Тепловая защита помещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Тепловая защита помещения



1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

Исходные данные по СНиП 2.01.01-82

Пункт строительства - г. Пермь

1. Запишем в табличной форме средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха ен.

Величина	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
tн, oC	-15,0	-13,4	-7,2	2,6	10,2	16,0	18,1	15,6	9,4	1,6	-6,6	-12,9
ен, Па	200	190	290	520	740	1150	1370	1290	930	580	350	230

2. Температура воздуха, ?C:

· средняя наиболее холодной пятидневки -35,0

· средняя отопительного периода -6,4

3. Продолжительность периодов, сут.:

· влагонакопления 167

· отопительного 226

4. Повторяемость [П] и скорость [V] ветра:

Месяц	Характеристика	Румбы
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	П, %	6	6	10	18	21	22	11	6
	v, м/с	3,2	3,4	4,0	4,6	5,2	4,8	3,8	3,0

1.2 Параметры микроклимата помещения

1. Укажем назначение помещения:

Промышленное

2. Выпишем температуру внутреннего воздуха, указанного в задании:

tв= +18^оС

3. Выпишем относительную влажность внутреннего воздуха, указанного в задании:

?в= 55%

4. Начертим разрез рассчитываемого ограждения

Нзд =18 м

1.3 Теплофизические характеристики материалов

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

1. Исходя из заданной температуры tв=+18^oC и его относительной влажности ?в=55%, определим влажностный режим помещения в соответствии с таблицей 1. [1] СНИП II - 3 - 79*:

Нормальный

2. В соответствии со СНИП II - 3 - 79* по карте прил.1 [1] определим зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт (Пермь):

Зона 2 - нормальная

3. В соответствии с таблицей 2 СНИП II - 3 - 79* "Условия эксплуатации ограждающих конструкций" определим влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции: Б.



4. В соответствии с прил. 3 [1] "Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций" СНИП 23-02-2003 выпишем в табличной форме (с учетом эксплуатации) значения характеристик материалов, составляющих данную конструкцию:

№слоя	Материал слоя	№ позиции по прил.3	Плотность ?о, кг/м3	Коэффициенты
				Теплопроводности ?, Вт/(м·К)	Паропроницания µ, мг/(м·ч·Па)
1	Раствор сложный	184	1700	0,87	0,098
2	Туфобетон	88	1800	0,99	0,09
3	Пенополиуретан	15	60	0,041	0,05
4	Кирпич глиняный	162	1800	0,81	0,11



2. Определение точки росы

1. По заданной температуре tв из прил.1 "Упругость насыщенного пара при атмосферном давлении 100 кПа и температуре 0оС и выше":

Ев=2063 Па

2. Вычислим фактическую упругость водяных паров, Па, при заданной относительной влажности ?в=55%:

eв=

eв= Па

По численному значению eв обратным ходом по прил.1 "Упругость насыщенного пара при атмосферном давлении 100 кПа и температуре 0^oC и выше" определяем точку росы tр=8,8^оС.



3. Определение нормы тепловой защиты

Для расчета толщины утеплителя слоя необходимо определить сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм Roc и энергосбережения Roэ.

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

1. Определим градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП=X=(tв-toт)zот=(18-(-6,4))*226=5514,4

Где

tв = +18^оС - расчетная температура внутреннего воздуха;

tот = - 6,4оС - средняя температура отопительного периода;

zот=226 - продолжительность отопительного периода, сут.

2. Определим нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче

Roэ=

R=1 м²К/Вт

=0,0002 м²/Втсут

Roэ=1+ 0,00025514,4=2,103 м²К/Вт

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

1. В соответствии с таблицей 2 СНИП II - 3 - 79*определяем нормативный (максимально допустимый) перепад, ^оС, между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции:

?tн=7^оС

2. В соответствии с таблицей 3 СНИП II - 3 - 79* определим корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом:

n=1

3. В соответствии с таблицей 4 СНИП II - 3 - 79* найдем коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции:

?в=8,7 Вт/(м²К)

4. Вычислим нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарии:

Roc=,

Где tн - расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки tx5 (-35^оС)

Roc=

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивлений теплопередаче: экономической Roэ=2,103м²К/Вт и санитарной Roc= 0,87м²К/Вт - к реализации принимаем наибольшее из них, называем его требуемым =2,103м²К/Вт.



4. Расчёт толщины утеплителя

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

Вычислим сопротивление теплообмену:

- на внутренней поверхности

,

- на наружной поверхности

.

Определим термическое сопротивление слоёв конструкции с известными толщинами

,;

; ; .

Вычислим минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя

Вычислим толщину утепляющего слоя



м

Округлим толщину утеплителя до унифицированного значения, кратному строительному модулю

м

Вычислим термическое сопротивление утеплителя (после унификации)

Определим общее термическое сопротивление ограждения с учётом унификации



5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

Вычислим температуру на внутренней поверхности ограждения

И сравнивая с точкой росы делаем вывод, руководствуясь указаниями п. 2.10* СНиП 11-3-79 выпадение росы на внутренней поверхности невозможно.

Определим термическое сопротивление конструкции

Вычислим температуру в углу стыковки наружных стен по формуле (для R=0.6…2,2 )

И сравнивая с точкой росы делаем вывод, руководствуясь указаниями п. 2.10* СНиП 11-3-79 выпадение росы в углу невозможно.



6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения

Определим сопротивление паропроницанию каждого слоя

,;

И конструкции в целом

Вычислим температуру на поверхности ограждения при температуре tн=tн1 самого холодного месяца:

^оС

По приложению 1 "Упругость насыщенного пара при атмосферном давлении 100 кПа и температуре 0оС" найдем максимальную упругость , отвечающую температуре :

Графическим методом определяем изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца (января) tн1=-15,0^оС. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс последовательно отложим значения сопротивлений Rв, R1, R2, R3, R4, Rн, составляющих в целом Rо. Через концы полученных отрезков проведем вертикальные тонкие линии. На оси ординат отложим значение температуры внутреннего воздуха tв, а на линии, соответствующей концу Rн, значение средней температуры самого холодного месяца (января) tн1. Точки tв и tн1 соединим прямой линией. По точкам пересечения линии с границами слоев определяем значения температур на границах. (См. график)

Для температур, определенных в пункте 4 на границах слоев, по прил. 1 и 2 "Упругость насыщенного пара при атмосферном давлении 100кПа и температуре 0оС и выше/ниже" найдём максимальные упругости водяных паров Е (См. график)

По аналогии с пунктом 4, только в координатных осях Rп и Е построим разрез ограждения. (См. график)

На внутренней поверхности конструкции отложим значение упругости паров в помещении ев=1135 Па, а на наружной ен=161 Па. (См. график)



7. Проверка влажностного режима ограждения

Из точек ев и ен проведем касательные к кривой линии Е. Точки касания определят границы зоны конденсации. Выделим плоскость возможной конденсации. Определим сопротивление паропроницанию слоев, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсаций Rпв и Rпн (См. график)

Найдем положение плоскости возможной конденсации на температурном графике. Ясно, что на первом графике она поделит увлажняемый слой в той же пропорции, что и на втором графике. Очевидно и то, что максимальной упругости в этой плоскости Ек на графике втором соответствует температура tк, по которой можно проконтролировать правильность перенесения плоскости возможной конденсации на график 1 (См. график)

Определим средние температуры:

· Зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже -5^оС, tзим;

· Весенне-осеннего периода, включающего месяцы со средними температурами от -5 до +5^оС, tво;

· Летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более +5^оС,tл;

· Периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0^оС и ниже, tвл.

Температуры перечисленных периодов отложим на наружной плоскости графика 1 и полученные точки соежиняем с точкой tв=+18^оС.

Пересечения линий с плоскостью конденсации дадут температуры в этой плоскости для соответствующих периодов года, по которым определим максимальные упругости Е, а результаты запишем в табличной форме:



Максимальные упругости Е

Период и его индекс	Месяцы	Число месяцев z	Наружная температура периода	Температура и максимальная упругость в плоскости конденсации t, оС Е, Па
1-зимний	Январь Февраль Март Ноябрь Декабрь	5	-11оС	-8,4	299
2-весенне-осенний	Апрель Октябрь	2	+2,1оС	+3,7	795
3-летний	Май Июнь Июль Август Сентябрь	5	+13.9 оС	+13,4	1587
0-влагонакопления	Январь Февраль Март Ноябрь Декабрь	5	-11	-8,4	299

Вычислим среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации:

Определим среднегодовую упругость водяных паров наружном воздухе:

eнг=



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

т.к. оно меньше Rпв=4,737, то влага не накапливается.

Определим среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления:

Z0 - число таких месяцев в периоде

eнiо - среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры tн0оС

Так как плоскость конденсации распространяется на 3 слой, то увлажняемый слой - пенополиуритан, толщиной , плотностью , который допускают приращение массовой влажности на 25

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

,

т.к. оно меньше Rпв=4,747, то установка дополнительного устройства пароизоляции не нужна.

- толщина увлажняемого слоя, м;

Z0 - продолжительность периода влагонакопления, выраженная в часах;

- плотность увлажняемого материала;

- допустимое приращение средней влажности, %; примем по табл. 14 СНИП II - 3 - 79*



8. Проверка ограждения на воздухопроницание

1. Определим плотность воздуха в помещении ?в, кг/м³, при заданной температуре tв=+18^оС и на улице ?н при температуре самой холодной пятидневки (-35^оС), используя формулу:

Где µ - молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль;

P - барометрическое давление; принять равным 101 кПа;

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

T - температура воздуха, К.

2. Вычислим тепловой перепад давления

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

H - высота здания, м.

3. Определим 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=5,2 м/с

4. Вычисляем ветровой перепад давления, Па,



И суммарный (расчетный) перепад, Па, действующий на ограждение,

26,7+12=38,7 Па

5. Найдем по таблице 12 СНиП II - 3 - 79* допустимую воздухопроницаемость ограждения Gн:

Gн= 1,0 кг/(кв.м*ч)

6. Определим требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации, м²ч*Па/кг,

7. Определим по приложению 9 "Сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций" СНиП II - 3 - 79* сопротивление воздухопроницанию каждого слоя, запишем их в табличной форме:

Номер слоя	Материал	Толщина, мм	Пункт прил. 9	Сопротивление Rиi, м2ч*Па/кг
1	Раствор сложный	20	30	497,333
2	Туфобетон	300	29	42
3	Пенополиуретан	60	23	79
4	Кирпич глиняный на цементно-песчаном растворе	120	8	1+20



8. Найдем располагаемое сопротивление воздухопроницанию, :

микроклимат помещение утеплитель строительный

, т.к. оно больше , то конструкция удовлетворяет нормам.



Заключение

Ограждающая конструкция отвечает нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации, установка дополнительной пароизоляции не нужна. Укажем выходные данные для смежных расчетов сооружения:

Общая толщина ограждения (стены): 0.5 м.

Массу 1 м² ограждения, кг/м²,

;

Коэффициент теплопередачи

К== 0,477;

Действующий перепад давления = 38,7 Па

Размещено на Allbest.ru