Расчет коэффициента теплопередачи через наружную стену

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине «Строительная теплофизика»

 

 

Выполнила студентка

гр.122Б-040, фак. ПГС ________ ____________ Гриценко Е.Н.

дата подпись Фамилия и инициалы

Проверил и допустил

к защите ___________ ____________ ___________________

дата подпись Фамилия и инициалы

 

Нормоконтролер ___________ ____________ ___________________

дата подпись Фамилия и инициалы

Курсовая работа защищена

с оценкой ________ ___________ ____________ ___________________

дата подпись Фамилия и инициалы

 

Томск, 2016

Оглавление

Оглавление..................................................................................................................................... 2

 

 

Исходные данные для расчета

 

1.1 Район постройки здания – г. Кемерово.

1.2 Климатическая характеристика района постройки (СНиП 23-01-99)

- Зона влажности района строительства – 2 (нормальная);

- Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки tх5= tн (обеспеченностью 0,92), °С – (-39);

- Средняя температура отопительного периода tот.пер со средней суточной температурой наружного воздуха ≤ 8 °C – (-8,3);

- Средняя температура наружного воздуха самого холодного месяца tхмес, °C – (-18,8);

- Продолжительность отопительного периода Z _от.п,, сут. – 231сут;

- Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца j _х^мес., % - 82;

- Расчетная скорость ветра v для зимнего периода (максимальная из средних скоростей) по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более – 6,8.

1.3 Характеристика здания

– Одноэтажное жилое здание; Высота этажа – 3 м.

1.4 Характеристика помещения

– жилая комната;

– расчетная температура в помещении t _в (20 °С);

– расчетная относительная влажность воздуха j _в (50 %).

1.5 Характеристика наружных ограждений (вариант №4)

1 – гипсовый обшивочный лист (r =800 кг/м³);

2 – кладка из глиняного кирпича (r =1800 кг/м³);

3 - пенополистирол (r =100 кг/м³);

4 – кладка из глиняного кирпича (r =1800 кг/м³);

5 – гипсовый обшивочный лист (r =800 кг/м³).

 

Определение тепловой мощности системы отопления

Определение тепловых потерь через ограждающие конструкции

Градусо-сутки отопительного периода определяется по формуле:

ГСОП=( - ) ,

 

Где - расчетная температура воздуха в помещении, (принимаем 20°С);

- средняя температура отопительного периода, °С;

– продолжительность отопительного периода, сут.

ГСОП= (20-(-8,3) 231 = 6537,3

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций для жилого здания определены:

Для наружных стен -3.675 м²°С

Покрытий и перекрытий – 5.45 м²°С

Чердачных перекрытий – 4.825 м²°С

Окон и дверей – 0.462 м²°С

 

Нормальному режиму помещения (жилая комната) и нормальной зоне места строительства (г. Кемерово – зона влажности 2) соответствуют условия эксплуатации Б.

 

Расчет коэффициента теплопередачи через наружную стену

Теплофизические свойства материалов стены (для условий эксплуатации Б) сведены в таблицу:

Материал, (плотность, кг/м3)	Расчетные коэффициенты	Тол- щина слоя d, м	Сопротив-ление воздухопро-ницанию R и, м2∙ч∙Па/кг
теплопровод- ности l Вт/м∙К	паропро- ницае- мости m, мг/м∙ч∙Па
А	Б
Пенополистирол (100) Гипсовый обшивочный лист (800) Кладка из глиняного кирпича (1800)	- -   -	0,052 0,21   0,81	0,05 0,075   0,11	х 0,020   0,125

Толщина утепляющего слоя наружной стены х _ут определяется из условия, что сопротивление теплопередаче R _о должно быть не менее требуемого R _о^тр

R _о ³ R _о^тр.

Для расчета наружной стены, состоящей из четырех однородных слоев, выражение имеет вид

³ R _о^тр. (6)

Откуда

х _ут ³ l _ут [ R _о^тр – ].

Для наружной стены a _н = 23,0 Вт/(м²×К).

Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены R _о^тр, отвечающее санитарно–гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле

R _о^тр = , (8)

 

где n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения относительно наружного воздуха, выбирается по [2, табл. 3^*];

D t _н – нормируемый перепад температуры между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограждения (для НС - 4,0);

t _в – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений – 20 °С;

t _н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, – 39°С (СНиП 23-01-99).

Нормируемый перепад температуры D t _н = 4 °C и коэффициент n = 1 вследствие того, что наружный воздух непосредственно контактирует с наружным ограждением. Тогда

 

= = 1,695 (м²×К)/Вт.

 

Полученное значение отвечает санитарно-гигиеническим и комфортным условиям.

Определим значение , отвечающее условиям энергосбережения. Значения для этого случая приведены в табл. П.5.1 и зависят от вида ограждающей конструкции и градусосуток отопительного периода (ГСОП).

 

ГСОП = (t _в – t _оп)× Z _оп, (9)

 

где t _оп, Z _оп - средняя температура, °С, и продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 °С. Для расчета: t _в = 20 °С, t _оп = минус 8,3 °С; Z _оп = 231 сут.

ГСОП = (20 + 8,3)×231 = 6537 °С×сут.

По условиям энергосбережения для ГСОП = 6000 °C×сут.,

значение = 3,5 (м²×К)/Вт, а для ГСОП = 8000 °C×сут., значение

= 4,2 (м²×К)/Вт.

 

Интерполируя по расчетному значению градусосуток отопительного периода 6537 °C×сут., получаем

= 3,5 + ×537 = 3,688 (м²×К)/Вт.

 

Расчетным значением требуемого термического сопротивления наружной стены выбирается наибольшее, в данном случае вычисленное по условию энергосбережения

R _о^тр = 3,688 (м²×К)/Вт.

 

Из условия при a _н = 23 Вт/(м²×К) находим толщину утепляющего слоя конструкции

x _ут = 0,052[3,688 – ()] = 0,1575м.

 

Округлив в сторону увеличения, получаем х _ут = 0,16 м.

Расчетная толщина наружной стены составляет

d _нс = 0,02 + 0,02 + 0,125+0,125 + 0,16 = 0,45 м.

Расчетное сопротивление теплопередаче наружной стены вычисляется с уточненной толщиной утеплителя

R _o^нс = = 3,734 (м²×К)/Вт.

 

Коэффициенты теплопередачи через наружные ограждения зданий используются для расчета тепловых потерь помещений, знание которых необходимо при расчете тепловых нагрузок систем отопления зданий. Коэффициенты теплопередачи через наружные ограждения вычисляются из выражения:

k _о = 1 /R _о,

 

где R _о – сопротивление теплопередаче, (м²×К)/Вт, ограждения.

Расчетный коэффициент теплопередачи наружной стены составит:

k _нс = 1/3,734 = 0,267 Вт/(м²×К).

 

Результаты расчета.

Толщина утепляющего слоя d _ут = 0,16 м.

Толщина наружной стены d _нс = 0,45 м.

Расчетный коэффициент теплопередачи k _нс = 0,267 Вт/(м²×К).