Теплофизический расчет наружной стены

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный

университет»

Кафедра гидравлики и теплотехники

Контрольная работа по Строительной физике

«Теплофизический расчет наружной стены »

Теплофизический расчет наружной стены

Выполним теплофизический расчёта наружной стены из монолитного керамзитобетона.

Рис. 1. Фрагмент глади стены

Записываем теплофизические характеристики материалов в таблицу 1.

Таблица 1

Теплофизические характеристики материалов ограждения

Исходные данные

Район строительства - г. Самара, тип здания -жилое.

Температура наиболее холодной пятидневки tн5 = -30 °С.

Средняя температура за отопительный период tо.п. = -5,2 °С.

Продолжительность отопительного периода Zо.п. =203 сут.

Температура воздуха внутри здания tв =+20°С.

Относительная влажность воздуха =55 %.

Значения среднемесячной температуры воздуха и парциального давления водяного пара приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры наружного воздуха для г. Самара

Максимальное и среднее значения солнечной суммарной радиации (прямой и рассеянной) при ясном небе в июле:
Imax = 838; Iср. = 329.

Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле = 18,5 єС.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, хI= 5,4 м/с.

Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, хVII=3,2 м/с.

Теплотехнический расчет наружной стены

Расчет выполняем по параметрам А, согласно приложению В (Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Строительная теплофизика»).

Расчёт выполняется в следующей последовательности:

Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, определяем по формуле:

.

(Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Строительная теплофизика»), определяем величину градусосуток отопительного периода, используя формулу:

;

.

Из двух значений и

принимаем наибольшее значение .

Минимально допустимое значение приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены при реализации потребительского подхода находим, используя формулу:

.

Определяем требуемую толщину утеплителя из условия :

.

Принимаем .

.

Принимаем толщину монолитного керамзитобетона .

Находим значение приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены:

R0усл=2,30 (м2•?С)/Вт

Определяем значение коэффициента теплопередаче по формуле:

.

Вычисляем удельный тепловой поток, проходящий через наружную стену при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки по формуле:

.

теплофизический стена теплопередача

Находим значения температур на границах слоев ограждения по формуле:

;

;

;

;

;

.

Определяем температуру на внутренней поверхности наружного угла по формуле:

фу > фр; 13,33 > 10,69єС.

Выпадение конденсата маловероятно.

Расчет влажностного режима наружной стены

Находим сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле:

Определяем значение упругости внутреннего воздуха eв по формуле:

;

Ев=2338 Па при tв=20?С (Таблица И.2 «Значение парциального насыщенного водяного пара Е, Па, для температуры t от 0 до +30?С (над водой)).

По формуле находим значения комплекса F(tki) для всех слоёв наружной стены:

По таблице 5.1 (Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Строительная теплофизика») определяем значения температуры в плоскости возможной конденсации:

>20 °C.

Плоскость возможной конденсации может находиться лишь во втором слое.

Определяем координату плоскости возможной конденсации в керамзитобетоне:

Определяем значение температуры в плоскости возможной конденсации для трёх периодов года согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»:

а) зимний период:

tн1 - определяется из таблице 2 на стр.3 выписываем месяцы в которых температура ниже -5?С и суммируем, а затем делим на количество месяцев.

tI=-13,5?C, tII=-12,6?C, tIII=-5,8?C tХII=-9,6?C, тогда tн1=?С.

- по таблице И.1.

б) переходный период:

tн2 - определяется из таблице 2 выписываем месяцы в которых температура от -5?С и до +5?С, затем суммируем и делим на количество месяцев.

tX=+4,2?C tХI=-3,4?C, тогда tн2=?С.

в) летний период:

tн3 - определяется из таблице 2 выписываем месяцы в которых температура выше +5?С и суммируем, а затем делим на количество месяцев.

tIV=5,8?C, tV=14,3?C, tVI=18,6?C, tVII=20,4?C, tVIII=19,0?C, tIХ=12,8?C, тогда tн3=?С.

Находим значение упругости водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации:

Z1=4 - количество месяцев в которых температура ниже -5?С;

Z2=2 - количество месяцев в которых температура от -5?С до +5?С;

Z3=6 - количество месяцев в которых температура выше +5?С;

Определяем сопротивление паропроницанию части наружной стены, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации:

Находим величину требуемого сопротивления паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в наружной стене за годовой период эксплуатации:

.

ен=720 Па - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемая по СНиП 23-01-99* (таб.5а).

Определяем сопротивление паропроницанию наружной стены в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

Следовательно, накопление влаги за годовой период эксплуатации не происходит.

Находим значение упругости водяного пара в плоскости возможной конденсации за период с отрицательными температурами:

tн4 - определяется из таблице 2, выписываем месяцы в которых температура ниже 0?С, затем суммируем и делим на количество месяцев.

tI=-13,5?C, tII=-12,6?C, tIII=-5,8?C, , , tХI=-3,4?C, tХII=-9,6?C тогда tн4=?С.

, определяется по таблице И.1 (Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Строительная теплофизика»)

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения накопления влаги находим по формуле:

Z0=151 - продолжительность, сут, периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха по таблице 2;

Дwср=5% - таблица 5.4 (Методические указания к курсовой работе

по дисциплине «Строительная теплофизика»)

ен.о - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемая по таблица 2:

ен.о=.

Результаты расчёта влажностного режима наружной стены показали, что фактическое сопротивление паропроницанию значительно превышает требуемое значение. Следовательно, накопление влаги в стене маловероятно.

Теплоустойчивость наружной стены

Проверка теплоустойчивости ограждающих конструкций выполняется для районов со среднемесячной температурой июля tнVII 21,4 єС и выше для наружных стен с тепловой инерцией D0 = УD менее 4 [3].

Вычисляем тепловую инерцию наружной стены по формуле (4.5)

D0 = R1 S1 + R2 S2 + R3 S3 + R4 S4=0,0286·8,69+2,083·3,83+

+0,0263·9,6+0,0046·9,77=0,2485+7,978+0,252+0,0449=8,52.

Определяем значение требуемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены

= 2,5 - 0,1 · (tнVII - 21)=2,5-0,1•(20,4-21)=2,59 єС.

Находим амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности наружной стены по формуле:

= ,

где - расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, єС;

- величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в стен.

бн = 1,16 · (5+10)=1,16(5+10)=26,6 Вт/(м2·єС).

.

.

Вт/(м2·єС);

Вт/(м2·єС), т.к. D2>1;

Вт/(м2·єС);

Вт/(м2·єС).

= єС.

< ; 0,023<2,59 єС.

Размещено на Allbest.ru