Теплотехнический расчет конструкций жилого здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание проектируемого здания и его местоположение

здание конструкция ограждающий стена

Жилой одноэтажный кирпичный дом. Бесчердачное сооружение. Имеется техническое подполье со световыми проемами. Уровень земли на отметке - 0.900 м. Высота этажа 3.000 м. Климатический район - I В.

Данные по городу Чусовой:

t_н = - 33^оС

t_оп = - 6,4^оС

z_оп = 190 суток

E_н = 0,42 гПа

e_н = 0,34 гПа

ГСОП = (t_в - t_оп) · z_оп = (20 - (- 6,4)) · 190 = 5016^оС·суток

ГСОП - градусов в сутки отопительного периода [^оС·суток]

t_н - расчетная температура наружного воздуха [^оС]

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха [^оС]

для жилых помещений t_в = +20 ^оС

t_оп - температура отопительного периода [^оС]

z_оп - продолжительность отопительного периода [сутки]

Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций R_о^тр [м²·^оС / Вт]

	ГСОП, оС·суток	Наружных стен	Покрытий	Чердачных перекрытий и перекрытий над тех. подпольем	Окон
Жилые, лечебные, детские учреждения, школы	2000	2,1	3,2	2,8	0,30
	4000	2,8	4,2	3,7	0,45
	6000	3,5	5,2	4,6	0,60
	8000	4,2	6,2	5,5	0,70

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

2.1 Наружная стена

R_о^тр - требуемое термическое сопротивление [м²·^оС / Вт]

R_о^тр (наружная стена) = 2,8 + · (5016 - 2000) = 3,8 [м²·^оС / Вт]

1. гипсокартон (10 мм)

?_о = 1000 кг/м³

? = 0,21 Вт/м·^оС

2. кирпич силикатный (510 мм)

?_о = 1800 кг/м³

? = 0,76 Вт/м·^оС

3. пенопласт (?_ут)

?_о = 125 кг/м³

? = 0,06 Вт/м·^оС

4. воздушная прослойка (30 мм)

R_о^тр = 0,16 м²·^оС / Вт

5. облицовочный кирпич (120 мм)

?_о = 1200 кг/м³

? = 0,47 Вт/м·^оС

R_констр^тр = R_о^тр - - = 3,57 - = 3,412 [м²·^оС / Вт]

R_констр^тр - конструктивное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции [м²·^оС / Вт]

?_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций [Вт/м²·^оС], для внутренних стен ?_в = 8,7 Вт/м²·^оС

?_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций [Вт/м²·^оС], для наружных стен ?_н = 23 Вт/м²·^оС

R = ; R_констр^тр = + + + R_вп +

3,412 = + + + 0,16 +

?_пен = 2,278 · 0,06 = 0,136 [м]

Принимаем толщину утеплителя 150 мм.

2.2 Покрытие или чердачное перекрытие

R_о^тр (покрытие) = 5,2 + · (6214 - 6000) = 5,31 [м²·^оС / Вт]

1. цементно-песчаная штукатурка (10 мм)

?_о = 1800 кг/м³

? = 0,76 Вт/м·^оС

2. железобетонная плита перекрытия (220 мм)

?_о = 2500 кг/м³

? = 1,92 Вт/м·^оС

3. пароизоляция, рубероид (3 мм)

?_о = 600 кг/м³

? = 0,17 Вт/м·^оС

4. пенопласт (?_ут)

?_о = 125 кг/м³

? = 0,06 Вт/м·^оС

5. цементно-песчаная стяжка (30 мм)

?_о = 1800 кг/м³

? = 0,76 Вт/м·^оС

6. 3 слоя рубероида (9 мм)

?_о = 600 кг/м³

? = 0,17 Вт/м·^оС

R_констр^тр = R_о^тр - - = 5,31 - = 5,152 [м²·^оС / Вт]

Для потолка ?_в = 8,7 Вт/м²·^оС

Для покрытия ?_н = 23 Вт/м²·^оС

Для чердачного перекрытия ?_н = 12 Вт/м²·^оС

R_констр^тр = + + + + +

5,152 = + + + + +

?_пен = 4,914 · 0,06 = 0,295 [м]

Принимаем толщину утеплителя 300 мм.

2.3 Перекрытия над техническим подпольем или подвалом

R_о^тр (перекр. над подвалом) = 4,6 + · (6214 - 6000) = 3,57 [м²·^оС / Вт]

1. железобетонная плита перекрытия (220 мм)

?_о = 2500 кг/м³

? = 1,92 Вт/м·^оС

2. рубероид (3 мм)

?_о = 600 кг/м³

? = 0,18 Вт/м·^оС

3. минеральная вата (?_ут)

?_о = 50 кг/м³

? = 0,052 Вт/м·^оС

4. цементно-песчаная стяжка (30 мм)

?_о = 1800 кг/м³

? = 0,76 Вт/м·^оС

5. паркет (8 мм)

?_о = 700 кг/м³

? = 0,35 Вт/м·^оС

R_констр^тр = R_о^тр - - = 4,7 - = 4,502 [м²·^оС / Вт]

?_н - коэффициент теплоотдачи перекрытия над не отапливаемым подвалом

со световым проемом ?_н = 12 Вт/м²·^оС

без световых проемов ?_н = 6 Вт/м²·^оС

R_констр^тр = + + + +

4,502 = + + + +

?_пен = (4,502 - 0,194) · 0,06 = 0,224 [м]

Принимаем толщину утеплителя 250 мм.

2.4 Теплотехнический расчет окон в деревянных или ПВХ переплетах

R_о^тр (окно) = 0,60 + · (6214 - 6000) = 0,61 [м²·^оС / Вт]

R_констр^тр = 0,65 [м²·^оС / Вт] - обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла с твердым селективным покрытием.

3. Проверка конструкции на отсутствие конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции

Для того чтобы на внутренней поверхности ограждающих конструкций не образовывался конденсат, нужно чтобы выполнялось следующее неравенство:

?_внутр > t_р

?_внутр - температура на внутренней поверхности наружной стены [^оС]

t_р - температура точки росы [^оС]

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха [^оС]

n - коэффициент принимаемой в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

для наружных стен n = 1

t_н - расчетная температура наружного воздуха [^оС]

R_о^ф - фактическое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции [м²·^оС / Вт]

R_о^ф = + + + 0,16 + = 3,64 [м²·^оС / Вт]

= 18,3 ^оС

t_в = +20^оС Е_в = 23,3 гПа

гПа



t, оС	e, Па
10	12,3
11	13,1

t_р = [^оС]

?_внутр > t_р

18,3^оС > 10,64^оС

Неравенство выполнено, следовательно, конденсат на внутренней поверхности наружной стены образовываться не будет. Конструкция стены выбрана правильно.

4. Расчет воздухопроницаемости наружной стены

R_и^к ? R_и^тр

R_и^к - конструктивное сопротивление инфильтрации, [м²·ч·Па/кг]

R_и^тр - это сопротивление воздухопроницанию наружных ограждающих конструкций (за исключением заполнений световых проемов, окон, балконных дверей и фонарей), [м²·ч·Па/кг]

R_и^тр = [м²·ч·Па/кг]

?P - это разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций [Па]

G^н - нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций [кг/м²·ч]

G^н (для наружных стен) = 0,5 [кг/м²·ч]

[Па]

Н - высота здания от поверхности земли до верха карниза [м]

?_Н, ?_В - это удельный вес наружного и внутреннего воздуха [Н/м³]

? - скорость ветра [м/с]

? (Челкар) = 7,8 м/с

; ;

[Н/м³]; [Н/м³]

[Па]

R_и^тр = [м²·ч·Па/кг]

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции R_и^к определяют по следующей форме:

R_и1, R_и2, R_иn - сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции.

№	Конструкция, материал	?, мм	Rи, [м2·ч·Па/кг]	Rик, [м2·ч·Па/кг]
1	Гипсокартон	10	20	20
2	Кладка из полнотелого силикатного кирпича	510	18	18
3	Утеплитель из пенопласта	150		118,5
	? Rик			156,5

? R_и^к - нормативное сопротивление воздухопроницанию

? R_и^к = 156,5 [м²·ч·Па/кг]

R_и^к ? R_и^тр

156,5 [м²·ч·Па/кг] ? 66 [м²·ч·Па/кг]

Неравенство выполнено, конструкция отвечает требованиям по воздухопроницанию.

Сопротивление воздухопроницанию слоев ограждающих конструкций (стен, покрытий) расположенных между воздушной прослойкой вентилируемым наружным воздухом и наружной поверхностью ограждающих конструкций НЕ УЧИТЫВАЕТСЯ.

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий R_и^к должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_и^тр.

R_и^тр = = = = 0,37 [м²·ч·Па/кг]

G^н (для деревянных окон) = 6 [кг/м²·ч]

G^н (для пластиковых окон) = 5 [кг/м²·ч]

?P_o - разность давлений воздуха при которой определяется сопротивление воздухопроницанию R_и^к.

?P_o = 10 [Па]

5. Построение кривых распределения температуры внутри наружной стены

[Вт/м²·^оС]

[м²·^оС / Вт] /0,163

[м²·^оС / Вт] /0,893

[м²·^оС / Вт] /3,393

[м²·^оС / Вт] /3,553

[м²·^оС / Вт] /3,813

[Вт/м²·^оС] /3,856

R_о = 3,856 [м²·^оС / Вт]

Определяем температуру каждого слоя.

t_н = -34^оС t_в = +20^оС R_о = 3,856 [м²·^оС / Вт]

= 18,39 ^оС

= 17,72 ^оС

= 7,5 ^оС

= - 27,5 ^оС

= - 29,7 ^оС

= - 33,38 ^оС

= - 33,98 ^оС

6. Построение кривых распределения упругости водяного пара внутри наружной стены

Первая кривая строится для максимальной упругости водяного пара Е. Данные берутся из справочников по значениям ?.

Е_В = 23,3 гПа

Е₁ = 15,2 гПа

Е₂ = 7,78 гПа

Е₃ = 0,36 гПа

Е₄ = 0,284 гПа

Е₅ = 0,184 гПа

Е_Н = 0,185 гПа

Вторая кривая строится для упругости водяного пара е при помощи следующих вычислений:

[м²·ч·Па/кг]

? - коэффициент паропроницаемости строительного материала [кг/м·ч·Па]

[м²·ч·Па/кг]

[м²·ч·Па/кг] /4,77

[м²·ч·Па/кг] /5,42

Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю, независимо от расположения и толщины этих прослоек.

[м²·ч·Па/кг] /5,42

[м²·ч·Па/кг] /6,05

[м²·ч·Па/кг]

е_Н = 0,32 гПа е_В = 12,815 гПа

гПа

гПа

гПа

гПа

гПа

Анализируя графики (кривые упругости) мы видим что, в толще утеплителя, воздушной прослойки и облицовочного кирпича кривая максимальной упругости водяного пара Е проходит ниже кривой упругости водяного пара е. Следовательно, в толще стены, а именно в слое утеплителя, воздушной прослойки и облицовочного кирпича будет образовываться конденсат. Конструкция стены выбрана неправильно. В данном случае нужно менять либо толщину конструкций, либо материал.

Размещено на Allbest.ru