	9	14	34	3	1	7	26
	v, м/с	1,3	1,0	1,6	2,9	2,1	0,7	2,0	2,8
Июль	П, %	4	2	5	32	9	6	18	24
	v, м/с	2,0	1,3	1,8	2,2	1,7	1,4	2,3	3,0

5. Интенсивность солнечной радиации в июле, Вт/м2

На фасад западной ориентации: максимальная 852

средняя 329

на горизонтальную поверхность: максимальная 788

средняя 194

1.2 Параметры микроклимата помещения

1. Назначение помещения: общественное

2. Температура внутреннего воздуха 17 ?C

3. Относительная влажность внутреннего воздуха 55%

4. Разрез рассчитываемого ограждения

1.3 Теплофизические характеристики материалов

Исходя из заданной температуры внутреннего воздуха 17 ?C и его относительной влажности 55%, определяем влажностный режим помещения: нормальный.

Определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт: сухая

Определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции: А

№ слоя	Материал слоя	№ пози ции	Плот ность, кг/м3	Коэффициенты	Размер слоя, м
				Теплопро водности, Вт/(м*К)	Паропроницания, мг/ (м*ч*Па)
1	Гипс	83	800	0,19	0,075	0,02
2	Пенобетон	63	400	0,41	0,11
3	Воздушная прослойка			-	?	0,05
4	Керамика	84	1400	0,70	0,11	0,12

R3 = 0,17 м2*К/Вт

2. Определение точки росы

По заданной температуре tв = 17 ?С определяем упругость насыщающих воздух водяных паров Ев = 1937

Вычисляем фактическую упругость водяных паров при заданной относительной влажности ?в =55%

ев = , Па

ев = 1065,35

По численному значению ев определяем точку росы tр

tр = 7,9 ?С

3. Определение нормы тепловой защиты

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определяем градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = Х = (tв - tот.) zот.

tв - расчетная температура внутреннего воздуха, ;

tот - средняя температура отопительного периода, ;

zот - продолжительность отопительного периода, сут.

ГСОП = 1952,1

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередачи по условию энергосбережения определяются в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий эксплуатации и градусосуток отопительного периода:

Rоэ = R + в*X, м2К/Вт

R = 1,2 м2К/Вт

в = 0,0003 м2/Вт*сут.

Rоэ = 1,786 м2К/Вт

3.2 Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

Определяем нормативный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

?tн = 4,0 ?С

Определяем корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждающей конструкции с наружным воздухом.

n = 1

Находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

бв = 8,7 Вт/(м2К)

Вычисляем нормативное сопротивление теплопередаче по условию санитарии.

Rос = , м2*К/Вт

tн - расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки tх5, .

Rос = 1,552 м2*К/Вт

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычислительных значений сопротивлений теплопередачи: экономической Rоэ и санитарной Rос к реализации принимаем наибольшее из них, назвав его требуемым Rотр.

R0тр = Rоэ = 1,786 м2К/Вт

4. Расчет толщины утеплителя

Утепляющим слоем считаем тот из представленных слоев, для которого не задана толщина д. Поэтому в этой части расчета этот слой и его характеристики должны участвовать с индексом ym вместо номерного индекса i.

4.1 Определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде

бн = 23 Вт/(м2К)

4.2 Вычислим сопротивление теплообмену

- на внутренней поверхности Rв = , м2К/Вт

Rв = 0,115 м2К/Вт

-на наружной поверхности Rн = , м2К/Вт

Rн = 0,043 м2К/Вт

4.3 Определяем термическое сопротивление слоев конструкции с известными толщинами.

Ri = , м2К/Вт

R1 = 0,105 м2К/Вт

R3 = 0,170 м2К/Вт

R4 = 0,171 м2К/Вт

УRi из = 0,446 м2К/Вт

4.4 Вычислим минимально допустимое термическое сопротивление утеплителя

Rтрут = R0тр - (Rв + Rн + УRi из), м2К/Вт

?Ri из - суммарное сопротивление слоев с известными толщинами

Rтрут = 1,182 м2К/Вт

4.5 Вычислим толщину утепляющего слоя

дут = лут Rут, м

дут = 0,485 м

4.6 Округлим толщину утеплителя до унифицированного значения

дут = 0,5 м

4.7Вычислим термическое сопротивление утеплителя

Rут = , м2К/Вт

Rут = 1,220 м2К/Вт

4.8 Вычислим термическое сопротивление ограждения с учетом унификации

R0 = Rв + Rн + Rут+ У Ri из, м2К/Вт

R0 = 1,824 м2К/Вт

5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

5.1 Вычислим температуру на внутренней поверхности ограждения

фв = tв - *Rв , ?С

фв = 13,595 ?С

Сравним температуру на внутренней поверхности ограждения с точкой росы.

13,595 ?С > 7,9 ?С

фв > tр

Возможно выпадение росы на внутренней поверхности ограждения.

5.2 Определяем термическое сопротивление конструкции

R = У Ri м2К/Вт

R = 1,666 м2К/Вт

5.3 Вычислим температуру в углу стыковки наружных стен (для R = 0,6…2,2 м2К/Вт).

фу = фв - (0,175 - 0,039R) (tв - tн), ?С

фу = 7,654 ?С

фу < tр

В углу стыковки наружных стен выпадение росы невозможно.

6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения

6.1 Определяем сопротивление паропроницанию каждого слоя

Rпi = , м2К/Вт

R1 = 0,267 м2К/Вт

R2 = 4,545 м2К/Вт

R3 = 0 м2К/Вт

R4 = 1,091 м2К/Вт

и конструкции в целом

Rп = У Rпi , м2*ч*Па/мг

Rп = 5,903 м2*ч*Па/мг

6.2 Вычислим температуру на поверхности ограждения

фвI = tв - *Rв , ?С

фвI = 14,610 ?С

По приложению 1 «Методических указаний…» находим максимальную упругость Eв*, отвечающую температуре фвI;

Ев*= 1661 Па

6.4. - 6.9. - построение графика.

7. Проверка влажностного режима помещения

построение графика

Определяем средние температуры:

- зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже -5?С, tзим = -19,3?С;

- весенне-осеннего периода, включающего месяцы со среними температурами от -5?С до +5?С, tво = 0,75;

- летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами долее +5?С, tл = 15,8?С;

- периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0?С и ниже, tвл =-15,68?С

Период и его индекс	Месяцы	Число месяцев	Наружная температура периода, ?С	В плоскости конденсации
				t, ?С	E, Па
1 - зимний	I, I, II, III	3	-19,3	-4,3	423
2 - весенне- осенний	IV, X	2	0,75	7,1	1008
3 - летний	VI, VII, VIII	3	16,3	16,3	1853
0 - влагона копления	I, II, III, XI, XII	5	-15,68	-2,1	156

Вычислим среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в наружном воздухе

E = , Па

E = 737 Па

Определяем среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе

енг = , Па

енг = 597,500 Па

Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию слоев конструкции, при котором обеспечивается накопление влаги в увлажняемом слое из года в год

= *Rпн, м2*ч*Па/мг

= 5,884 м2*ч*Па/мг

Определим среднюю температуру водяных паров для периода влагонакопления

e0 = , Па

eнio - среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры tн ? 0;

zo - число таких месяцев в периоде.

e0 = 172 Па

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

= , м2*ч*Па/мг (p = 400 кг/м3 = 4* 108 мг/м3)

где д - толщина увлажняемого слоя (не зоны!);

zo - продолжительность периода влагонакопления (п. 1.1.3), выраженная в часах;

с - плотность увлажняемого материала. Единица измерения массы должна быть одной и той же в величинах с и Rпn;

Дщср - допустимое приращение средней влажности, %

= 2840,909 м2*ч*Па/мг

= 3,4 м2*ч*Па/мг

< , что не соответствует нормативным требованиям

Дефицит сопротивления восполним устройством пароизоляции: полиэтиленовая пленка. Для которого = 2838,7 м2*ч*Па/мг при д= 62,24мм.

Расположим слой между слоями 1 и 2.

8. Проверка ограждения на воздухопроницание

8.1 Определяем плотность воздуха в помещении и на улице

pв = , кг/м3 (tв = 290К)

pв = 1,215 кг/м3

pн = , кг/м3 (tн = 236К)

pн = 1,494 кг/м3

где м - молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль

Р - барометрическое давление, принять равным 101кПа;

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31Дж/(мольК);

t - температура воздуха, К.

8.2 Вычислим тепловой перепад давления

?Pт = 0,56(pн - pв)*g*Н, кг/м3

где g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;

Н - высота здания, м.

?Pт =30, 654 кг/м3

8.3. 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

v = 2,9 м/с

8.4 Вычислим ветровой перепад давления

?Pв = 0,3* pн* v2, Па

?Pв =3,769 Па

и суммарный перепад, действующий на ограждение

?P = ?Pт +?Pв

?P =34,423 Па

8.5 Определим допустимую воздухопроницаемость ограждения

Gн = 0,5 кг/(м2*ч)

8.6 Определяем требуемое сопротивление инфильтрации

= , м2*ч*Па/кг

= 68,846, м2*ч*Па/кг

Номер слоя	материал	Толщина слоя, мм	Пункт прил.9, мм	Сопротивление Rиi, м2*ч*Па/кг
1	Гипс	20	10	20
2	Пенобетон	500	100	196
3	Воздушная прослойка	50	0	0
4	Керамика	120	120	2

Находим располагаемое сопротивление воздухопроницанию

Rи = , м2*ч*Па/кг

Rи = 1022 м2*ч*Па/кг

Rи > , что удовлетворяет СНИПу

Значит конструкция устойчива к воздейсивию потоков воздуха, т.е. обеспечивается необходимая защита внутренних частей здания от ветра.

Заключение

Конструкция будет отвечать нормативным требованиям потепловой защите влажностному режиму поверхности и толщи инфильтрации

Выходные данные для смежных расчетов сооружения

- общая толщина ограждения добщ = 752,24мм

- масса 1 м2 ограждения у =

у =

- сопротивление теплопередаче R0 = 1,824 м2К/Вт

- коэффициент теплопередаче К = , Вт/ м2К

К = 0,548 Вт/ м2К

- действующий перепад давления ?P =34,423 кг/м3

Список литературы

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

2. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983, 136с.

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

Размещено на Allbest.ru

...