Теплотехнический расчет ограждения

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет 
 
 
 

Кафедра общей и строительной физики 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

«Теплотехнический расчет ограждения». 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. 5-П-II Шарапов Н.

Принял: преподаватель Цветков В.Н. 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2011

Пункт строительства - г. Бикин Хабаровского края.

1.Выбор исходных данных 

1.1.Климат  местности

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

Величина	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
tн ,˚C	-22,4	-17,4	-8,1	4,1	11,7	17,4	21,0	19,9	13,3	4,5	-7,6	-18,3
eн , Па	90	130	270	510	860	1460	2020	1980	1240	600	270	130

 

 2. Температура  воздуха, ˚C:

                     -средняя наиболее холодной пятидневки    –32,0 ˚C

                     -средняя отопительного сезона                     -10,3 ˚C

 3.Продолжительность  периода, сут.:

                     -влагонакопления                                               161

                     -отопительного                                                   200

 4. Повторяемость  П и скорость ветра V

месяц	характеристика	Румбы
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	П, %	7	3	22	36	2	4	13	13
	V, м/с	2,9	1,6	2,3	3,2	2,2	2,7	3,0	2,7

 

 1.2. Параметры микроклимата  помещения

 1. Назначение помещения: здание магазина

 2. t_в=19˚С

 3. φ_в=60 %

 4. Разрез рассчитываемого ограждения: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 1.3. Теплофизические характеристики материалов

1. При t_в=19˚С и относительной влажности φ_в=60 %, в помещении нормальный режим влажности.

   2. г. Бикин расположен в нормальной зоне влажности .

 3. Эксплуатационная влажность материалов будет соответствовать

 условию Б.

 4. Характеристика материалов, составляющих конструкцию:

Номер слоя	Материал	Номер по прил3.	Плотность ρо, кг/м3	Коэффициенты
				Теплопроводности  λ, Вт/(м*К)	паропроницания μ, мг/(м*ч*Па)
1	Монолитная  ж/б стена	1	2500	2,04	0,03
2	Плиты минераловатные	137	200	0,076	0,45
3	Штукатурка  по сетке(штукатурка сложным раствором)	72	1700	0,87	0,098

 

 2.Определение точки росы

 Упругость насыщающих воздух водяных паров E_в=2197 Па при t_в=19˚С

 Определяем  фактическую упругость водяных  паров по формуле:

 е_в= = Па

 Следовательно, точка росы t_р=11,2˚С. 

 III.Определение нормы тепловой защиты 

 3.1.Определение  нормы тепловой  защиты по условию  энергосбережения

 1. ГСОП=X=(t_в-t_от)*z_от=(19+10,3)*200=5860 градусо-суток.

 2. Значения постоянных для определения приведенного сопротивления стены жилого здания:

    R=1,2м²*К/Вт

    β=0,0003 м²/Вт*сут

 3.Минимально  допустимое значение приведенного  сопротивления теплопередача по  первому этапу энергосбережения

 R_оэ=R+β*X=1,2+ 0,0003*5860=2,958 м²*К/Вт 

 3.2. Определение норм  тепловой защиты  по условию санитарии

 1. По нормам санитарии в жилом здании перепад температур между воздухом и поверхностью стены не должен превышать Δt^н=4,5˚С.

2. Корректирующий множитель, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом N=1.

 3. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции  α_в=8,7Вт/(м²*К).

 4.Максимально допустимое сопротивление теплопередаче (требуемое) по условию санитарии:

 R_ос= 1,303 м²*К/Вт. 

 3.3.Норма  тепловой защиты

 R_о^тр=R_оэ=2,958 м²*К/Вт. 

 4.Расчет толщины утеплителя 

 1.Коэффициент теплоотдачи зимой на наружной поверхности стены

 α_н=23Вт/(м²*˚С)

 2.Сопротивление  теплообмену на поверхности стены:

• внутренней (в помещении):

R_в= м²*К/Вт;

• наружной (на улице):

R_н= м²*К/Вт.

 3. Термическое сопротивление слоев конструкции с известными толщинами:

 R₁= 0,059 м²*К/Вт;

 R₃= 0,046 м²*К/Вт.

    4.Термическое сопротивление расче тного слоя (утеплителя)

 м²*К/Вт

    5. Толщина утепляющего слоя:

 

 6. Округляем  до строительного модуля  δ₂=0,22м.

 7.Термическое сопротивление расчетного слоя после унификации (округления до модуля):

  2,89 м²*К /Вт.

 8.Общее сопротивление теплопередачи:

  _. 

 5.Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы 

 1.Температура   на внутренней поверхности ограждения 

  17,1˚С > t_р=11,2˚С.

 На  стене не будет выпадать роса.

 2.Термическое  сопротивление конструкции:

   м²*К/Вт.

 3. Температура в углу стыковки наружных стен (для R=2,2 м²*К/Вт):   ˚С.

 4. τ_у=12,6˚С >t_р=11,2˚С,

 поэтому в  углу невозможно выпадение росы. 

 6.Проверка на выпадение росы в толще ограждения 

 1.Сопротивление паропроницанию слоев:

           -каждого слоя:

   м²*ч*Па/мг;

   м²*ч*Па/мг;

  м²*ч*Па/мг.

           -конструкции в целом:

   м²*ч*Па/мг.

2.При январской  температуре t_нI=-22,4˚С  на поверхности ограждения будет   температура:

  ˚С,

   3. при =17,5˚С,  максимальная упругость Па.

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

5. По температурам на границах слоев находим значения упругости E на этих границах.

6. Строим график изменения значений e и E по толщине ограждения (см. график 2). Линии пересекаются, что свидетельствует о выпадении росы в толще ограждения.

7. По max провисанию линии E под линией е находим, что плоскость возможной конденсации находится в 3 слое.

Пересечение линий E и e,линия E расположена ниже e ,поэтому  требуется проверка влажностного режима конструкции. 

7.Проверка  влажностного режима  ограждения 

1. Из графика 2 имеем:

- сопротивление паропроницанию слоев между плоскостью возможной конденсации и внутренней поверхностью ограждения:

  ;

- сопротивление паропроницанию слоев между плоскостью возможной конденсации и наружной поверхностью ограждения:

  .

2. См. графики.
3. Средние температуры:

• зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже -5˚С, t_зим=-14,8˚С;

• весенне-осеннего периода, включающего месяцы со средними температурами от -5 до +5 С, t_во=4,3 ˚С;
• летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более 5 ˚С, t_л=16,6˚С;
• периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0˚С и ниже, t_вл=-14,8˚С.