Расчет толщины утепляющего слоя

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

КАФЕДРА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО

СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОФИЗИКЕ

 

№ ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ 07-09-022

Выполнил: ст. группы 9СБ302

Макаршина У.

Проверила:

Иванова Р.В.

Казань 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3

 

Задание к курсовой работе……………………………………………………….3

 

1. Расчет теплового режима ограждения………………………………………..5

 

1.1. Расчет толщины утепляющего слоя………………………………………...5

 

1.2. Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции…………………………………………………………………….....8

 

1.3. Расчет стационарного температурного поля в ограждении……………...10

 

1.4 Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период…..10

 

2. Расчет влажностного режима наружных ограждений……………………...11

 

2.1. Проверка внутренней поверхности наружных ограждений……………...11

 

2.2. Проверка ограждения на паропроницания………………………………..13

 

2.3. Расчет конденсации влаги в толще ограждения…………………………..16

 

Список использованной литературы…………………………………………...20

Введение

Строительная теплофизика рассматривает вопросы теплопередачи, воздухопроницания и влажностного режима ограждений в связи с процессами тепло- и массообмена, обусловленными действием внешних климатических факторов и работой систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В настоящее время ее значение усиливается в связи с широким применением индустриальных конструкций из современных материалов, повышением требований к комфортности внутреннего климата помещений, а также развитием строительства с резко выраженными климатическими воздействиями.

Курсовая работа по строительной теплофизике включает расчет теплового и влажностного режимов ограждающих конструкций, поскольку от них в первую очередь зависит тепловой режим в помещении. Она выполняется в соответствии с требованиями СНиП [4-8], цель которой – закрепить и развить знания, полученные при изучении теоретического курса.

Задание к курсовой работе

Рассчитать многослойное наружное ограждение для пятиэтажного здания.

 

Рис.1. Конструкция наружного ограждения

«+», «- » - соответственно внутренняя и наружная части ограждений,

δ_i – толщина i - го слоя ограждения, i =

№ зачетной книжки 0709022

Район строительства город Ростов- На- Дону

Номера материалов:

1 слой –73,

2слой – 19,

3слой – 147,

4слой – 19

Толщина слоя: δ₁ = 0,015м; δ₂ = 0,12м; δ₄ = 0,08 м.

Номер материала слоя соответствует номеру материала по прил. 1 [1]. В этом же прил. 1 [1] находим характеристики материала в сухом состоянии и его расчетные коэффициенты. Рас­­­чет­­­­­ные коэффициенты теплопроводности λ, Вт / (м · ^оС) и теплоусвоения S, Вт / (м² · ^оС) принимаем по цифре Б с учетом зоны влажности [2, прил.В] и влажностного режима помещения [1, табл.2]. Зону влажности по схематической карте принимаем нормальной, влажностный режим - нормальный. Для жилых зданий принимается режим нормальный.

Город	Номера слоев	Материал слоя	Характеристики материала в сухом состоянии индекс «0»	Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации)
Плотность γ о, кг/м3	Удельная теплоемкость со кДж/кг·оС	Коэффициент теплопроводности λ о,Вт/м·оС	теплопроводности λ, Вт/м · оС	теплоусвоения s, Вт/м2·оС	паропроницаемости μ, мг/м·ч·Па
Бугульма		Известково- песчаный раствор		0,84	0,47	0,7	8,69	0,12
	Керамзито-бетон на керамзитовом песке и керамзито-пенобетон		0,84	0,47	0,56	7,75	0,098
	ПенополиуританТУ В56-70 ТУ 67-98-75 ТУ 67-98-75		1,47	0,041	0,05	0,67	0,05
	Керамзито-бетон на керам-зитовом песке и керамзито-пенобетон		0,84	0,47	0,56	7,75	0,098

Для удобства дальнейших расчетов тепла все исходные и выбранные из СНиП теплофизические характеристики свести в табл. 1.

Таблица 1.

 

 

I. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ОГРАЖДЕНИЯ

Расчет толщины утепляющего слоя

 

Мерой теплозащитных качеств ограждения является общее сопротивление теплопередачи (м² · с)/Вт, на величину которой можно влиять через толщины теплоизоляционного слоя , где индекс «ут » - утеплитель.

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче , определенному из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям.

 

Порядок расчета

 

а) Определяем требуемое сопротивление, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

 

, ( 1.1)

 

где – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по таблице 4 в зависимости от назначения помещения. Для жилой средней комнаты квартиры;

– расчетная зимняя температура, °С, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [7, табл.1]. Для г. Казани ;

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [3, табл. 3*], , для наружной стены n = 1;

Δ t ^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С; по прил. 2 [9] ;

α _в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²·^оС); по прил. 3 [9] .

 

 

Тогда:

 

б) Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) Dd определяем по формуле:

 

, (1.2)

 

где t_от.пер. – средняя температура отопительного периода,^оС, [7, табл.1]. ;

Z_от.пер. – продолжительность отопительного периода (сут.) со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ^оС [7, табл. 1]. ;

Получаем:

в) По табл. 2 в зависимости от ГСОП определяется R _o^тр по условиям энергосбережения.

 

Табл.2

Здания и помещения	Градусо- сутки отопительного периода, °С·сут	Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rтр (гсоп), м2 · °С/Вт
стен
1. Жилые, лечебно-профилакти­ческие и детские учреждения, школы, интернаты		2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6
2. Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом		1.6 2.4 3.0 3.6 4.2 4.8

 

Из табл. 2 для Dd=3522.6 () имеем ;

R_o^тр=а*Dd+b

а=0.00035

b=1,4

R_o^тр=0.00035*3522.6+1.4=2.63

г) Сравниваем R _o^тр, полученные в а) и в) и выбираем большее по величине; принимая его как R _o общее в дальнейших расчетах:

.

д) С другой стороны общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции можно определить и по формуле:

 

, (1.3)

 

где α _н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/м ^оС, принимаемый по прил. 4 [9]:

R_к, R_в, R_н - соответственно термическое сопротивление: теплопроводности ограждающей конструкции (о.к.), теплоотдачи от внутреннего воздуха (при ) к внутренней поверхности о.к. (или сопротивление тепловосприятию), теплоотдачи от поверхности наружной стенки к наружному воздуху (при ). Здесь - температура внутренней и наружной поверхности о.к.

Для многослойной конструкции R_к определяется по формуле:

 

, (1.4)

 

где δ_i – толщина i – го слоя ограждающей конструкции, м;

λ_i – коэффициент теплопроводности материала i – го слоя ограждения.

Приравнивая правую часть (1.3) к выбранной величине R_o ^тр, получим выражение для определения предварительной толщины слоя утеплителя δ_{у т,} м:

 

, (1.5)

 

 

Значения λ слоев принимаются по табл. 1. Вычисленное значение δ₃ корректируем в соответствии с требованиями унификации конструкции ограждений

 

д) По формуле (1.3) уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения:

 

, (1.6)

и проверяем условие

 

. Т.к. 2.73≥2.63, то условие выполняется.

 

е) Приведенное сопротивление теплопередаче определяется выражением:

 

, (1.7)

 

где r – коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции; принимается по табл. 6а*[4], принимаем

ж) Коэффициент теплопередачи определяют по уравнению:

 

, Вт/(м²·°С). (1.8)

=1/1.578=0.633