Загрузил sat-ma

Теплотехничский расчет

реклама
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Архитектура гражданских и промышленных зданий»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: «Основы строительной физики»
«Теплотехнический расчет наружных ограждающих
конструкций для г. Барнаул»
Вариант 1
Выполнил: Сатановский
М.С.
студент гр.119
Проверил:
преподаватель каф. АГиПЗ
_____________________
Томск – 2021г.
2
3
1.
Расчет нормируемого сопротивления теплопередаче
Расчет ведется в соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
Количество градусо-суток отопительного периода для г. Барнаул в соответствии с СП 131.13330.2012 определяется по формуле:
ГСОП = (tв – tот) · zот,
где tв - расчетная температура внутреннего воздуха здания, ⁰С, принимаемая
согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» (в интервале 20-22 ⁰С), tв = +20⁰С;
tот, zот – средняя температура наружного воздуха, ⁰С, и продолжительность,
сут. /год, отопительного периода, принимаемый по таблице 3.1 СП
131.13330.2012 «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 ⁰С (для г. Барнаул tот = -7,5
⁰С; zот = 213 суток).
Тогда, величина градусо-суток отопительного периода для города Абакана составит:
ГСОП = (tв – tот) ·zот = (20-(-7,5)) ·223 = 5857,5 сут. /год.
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0тр, м2· ⁰С/Вт, определяется по формуле:
R0тр = а·ГСОП + b,
где а, b – коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 3 СП
50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для стен
составит:
R0тр = 0,0003·5857,5+1,2= 2,95 м2·⁰С/Вт.
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R0тр для покрытий и перекрытий над проездами составит:
R0тр =0,0004·5857,5+1,6=3,94 м2·°С/Вт
4
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для чердачных перекрытий составит:
R0тр =0,00035·5857,5+1,3=3,34 м2·°С/Вт
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R
тр
для
0
окон и балконных дверей составит:
R0тр =0,00005·5857,5+0,3=0,59 м2·°С/Вт
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для фонарей с вертикальным остеклением составит:
R0тр =0,000025·5857,5+0,25=0,39 м2·°С/Вт
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих
конструкций R0 норм, м2· ⁰С/Вт, следует определять по формуле:
R0 норм = R0тр·mp,
где R0тр – базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м2·⁰С/Вт, определяется по таблице 3 СП 50.13330.2012
в зависимости от ГСОП региона строительства;
mp – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. Принимается равным 1.
R0 норм(стены) = 2,95·1 = 2,95м2·⁰С/Вт
В соответствии с требованиями СП 50.13330.2012, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не меньше нормируемого
значения, т.е., R0 ≥ Rнорм.
5
2.
Расчет толщины теплоизоляционного слоя конструкции стены жилого здания (для условий города Барнаул)
Требуется определить толщину теплоизоляционного слоя, находящегося
в составе конструкции стены, приведенной на рисунке 1. Район строительства
– г. Барнаул, типа здания – общественное.
Рисунок 3. Расчетная схема характерного участка стены
В соответствии с требованиями СП 50.13330.2012, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не меньше нормируемого
значения, т.е., R0 ≥ Rнорм.
Сопротивления теплопередаче многослойной конструкции R0 определяется по формуле:
R0 = Rв · R · Rн =
1
𝛼в
+ Rк + Rн =
1
;
𝛼н
где αв=8,7 Вт/(м2·⁰С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012;
αн=23 Вт/(м2·⁰С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по таблице
6 СП 50.13330.2012.
Термическое сопротивление 4-х слойной конструкции стены определяется как сумма 4-х термических сопротивлений её слоёв:
𝑅к =
δ1
λ1
+
δ2
λ2
6
+
δ3
λ3
+
δ4
λ4
Тогда приведенное выше неравенство примет вид:
Rнорм ≤ (𝑅 =
0
0
1
+
αB
δ1
+
λ1
δ2
+
λ2
δ3
+
λ3
δ4
+
λ4
1
)
αн
Заменив в уравнении неизвестное значение R0 на известное R0норм=2,95
м2·⁰С/Вт, решаем уравнение с одной неизвестной, которая является толщина
теплоизоляционного слоя:
𝛿 = ( Rнорм −
3
0
λ3 ≥ (2,95−
1
− δ1 − δ2 − δ4 − 1 ) · λ
αВ
1
8,7
−
0,02
λ1
−
0,93
λ2
0,38
−
0,81
λ4
0,12
0,81
−
αн
1
3
)·0,034
23
δ3 ≥ 0,077 м
Принимаем толщину равной 100 мм.
Тогда сопротивление теплопередаче конструкции стены R0 будет равно:
1
𝑅 = + 0,02 + 0,38 + 0,1 + 0,12 + 1 = 3,74 м2·⁰С/Вт,
0
8,7
0,93
0,81
0,034
0,81
23
что больше, чем R0норм(стены)= 2,95 м2·⁰С/Вт, т.е., условие R0 ≥ Rнорм выполняется.
7
3.
Расчет температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции для оценки вероятности образования конденсата
(для условий г.Барнаул)
Температуру внутренней поверхности τв определяется по формуле:
τв = tв - (tв - tн) / (R0·αв)
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, ℃ (tв= +20 ℃);
tн - расчетная температура наружного воздуха, ℃, принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по таблице 3.1
СП 131.13330.2012(tн= -36 ℃);
αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/ (м2 ·℃), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012;
R0 – сопротивление теплопередаче по сечению ограждающей конструкции,
м2 ·℃/ Вт, вне места теплопроводного включения, определяемое по формуле
1
𝑅 = + 0,02 + 0,38 + 0,1 + 0,12 + 1 = 3,74 м2·⁰С/Вт,
0
8,7
0,93
0,81
0,034
0,81
23
τв = 20 - (20+36) = 18,28 ⁰С.
3,74·8,7
Согласно приложению Р СП 23-101-2004, температура точки росы tр для
сочетания температуры tв = 20ºС и относительной влажности φв=50% воздуха
в помещении, tр = 10,7 ºС.
Так как τв = 18,25ºС > td = 10,7 ºС, следовательно, условие не выпадения
конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции соблюдается.
8
4.
Расчет воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций
Сопротивление воздухопроницанию наружной ограждающей конструк-
ции, согласно СП 50.13330.2012, должно быть не менее нормируемого:
Rи ≥ R итр
Нормируемое сопротивление воздухопроницанию определяется по формуле
Rитр = Δρ / G n, м2·ч·Па/кг
где Δρ – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций, Па, определяется в соответствии по п. 7.2 СП
50.13330.2012;
Gn – нормируемая воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/ м2·ч, принимаем в соответствии с п.7.3 СП 50.13330.2012(Gn = 0,5 кг /
м2·ч).
Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях
ограждающих конструкций Δρ, Па, следует определять по формуле
Δρ = 0,55H (γн- γв) + 0,03·γн·ν2
где Н – высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной
шахты), м, (Н = 21м);
γн,γв - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м2,
определяемый по формуле
γ =3463/ (273+t)
t – температура воздуха: внутреннего (для определения γв) и наружного (для
определения γн);
ν – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая по таблице 3.1 СП
131.13330.2012 «Строительная климатология».
Для условий г. Барнаул ν = 4 м/сек.
9
γв =
γв =
3463
=11,81 Н/м2
273+20
3463
=15,25 Н/м2
273−36
Δρ= 0,55·21(15,25-11,81) +0,03·15,25·42 = 47,05 Па
R тр = 47,05 = 94,10 м2·ч·Па/кг.
и
0,5
Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции Rи, м2·ч·Па/кг, следует определять по формуле
Rи= Rи1 + Rи2+ …+Rиn,
где Rи1, Rи2, Rиn – сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев
ограждающей конструкции, м2·ч·Па/кг, принимаемые С СП 50.13330.2012.
Тогда
Rи1= 373·0,015 = 373 м2·ч·Па/кг;
0,015
Rи2 = 18 м2·ч·Па/кг;
Rи3 = 80·0,15 = 120 м2·ч·Па/кг;
0,1
Rи4 = 1 м2·ч·Па/кг.
Rи= Rи1 + Rи2+ Rи3+ +Rи4=373+18+120+1= 512 м2·ч·Па/кг.
Следовательно,
Rи=512 м2·ч·Па/кг ≥ Rитр=94,10 м2·ч·Па/кг.
10
5.
Расчет воздухопроницаемости светопрозрачных конструкций и их
подбор
Нормируемое сопротивление воздуха проницанию конструкций R тр,и
(м2·ч/кг), определяют по формуле:
R
и
тр
= ( 1 ) ( ∆𝜌 )2/3
G𝑛
∆𝜌0
где Gn = 5 кг/м2·ч – нормируемая воздухопроницаемость света прозрачной конструкции, принимаем по таблице 9 СП 50.13330.2012 при Δρ0 = 10 Па;
Δρ – разность давлений воздуха, Па, на наружной и внутренней поверхностях
заполнения оконного проема на уровне пола первого надземного этажа проектируемого здания;
при Δρ0 = 10 Па – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях свет прозрачной конструкции, при которой определяется воздухопроницаемость сертифицируемого образца.
R тр = (1) (47,05)2/3 = 0,554 м2·ч/кг.
и
5
10
Фактическое сопротивление воздухопроницанию окон определяется по
результатам сертификационных испытаний.
11
Список литературы
1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция
СНиП 23-02-2003».
2. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*».
3. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
12
Скачать