Теплотехническое проектирование

ограждающих конструкций зданий.

1. 
   Теплотехнический расчет наружных стен зданий по зимним условиям эксплуатации.
   

Параметры климата:

Расчетные климатические параметры наружного воздуха для г.Волгоград приняты в соответствии с СНиП 2.01.01- 82:

- расчетная температура холодной пятидневки t_н = - 25 ⁰С;

- температура отопительного периода t_оп = - 2,2⁰ С;

- продолжительность отопительного периода z_оп = 178 суток.

Расчетные параметры внутреннего воздуха в помещении для холодного периода года следующие:

- температура внутреннего воздуха t_в = 18 ⁰С;

- влажностный режим помещения нормальный,  = 55%
Определим требуемое сопротивление теплопередаче стен.

Для обеспечения в помещении санитарно гигиенических и комфортных условий, необходимо соблюдать условие:

R₀  R^тр₀, то есть сопротивление теплопередачи запроектированной конструкции, должно быть больше требуемого сопротивления теплопередаче.

Требуемое сопротивление теплопередаче для стен определяется в соответствии с санитарно-гигиеническими и энергосберегающими требованиями:

R⁰_тр = R_min + R_э , где

R_min – минимальное требуемое сопротивление по санитарно-гигиеническим условиям, определяется по формуле



n – коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, для стен n = 1;

t_в – температура внутреннего воздуха, по санитарно гигиеническим условиям t_в = 18⁰С;

t_н – температура наружнего воздуха, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневке, t_н = = - 25 ⁰С;

t_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности о.к. По СНиП II-3-79*, для стен

t_н = 4⁰С;

_в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции. По СНиП II-3-79* для стен _в = 8,7 Вт/м^{2 0}С

R_э – требуемое сопротивление по условиям энергосбережения, определяется по формуле:

---

R_э = 0,0001ГСОПk = 0,000139163,0 = 1,174 м^{2 0}С /Вт;

k – коэффициент энергосбережения, равный для стен в общественных зданиях k = 3,0 м²/Втсут;

ГСОП – градусо-сутки отопительного периода,

ГСОП = (t_в – t_оп ) z_оп = (18 – (-2,2)178 = 3916
Требуемое сопротивление будет равно:

R⁰_тр = 1,174 + 1,235 = 2,409 м^{2 0}С /Вт;
Определим толщину утеплителя, запроектированной стеновой конструкции.




Характеристики материалов

для условий эксплуатации Б:

1. 
   Штукатурка на цементно-песчаном растворе
   

λ₁= 0,93 Вт/(м ^оС)

2. 
   4. Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе
   

λ₂= 0,87 Вт/(м ^оС)

3. 
   Пенополистирол плотностью 150кг/м³
   

λ₃= 0,06 Вт/(м ^оС)

Расчетное приведенное сопротивление теплопередаче конструкции определим по формуле: R^пр₀ = R_в + R_к + R_н ,

где R_в – сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, равной 1/_в;

R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции, равной сумме термических сопротивлений отдельно взятых слоев состовляющих конструкциюl;

R_н – сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, равной 1/_н;

_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции. По СНиП II-3-79* для стен в жилых зданиях _в = 23 Вт/м^{2 0}С



k – коэффициент теплотехнической неоднородности, учитывающий теплопередачу через металлические гибкие связи, k = 0,7;

 - толщина (м) отдельно взятого слоя;

;

Для определения неизвестной толщины утеплителя, приравниваем приведенное сопротивление к требуемому сопротивлению ограждающей конструкции, т.е.

R^пр₀ = R⁰_тр = 2,87 м^{2 0}С /Вт;

; _ут

---

= 0,21 м

Принимает толщину утеплителя равной 250 мм. Общая толщина конструкции ставит 20мм+250м+250мм+120мм = 640мм

Приведенное сопротивление теплопередаче такой конструкции равно:



Т.к. приведенное сопротивление больше требуемого значения (3,34  2,87), конструкция соответствует теплотехническим требованиям.

2. 
   Расчет распределения температуры в толще ограждения.
   

Сопротивления теплопередаче отдельно взятых слоев конструкции:

R_в = 0,115 м^{2 0}С /Вт;

R₁ = 0,021 м^{2 0}С /Вт;

R₂ = 0,287 м^{2 0}С /Вт;

R₃ = 4,167 м^{2 0}С /Вт;

R₄ = 0,138 м^{2 0}С /Вт;

R_н = 0,043 м^{2 0}С /Вт;

Общее сопротивление теплопередаче R₀ = 4,771 м^{2 0}С /Вт;

Значение температуры в любом слое ограждения находится по формуле:



где R_i-1 – сумма сопротивлений предыдущих слоев до расчетной точки;

R₀ – общее сопротивление теплопередаче конструкции;

3. 
   Расчет сопротивления теплопередаче неоднородных стен.
   

Д ля расчета приведенного сопротивления теплопередаче разобьем конструкцию на участки плоскостями параллельными и перпендикулярными направлению движения теплового потока.

Шаг1. Разрезаем конструкцию плоскостями параллельными направлению теплового потока, на элементы, состоящие из одного или нескольких слоев, перпендикулярных направлению теплового потока, однородность материала в которых не нарушена.

В таком случае термическое сопротивление ограждающей конструкции находится по формуле:

---

где R – термическое сопротивление отдельных элементов ограждения;

F – площади отдельных участков конструкции, приведенных к 1м плоскости, перпендикулярной чертежу.

Площади отдельных участков:

F_I = 0,5м  1м = 0,5м²;

F_II = 0,088м  1м = 0,088м²;

F_III = 0,5м  1м = 0,5м²;

Термическое сопротивление для участка I и Ш, как для многослойной конструкции:

Термическое сопротивление для участка II:



Получим термическое сопротивление теплопередаче в плоскостях направленных параллельно движению теплового потока:



Шаг2. Разрезаем конструкцию плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, на отдельные слои, из которых одни могут состоять из одного материала, а в других однородность материала будет нарушена.

В таком случае термическое сопротивление ограждающей конструкции находится по формуле: R = R₁+ R₂+ R₃+ R₄ ;

Термическое сопротивление для 3-го неоднородного слоя находим по формуле:


где R₃^ут – термическое сопротивление утеплителя в неоднородном слое,

R₃^ут = 0,27 / 0,06 = 4,5 м^{2 0}С /Вт;

R₃^ск – термическое сопротивление связующего кирпичного ряда в неоднородном слое, R₃^ск = 0,27 / 0,87 = 0,31 м^{2 0}С /Вт;
Термическое сопротивление:



Найдем процентное расхождение между двумя значениями сопротивлений:



Так как процентное расхождение не превышает 25%, то

R_к = (3,421+ 22,596) / 3 = 2,871 м^{2 0}С /Вт,

---

Общее сопротивление теплопередаче рассматриваемой конструкции будет равно:

R₀ = 0,115 + 2,871 + 0,043 = 3,029 м^{2 0}С /Вт , полученная величина больше требуемого значения (2,87 м^{2 0}С /Вт), т.е. конструкция удовлетворяет теплотехническим требованиям.

4. 
   Расчет ограждающей конструкции на теплоустойчивость в теплый период года.
   

Так как среднемесечная температура июля в г. Волгоград превышает 21⁰С ( t^ср = 22,9⁰С), проверим на теплоустойчивость многослойную конструкцию.

Основным условием проверки ограждающих конструкций на теплоустойчивость является:

A_в ≤ А_в^тр, то есть амплитуда колебаний температуры на внутренней поверхности конструкции при колебаниях теплового потока не должна превышать требуемого по санитарно гигиеническим нормам значения амплитуды, определяемого по формуле:

А_в^тр = 2,5 – 0,1 (t_н – 21);

где t_н – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, ⁰С принимаемая согласно СНиП 2.01.01 – 82

А_в^тр = 2,5 – 0,1 (22,9 – 21) = 2,31⁰ C

Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции A_в определяют по формуле:

A_в = А_tн^расч / v ;

где А_tн^расч - расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха ⁰С,

v – величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции.

Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха определяется по формуле:

А_tн^расч = 0,5 A_tн + ( p(I_max – I_ср) / _н)= 0,520,8+ ( 0,6(764 – 184) / 27,80) = 22,92⁰C

где A_tн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, ⁰С, принимаемая согласно СНиП 2.01.01 – 82 (A_tн = 20,8⁰C);

p – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемой по приложению 7 СНиП 2-3-79* (для силикатного кирпича p = 0,6;

I_max , I_ср – соответственно максимальное и среднее значение суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), для наружных стен – как для вертикальных поверхностей западной ориентации (для с.ш. 48⁰ I_max = 764 Вт/м²; I_ср = 184 Вт/м²)

_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, по летним условиям, определяемый по формуле:

---

Смотрите также файлы

• Семья выполняет следующие.docx

• Выпускнаяквалификационная работа.pdf

• Учет финансовых результатов и анализ эффективности.docx

• Брюс бартон и его идеи на миллион долларов работу выполнила Студентка группы жсо101.pdf

• 1. Параметры бильярдных столов по видам бильярда. Бильярдный инвентарь 3 Разновидности дартс упражнений Американский крикет.doc