РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
_____________________________________________________________
/Название работы/
Студента_________ курса, группа _______________
Ф.И.О. ________________________________________________________
Вариант________________
Дата сдачи работы «____» __________________________20___г.
Оценка работы _____________________________________________
Дата «____» ____________ 20____г.
Преподаватель
_____________________________________________________
/Подпись, Ф.И.О/
Содержание
1. Введение
2. Определение общего термического сопротивления образца R0, термических сопротивлений отдельных слоев образца, расположенных между заданными точками
3. Определение температуры в толще ограждения в заданных точках аналитическим и графическим методами
4. Проверка условий возможности конденсации водяных паров в толще ограждения.
5. Выводы
1. Введение
Целью работы является разработка конструкции ограждений, обеспечивающих комфортные параметры среды помещений, и требуемые эксплуатационные качества здания.
Для достижения поставленной цели студенту необходимо решить следующие задачи:
– ознакомиться с воздействиями природно-климатических и микроклиматических факторов на наружные ограждения;
– ознакомиться с конструкциями наружных ограждений в зависимости от функции здания и места строительства;
– изучить теоретические основы тепловой защиты здания;
– освоить методику расчета тепловой защиты здания;
– углубить знания в области конструирования здания и создания комфортных параметров микроклимата помещения с наименьшими энергетическими затратами.
Нормами установлены показатели тепловой защиты здания:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
|
|
б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;
в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.
Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей «а» и «б» либо «б» и «в». В зданиях производственного назначения необходимо соблюдать требования показателей «а» и «б».
2. Определение общего термического сопротивления образца R0, термических сопротивлений отдельных слоев образца, расположенных между заданными точками.
Основными расчетными параметрами считают продолжительность отопительного периода zот.пер., сут и среднюю температуру наружного воздуха Тн °C, в течение отопительного периода.
Для Калининграда:
Тн = 1,1°C
Tв = 20°C
φв = 55%
zот.пер = 193 сут
Условия экслуатации ограждющих конструкций
Температурно-влажностный режим – нормальный
Условия эксплуатации ограждающий конструкций – Б
Параметры воздуха внутри зданий – температуру Тв и относительную влажность воздуха φ – определяют из условий комфортности по нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.
|
|
Градусо-сутки отопительного периода ГСОП, °С сут, определяют по формуле
ГСОП= (Тв - Тн) zот.пер,
ГСОП = (20-1,1) * 193 = 3647,7=3648°С сут
R0тр = 0,0003* 3648 + 1,2 = 2,2944
В зависимости от влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства определяют условия эксплуатации (А или Б) ограждающих конструкций, учитываемые при выборе теплотехнических показателей материалов ограждения и устанавливаемые по таблице 9.
Таблица 9
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
| Влажностный режим помещений зданий | Условия эксплуатации в зоне влажности | ||
| Сухой | Нормальный | Влажный | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр, м2´°С/Вт, определяют по таблице 10 в зависимости от градусо-суток отопительного периода ГСОП.
Таблица 10
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
| Здания и помещения, коэффициенты а и b | Градусо- сутки отопительного периода ГСОП, оС сут | Нормируемые значения сопротивления теплопередаче R0тр, м2 оС/В | ||||
| Стен | Покрытий и перекрытий над проездами | Перекрытий чердачных, над не отапливаемыми подпольями и подвалами | Окон и балконных дверей, витрин и витражей | Фонарей с вертикальным остеклением | ||
| Жилые, лечебно- профилактиче ские и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития | 8000 10000 12000 | 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 | 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 | 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 | 0,3 0,45 0,6 0,7 0,75 0,8 | 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 |
| а | 0,00035 | 0,0005 | 0,00045 | - | 0,000025 | |
| b | 1,4 | 2,2 | 1,9 | - | 0,25 | |
| Общественны е, кроме указанных выше, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом | 4000 6000 8000 10000 12000 | 1,8 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8 | 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 | 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5 | 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 | 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 |
| а | 0,0003 | 0,0004 | 0,00035 | 0,00005 | 0,000025 | |
| b | 1,2 | 1,6 | 1,3 | 0,2 | 0,25 | |
| Производствен ные здания с сухим и нормальным режимами | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 | 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 |
| а | 0,0002 | 0,00025 | 0,0002 | 0,00025 | 0,00025 | |
| b | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 0,2 | 0,15 |
Для величин ГСОП, отличающихся от табличных, значения R0тр определяют по формуле
|
|
R0тр = a ГСОП + b,
где ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, °С×сут, для указанного города строительства; а, b – коэффициенты, значения которых принимают по данным таблицы для соответствующих групп зданий.
По СНиП определяют теплофизические характеристики ограждения, отдельных его слоев:
– Коэффициенты теплопроводности материалов λ, Вт/(м∙0С)
– Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности αв, Вт/(м2∙0С)
– Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности αн, Вт/(м2∙0С)
Керамзитобетон на керамзитовой основе 1000 0,27 840
Штукатурка – плот. 1800 теплоп. 1.2 теплоем. —
Минеральновата 150 0.05 840
Кладка кирпичная 1200 0.35 880
Далее производят расчет термического сопротивления отдельных слоев ограждения по формуле:
Сопротивление тепловосприятия и теплоотдачи обозначают Rв и Rн, м2°С/Вт и находят их по формулам:
; 
; 
-
Общее термическое сопротивление ограждения равно:
При выполнении теплотехнического расчета можно в расчетной схеме задать все толщины отдельных слоев многослойной конструкции, вычислить общее термическое сопротивление ограждающей конструкции Ro и сравнить его с нормируемым значением.
Или в результате теплотехнического расчета определить толщину утеплителя, принимая типовые параметры конструкции. В соответствии с расчетной схемой ограждающей конструкции в формулу сопротивления теплопередаче Ro подставить известные величины, приравнять его требуемому сопротивлению R0тр и решить полученное уравнение относительно неизвестной величины толщины утеплителя. Определить общую толщину стены (без штукатурки), привести ее в соответствие с унифицированными размерами (например толщину стен из кирпича принимают кратно ½ кирпича – 0,51; 0,64; 0,77 см), уточнить требуемую толщину утеплителя и фактическое сопротивление теплопередаче Ro.
3. Определение температуры в толще ограждения в заданных точках аналитическим и графическим методами
Температура внутренней поверхности ограждения:
Температура наружной поверхности ограждения:
Температура в точках ограждения:
4. Проверка условий возможности конденсации водяных паров в толще ограждения
Строят график зависимости температур от термического сопротивления. Делают вывод о зоне возможной конденсации.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций в рамках дисциплины «Архитектурная физика» необходимо выполнить в соответствии с вариантом, номер которого выдает преподаватель.
Исходные данные по варианту студент подбирает самостоятельно из таблиц СНиП и учебника [3, 4, 5, 10].
ВАРИАНТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Вариант 10
| № слоя | Материал | Плотность С0, кг/м3 | Толщина д, м |
| 1. | Штукатурка (цементно-песочный раствор) | 0,02 | |
| 2. | Керамзитобетон на керамзитовом песке | 0,25 | |
| 3. | Плита полужесткая минераловатная на битумном связующем | ? | |
| 4. | Кладка из керамического пустотного кирпича | 0,12 |
| Город | Расчетные температуры наружного воздуха, °С | ||
| Наиболее холодной пятидневки | Средний за отопительный период | ||
| жилых, общеобразовательных учреждений и др., кроме перечисленных в графе 4 | поликлиник и лечебных учреждений, домов- интернатов и дошкольных учреждений | ||
| Калининград | -19 | 1,1 | 1,9 |
5. Вывод