Расчет теплопередачи строительных конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Определяются необходимые теплозащитные показатели строительных конструкций жилого дома, согласно условиям приведенных ниже задач. Сделать выводы о пригодности для использования в строительстве этих конструкций и их соответствии нормативным требованиям и условиям:

1. .

2. .

3.

4. .

Задача 1

Определяется нормируемое сопротивление теплопередаче и толщину слоя утеплителя однородной многослойной конструкции (условие 1):

1.1. - наружной стены;

1.2. - покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

1- Известково-песчаная штукатурка

= 0,015 м = 0,81 Вт/мєС

2-Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

= 2,3 м = 0,81Вт/мєС

Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=( 20+3,0)207= 4761єС сут.

Где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 єС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00035*4761+1,4 = 3 мІ єС/Вт

Определим толщину второго слоя:

,

Где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

= []0, 81 = 2,3 м

Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

= = 3 мІ єС/Вт

Выполняем проверку:

По основному условию проектирования тепловой защиты наружных ограждений , 3 ? 3, т. е. условие СНиПа 23-02-03 выполняется.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

= 0,25 м = 0,81 Вт/мєС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,16 м = 0,07 Вт/мєС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 мІ єС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

=0,12 м = 0,81 Вт/мєС

Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=( 20+3)207= 4761 єС сут.

Где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 єС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00035*4761+1,4 = 3 мІ єС/Вт

Определим толщину второго слоя:

,

Где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

=[ ]0,07= 0,16 м

Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

== 3 мІ єС/Вт

4) Выполняем проверку:

По основному условию проектирования тепловой защиты наружных ограждений , 3 ? 3, т. е. условие СНиПа 23-02-03 выполняется.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ мі

= 0,1 м = 2,04 Вт/мєС

2 -Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,3 м = 0,07 Вт/мєС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ мі

= 0,03 м = 0,93 Вт/мєС

4 - Рубероид 600кг/ мі

= 0,01 м = 0,17 Вт/мєС

Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=( 20+3)207= 4761 єС сут.

Где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 єС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,0005*4761+ 2,2 = 4,6 мІ єС/Вт

Определим толщину второго слоя:

,

Где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

=[ ]0,07=0,3 м

Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

== 4,6 мІ єС/Вт

4) Выполняем проверку:

По основному условию проектирования тепловой защиты наружных ограждений , 4,6 ? 4,6, т. е. условие СНиПа 23-02-03 выполняется.

При одинаковых значениях (эти показатели в обоих случаях почти равны) толщина стенок различна: в перовом случае толщина стенки значительно больше, чем во втором. Это влияет на материальные и трудовые затраты, Значит экономически более выгодна стена второй конструкции, многослойная, толщиной = 0,16 м. При этом условие СНиПа 23-02-03 « Тепловая защита зданий» выполняется.

Задача 2

Построить температурный график в ограждении и определить минимальную температуру внутренней поверхности (условие 2):

2.1 - наружной стены

2.2 - покрытия

1-Известково-песчаная штукатурка

= 0,015 м = 0,81 Вт/мєС

2- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

= 2,29 м = 0,81Вт/мєС

Санитарно-гигиенический показатель ограждений определяет комфортность и санитарно-гигиеническое состояние помещения. Он включает:

а) температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружного ограждения, , єС

б) температуру на внутренней поверхности ограждений ,єС, которая должна быть выше температуры точки росы, , єС

Расчетный температурный перепад , єС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин, = 4 єС( для наружных стен жилых зданий)

= 1,8 єС

Где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, = -27 єС теплопередача кирпич стена штукатурка

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

?, 1,8 ? 4

Относительная влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы для помещений жилых зданий -55%. При = 20 єС, парциальное давление насыщенного водяного пара Е = 2338 Па

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 єС

Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= єС

Условие выполняется, так как 18,2?10,7

= 13,89 єС

-26,32 єС

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

= 0,25 м = 0,81 Вт/мєС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,16 м = 0,07 Вт/мєС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 мІ єС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

=0,12 м = 0,81 Вт/мєС

Определим температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружного ограждения, , єС

= 1,8 єС

?, 1,8 ? 4

Относительная влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы для помещений жилых зданий -55%. При = 20 єС, парциальное давление насыщенного водяного пара Е = 2338 Па

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 єС

Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= єС

Условие выполняется, так как 18,2?10,7

єС

-21,96 єС

-24 єС

-26,3єС

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ мі

= 0,1 м = 2,04 Вт/мєС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,3 м = 0,07 Вт/мєС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ мі

= 0,03 м = 0,93 Вт/мєС

4 - Рубероид 600кг/ мі

= 0,01 м = 0,17 Вт/мєС

Определим температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружного ограждения, , єС

= 1,17 єС

?, 1,17 ? 3

(Нормируемая величина для перекрытий в жилых зданиях)

Относительная влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы для помещений жилых зданий -55%. При = 20 єС, парциальное давление насыщенного водяного пара Е = 2338 Па

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 єС

Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= єС

Условие выполняется, так как 18,84?10,7

єС

- 25,62 єС

-25,95 єС

-26,55 єС

Задача 3

Определяется приведенное сопротивление теплопередачи неоднородной конструкции утепленного пола над неотапливаемым подвалом.

1 - Линолеум

= 0,005 м = 0,38 Вт/мєС

2- ДВП

= 0,005 м = 0,08 Вт/мєС

3- Настил из доски

= 0,025 м = 0,29 Вт/мєС

4 - Лага деревянная

= = 0,35 Вт/мєС

5- Железобетонная плита перекрытия 2500 кг/ мі

= 0,1 м = 2,04 Вт/мєС

Находим , исходя из санитарно-гигиенических условий:

мІ єС/Вт

Где - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции, єС(=20-18,2=1,8 єС)

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

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/мІ єС

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, = -27 єС

Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=( 20+3)207= 4761 єС сут.

Где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, єС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 єС

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 єС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00045*4761+1,9 = 4,04 мІ єС/Вт

3)

мІ єС/Вт

мІ єС/Вт

мІ єС/Вт

мІ єС/Вт

Вычислим приведенное сопротивление слоя с лагами:

= [4,04 - (] =3,85 мІ єС/Вт

Находим толщину изоляционного слоя с лагами:

0,3 м

Рассчитаем фактическое сопротивление изоляционного слоя с лагами:

Разобьем этот слой плоскостями параллельными направлению теплового потока.

2,53 мІ єС/Вт

Вт/мєС

мІ єС/Вт

Вычислить общее фактическое термическое сопротивление над не отапливаемым подвалом и сравним с требуемым:

мІ єС/Вт

=(0,114+0,013+0,0625+0,086+0,05+3,33+0,043)= 4,43 мІ єС/Вт

Условие СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий, выполняется : , 4,43 ? 4,04, при найденной толщине теплоизоляционного слоя, равной 0,3

Задача 4

Определяется теплоустойчивость ограждающих конструкций, рассчитанных в задаче 1(условие 3)

4.1 - наружной стены

4.2 - покрытия

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

= 0,25 м = 0,81 Вт/мєС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,16 м = 0,07 Вт/мєС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 мІ єС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі

=0,12 м = 0,81 Вт/мєС

N	Материал	д, м	л, Вт/мєС	S, Вт/мІєС	R, мІєС/Вт	D=R*S	Y, Вт/мІєС
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі	0,25	0,81	10,12	0,31	3,14	10,94
2	Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі	0,16	0,07	0,82	2,286	1,87	0,48
3	Воздушная прослойка	0,01	-	0	0,13	0	0,45
4	Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ мі	0,12	0,81	10,12	0,15	1,518	14,81

Коэффициент теплоусвоения поверхности слоя Y, Вт/мІєС

= 10,94 Вт/мІєС

= 0,48 Вт/мІєС

= 0,45 Вт/мІєС

= 14,81 Вт/мІєС

2) )= 1,16(5+10*1,84)=27,144 Вт/мІєС

где V - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СНиП 23-01, но не менее 1 м/с (приложение А, табл. А.2);

3) Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции:

=13897,81

4)Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха

= 0,5*24,3+0,7(786-201)/27,144 = 27,24 єС

Где - максимальная амплитуда температуры наружного воздуха в июле, = 24,3 єС

- максимальное и среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/мІ

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/мІєС

- коэффициент поглощения солнечном радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции = 0,7

5)Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=27,24/13897,81=0,02 єС

Нормируемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции :

=2,5-0,1(24,3-21)=2,17 єС

Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций , обусловленная нестационарными теплопоступлениями от солнечной радиации, не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции, ?, 0,02?2,17Условие СНиПа выполняется

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ мі

= 0,1 м = 2,04 Вт/мєС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі

= 0,3 м = 0,07 Вт/мєС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ мі

= 0,03 м = 0,93 Вт/мєС

4 - Рубероид 600кг/ мі

= 0,01 м = 0,17 Вт/мєС

N	Материал	д, м	л, Вт/мєС	S, Вт/мІєС	R, мІєС/Вт	D=R*S	Y, Вт/мІєС
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ж/б плита 2500 кг/ мі	0,1	2,04	18,95	0,05	0,95	18,58
2	Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ мі	0,3	0,07	0,82	4,28	4,37	0,27
3	Цементная стяжка 1800 кг/ мі	0,03	0,93	11,09	0,03	0,33	3,92
4	Рубероид 600 кг/ мі	0,01	0,17	3,53	0,06	0,21	4,18

= 18,58 Вт/мІєС

= 0,27 Вт/мІєС

= 3,92 Вт/мІєС

= 4,18 Вт/мІєС

2) )= 1,16(5+10*1,84)=27,144 Вт/мІєС

3) Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции:

==627,53

4)Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха

= 0,5*24,3 +0,9(786-201)/27,144 = 31,54 єС

Где - максимальная амплитуда температуры наружного воздуха в июле, = 24,3 єС

- максимальное и среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/мІ

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/мІєС

- коэффициент поглощения солнечном радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции = 0,9

5)Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=31,54/627,53=0,05 єС

Нормируемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции :

=2,5-0,1(24,3-21)=2,17 єС

Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций , обусловленная нестационарными теплопоступлениями от солнечной радиации, не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции, ?, 0,05?2,17.Условие СНиП выполняется

Задача 5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определяется теплоусвоение поверхности пола с конструкцией, рассчитанной в задаче 3 (условие 4)

Слой	Материал	д, м	л, Вт/мєС	S, Вт/мІєС	R, мІєС/Вт	D=R*S	Y, Вт/мІєС
1	Линолеум	0,005	0,38	8,56	0,013	0,111	10,9
2	ДВП	0,005	0,08	1,81	0,0625	0,113	8,26
3	Настил из доски	0,025	0,29	7,7	0,09	0,66
4	Лага деревянная	0,3	0,35	7,7	0,85	6,29
5	Ж/б плита перекрытия	0,1	2,04	18,95	0,05	0,95

D1+D2+D3= 0,111+0,113+0,66= 0,884 ? 0,5

D - тепловая инерция

= 8,264 Вт/мІєС

- Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя, Вт/мІєС

- Термические сопротивления слоев ограждающей конструкции, мІєС/Вт

- Расчетные коэффициенты теплоусвоение материала, Вт/мІєС

Определим теплоусвоение первого слоя:

= 10,9 Вт/мІєС

Проверим правильность необходимость условия

= 12 Вт/мІєС ( так как показатель теплоусвоения поверхности пола принимается равным показателю теплоусвоения пола поверхности 1-го слоя ) 12 ? 10,9. Условие выполняется, и не требуется и не требуется подбирать другую конструкцию.

Расчетная величина показателя теплоусвоения пола не более нормативной величины , взятой из СНиП 23-02-03, значит, эта конструкция пола удовлетворяет требованиям в отношении теплоусвоения.

Размещено на Allbest.ru