Курсовая работа Строительная теплофизика. Курсовой строительная теплофизика. Характеристика помещения
![]()
|
СОДЕРЖАНИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОМЕЩЕНИЯ Необходимо провести расчёт углового помещения верхнего этажа здания в г. Витебске. Конструкция наружной стены А показана на рисунке 2, конструкция совмещённого покрытия I – на рисунке 3. После выбора задания перед началом работы заполняется таблица климатологических данных для условий заданного города. Р Длина L=8м; ширина B=5м; высота H= 3м. площадь световых проёмов 30% от площади наружных стен. ![]() ![]() Рис.2 Схема конструкции наружной стены Рис.3 Схема конструкции совмещённого покрытия 2-Керамзитобетон 4-Рубероид, пергамин и толь 4-Цементно-песчаная штукатурка 1-Железобетон 3- Маты минераловатные прошивочные 9-Плиты полистиролбетонные теплоизоляционные Талица 1. Климатологические данные
Таблица 2. Расчётные коэффициенты теплопроводности , теплоусвоения s, паропроницаемости строительных материалов.
Целью курсовой работы является теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций и теплоустойчивости помещений жилого здания, выполняемый в следующей последовательности: -определение расчётной зимней температуры наружного воздуха; -расчёт сопротивления теплопередачи наружных стен и совмещённых покрытий; -выполнение тепловлажностного расчёта наружного ограждения; -проверка помещения на теплоустойчивость; -определение сопротивления воздухопроницанию светового проёма; -определение сопротивления паропроницанию наружных стен. 1. Расчетная зимняя температура наружного воздуха Приведенное сопротивление теплопередаче плоских ограждающих конструкций ![]() ![]() где r=0,84- расчетный коэффициент (коэффициент теплотехнической однородности), учитывающий нарушение теплотехнической однородности ограждающей конструкции (по заданию); ![]() Сопротивление теплопередаче теплотехнически однородной ограждающей конструкции наружной стены, (м2∙°С)/Вт, определяется по формуле ![]() Где ![]() ![]() ![]() Принимаем по [1, табл.5.4] коэффициент теплопроводности внутренней поверхности ![]() ![]() Нормативное сопротивление теплопередаче наружной стены из штучных материалов принимаем равным ![]() Сопротивление теплопередаче наружной стены, (м2·ºС)/Вт, определяется по формуле ![]() ![]() Решая это уравнение относительно δx, получаем δx=0,14 м Получаем δут=0,14м. Тепловая инерция ограждения ![]() ![]() где ![]() ![]() Тепловую инерцию наружной стены D, определим по формуле: ![]() В соответствии с [2, табл. 5.2] при тепловой инерции ограждающей конструкции в пределах 4,0- 7,0 в качестве расчетной зимней температуры наружного воздуха принимается средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, которая для г. Витебска составляет 𝑡н=−28℃ [2,табл.4.3]. 2. Определение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций В этой части работы определяются термические сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, на основании которых выбираются толщины теплоизоляционных слоев в конструкциях наружных стен и совмещенных покрытий и определяется тепловая инерция ограждения. Наружные стены. Требуется рассчитать сопротивление теплопередаче и толщину слоя утеплителя наружной стены жилого дома при заданных условиях. Сопротивление теплопередаче наружных стен следует принимать не менее нормативного сопротивления теплопередаче и не менее требуемого. Нормативное сопротивление теплопередаче : ![]() Требуемое сопротивление теплопередаче определяется по формуле 5.2 : ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() (табл. 5.4); ![]() температурой внутренней поверхности (1, табл. 5.5) Следовательно, сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть равным нормативному сопротивлению теплопередаче ![]() ![]() Совмещённое покрытие. Требуется рассчитать сопротивление теплопередаче и толщину слоя утеплителя совмещенного покрытия жилого дома при заданных условиях. Нормативное сопротивление теплопередаче совмещённого покрытия принимаем равным ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Следовательно, сопротивление теплопередаче совмещённого покрытия должно быть равно нормативному сопротивлению: ![]() ![]() Конструкция совмещённого покрытия является неоднородной, поскольку в слое железобетона однородность в параллельном и перпендикулярном направлениях движения потока нарушена ребрами. Термическое сопротивление слоя бетона в совмещенном покрытии необходимо определять в соответствии с п. 5.11 ТКП. Ребристая плита Для упрощения расчётов ребра в форме равнобокой трапеции заменим равновеликими по площади квадратами со стороной: ![]() ![]() Рис. 4. Преобразование панели ![]() Термическое сопротивление теплопередаче плиты вычислим отдельно для слоёв параллельных и перпендикулярных направлению движения теплового потока. A.Термическое сопротивление Ra в направлении параллельном движению теплового потока, вычисляем для двух характерных сечений А-А и Б-Б. Для сечения А-А слой бетона толщиной ![]() ![]() ![]() В сечении Б-Б слой бетона имеет толщину ![]() ![]() ![]() Общее термическое сопротивление ![]() Где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() B.Термическое сопротивление плиты RB в направлении перпендикулярном движению теплового потока, вычисляем для двух характерных сечений С-С и Д-Д. В сечения С-С слой бетона толщиной ![]() ![]() ![]() ![]() В сечении Д-Д теплота проходит через бетонные ребра ![]() ![]() ![]() ![]() Следовательно, термическое сопротивление в направлениях перпендикулярных движению теплового потока ![]() ![]() Согласно (п. 5.11)[ТКБ]. Если термическое сопротивление RА не превышает RБ более чем на 25%, то термическое сопротивление ограждающих конструкций: ![]() Нормативное термическое сопротивление совмещенного покрытия [2, табл.5.1] Rт.норм.=6,0 м2·0С/Вт. Следовательно, толщина слоя утеплителя в конструкции совмещенного покрытия определим из уравнения: ![]() ![]() ![]() ![]() 3. Тепловлажностный расчёт наружного ограждения Необходимо выполнить для наружной стены тепловлажностный расчет для каждого слоя конструкции и провести уточнение расчетов сопротивления теплопередачи на поверхности каждого слоя конструкции. Значение температур: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Средняя температура слоя утеплителя: ![]() Максимальное значение парциального давления водяного пара влажного воздуха при рассчитанных температурах определяем в соответствии с [2, табл. 3.1]: При ![]() ![]() При ![]() ![]() При ![]() ![]() При ![]() ![]() При ![]() ![]() Действительное значение парциального давления водяного пара внутреннего влажного воздуха: ![]() Действительное значение парциального давления водяного пара наружного влажного воздуха: ![]() Для нахождения действительных значений парциального давления водяного пара в слоях ограждения найдем ![]() Действительные парциальные давления: ![]() ![]() ![]() ![]() Относительная влажность воздуха: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Средние значение относительной влажности воздуха в слоях конструкции: - первый слой – ![]() ![]() - второй слой - ![]() ![]() - третий слой - ![]() ![]() Так как среднее значение относительной влажности первого и второго слоя конструкции наружной стены менее 75%,то в соответствии [1, п.5,14] необходимо выполнить уточненный расчет сопротивления теплопередачи ограждения ,приняв условия эксплуатации А для слоев: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Толщина утеплителя составляет: ![]() 4. Теплоустойчивость помещения Теплоустойчивость это способность помещения сохранять неизменной температуру внутреннего воздуха при колебаниях теплового потока, поступающего в помещение от отопительных приборов. Необходимо рассчитать теплоустойчивость углового помещения последнего этажа жилого здания с поквартирным водяным отоплением периодического действия. Характеристики помещения: длина L = 8 м; ширина B = 5 м; высота H = 3 м. Площадь световых проемов 30% от площади наружных стен. Наружные стены – трехслойная конструкция Площади поверхностей Совмещенное перекрытие: ![]() Площадь пола: ![]() Площадь внутренних стен: ![]() Площадь световых проемов: ![]() Площадь наружных стен: ![]() Приведенные термические сопротивления теплопередаче Совмещенные перекрытия: - ![]() ![]() - ![]() ![]() - ![]() ![]() Теплопотери помещения: ![]() ![]() ![]() Определим коэффициенты теплоусвоения и теплопоглощения внутренних поверхностей ограждающих конструкций. Совмещённое перекрытие Тепловая инерция первого слоя конструкции: ![]() Поскольку тепловая инерция первого слоя конструкции ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() Коэффициент теплопоглощения внутренней поверхности совмещенного покрытия: ![]() Внутренние стены Коэффициент теплоусвоения поверхности внутренних стен для однородных конструкций: ![]() Внутренние стены выполнены из бетона на гравии толщиной 120 мм , ![]() ![]() Коэффициент теплопоглощения поверхностей внутренних стен: ![]() Наружные стены Тепловая инерция первого слоя конструкции ![]() Поскольку ![]() ![]() Коэффициент теплопоглощения внутренней поверхности наружных стен: ![]() Заполнение световых проёмов Коэффициент теплопоглощения световых проемов: ![]() Междуэтажное перекрытие является несимметричной многослойной конструкцией, поэтому необходимо определить положение ее условной середины находящейся в плоскости, для которой показатель тепловой инерции равен половине тепловой инерции всей конструкции Тепловая инерция междуэтажного перекрытия: ![]() Где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Условная середина междуэтажного перекрытия ![]() ![]() Условная середина междуэтажного перекрытия находится в слое керамзит-бетонной плиты на расстоянии от потолка нижерасположенного помещения 0.094м Коэффициент теплоусвоения верхней поверхности керамзитобетонной плиты: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент теплоусвоения поверхности пола: ![]() Коэффициент теплопоглощения поверхности пола: ![]() Приняв значение коэффициента неравномерности теплоотдачи системы отопления ![]() ![]() ![]() Следовательно, помещение удовлетворяет условию теплоустойчивости, т.к. амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха не превышает ![]() Минимальная температура внутренней поверхности наружной стены: ![]() Минимальная температура внутренней поверхности совмещенного покрытия: ![]() Минимальная температура внутренней поверхности в углу помещения ![]() ![]() Полученные значения минимальных температур внутренних поверхностей наружных ограждений выше температуры точки росы, которая при ![]() ![]() ![]() 5. Сопротивление воздухопроницанию заполнения оконного проема Сопротивление воздухопроницанию оконного проёма ![]() ![]() где Gнорм – нормативная воздухопроницаемость оконного проёма. Для наружных стен и совмещенных покрытий ![]() ΔP – расчетная разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По приложению ![]() ![]() 6. Сопротивление паропроницанию наружных стен Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации должно быть не мене требуемого: ![]() где ![]() ![]() ![]() Ек – максимальное парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации, Па, принимаемое по [2, табл.3.1], при температуре в плоскости возможной конденсации tк, 0С, определяемое по формуле ![]() где tв – расчетная температура внутреннего воздуха; tн.от – средняя температура наружного воздуха за отопительный период; Rн.с. – приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙0С)/Вт; αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2∙0С); ![]() ![]() ![]() Величину максимального наружного давления водяного пара в плоскости возможной конденсации ![]() Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации: ![]() Данная конструкция отвечает требованиям [2] по сопротивлению паропроницанию, т.к. ![]() СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.ТКП 45 - 2.04-43-2006 (02250). Строительная теплофизика. Строительные нормы проектирования. – Минск: Минстройархитектура РБ, 2007 – 35 с. 2. УМК «Строительная теплофизика». Гончаров Э.И., Новополоцк, 2010-216 с. |