теплофизика. теплофизика РГР. Расчет наружных ограждающих конструкций здания и теплового режима помещения

• Название: Расчет наружных ограждающих конструкций здания и теплового режима помещения
• Анкор: теплофизика
• Дата: 21.02.2021
• Размер: 274.86 Kb.
• Имя файла: теплофизика РГР.docx
• Тип: Документы; #178250
• страница: 3 из 3

4. Определение сопротивления воздухопроницанию

4.1 Определение сопротивления воздухопроницанию ограждающих конструкций

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключение заполнений световых проемов зданий и сооружений , должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию ^тр, ,определяемого по формуле:

^тр= ,

где нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций,

=0,5 ; (Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий и помещений);

– разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па;

=0,55*Н*(γ_н-γ_в)+0,03* γ_н*V², Па, где

Н – высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

Н=2,5 м;

V- максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь

V=3,3 м/с;

γ_н,γ_в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемого по формуле:

γ=

где – температура воздуха : внутреннего, согласно нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений; наружного – равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

γ_в= =11,82 Н/м³,
γ_н= =13,91 Н/м³,

=0,55*2,5*(13,91-11,82)+0,03* 13,91*3,3²=6,95 Па

Получаем:

^тр= =13,9 ;

, , – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающих конструкций :

=373 ;

= = 18 ;

= 2 ;

=373+18*2+2=395≥ ^тр=13,9 ; Условия соблюдаются.

4.2 Определение сопротивления воздухопроницанию окон:

^тр= ^2/3,

где = 10 Па – разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию;

=6,0 ;

= 6,95 Па;

^тр= ^2/3=0,13 .


5. Теплотехнический расчет покрытия

№ п/п	Наименование слоя	, м	,	,
1	ж/б пустотная плита	0,22	-	-
2	Пароизоляция: пергамин	0,005	0,17	600
3	Утеплитель: мин.вата	?	0,048	180
4	ц/п стяжка	0,05	0,76	1800
5	рубероид	0,005	0,17	600

5.1 Определение требуемого сопротивления теплопередаче покрытия.

Сопротивление теплопередаче над проездами, подвалами и подпольями, а так же покрытий должно быть не менее , которое определяется по формуле:

;

n=0,9 - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

t_в =20 - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, °С, табл.3 [3];

t_н = -24 - расчетная температура наружного воздуха, ℃; [1]

∆t_н=3 - нормированный температурный перепад между t_B и температурой на внутренней поверхности наружного ограждения, °С; табл.5 [2]

α_в = 8,7 - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.4 [2].

α_н = 12 - коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.6 [2].



5.2 Определение приведенного сопротивления теплопередаче покрытия

Определяем приведенное сопротивление из условий энергосбережения:

а=0,00045; в=1,9 табл.3 [2].

= а х ГСОП + в ( );



=0,00045х4326,2+1,9=3,85 ( );

5.3 Определение фактического сопротивления теплопередаче покрытия.

Определяем сопротивление теплопередаче , покрытия.

= + + + + , ( );

Толщину утеплителя рассчитываем по формуле:
=

Принимаем толщину утеплителя 20 см.

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче:





6. Теплотехнический расчет пола над неотапливаемым подвалом.



Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций ₀, должно быть не менее сопротивления теплопередаче , требуемого из санитарно- гигиенических условий , определяемое по формуле, а также ,определяемого по технико – экономическим расчетам.

№ п/п	Наименование слоя	, м	,	,
1	ж/б пустотная плита	0,22	-	-
3	Утеплитель: пенополистирол	?	0,08	10
4	Дощатый пол (сосна и ель вдоль волокон)	0,05	0,18	500
5	ПВХ, линолеум на тканевой основе	0,003	0,35	1800

6.1 Определение требуемого термического сопротивления пола над неотапливаемым подвалом:

,

n=0,6 - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, для пола над неотапливаемым подвалом.

t_в =20 - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, °С, табл.3 [3];

t_н = -24 - расчетная температура наружного воздуха, ℃; [1]

∆t_н=2 - нормированный температурный перепад между t_B и температурой на внутренней поверхности наружного ограждения, °С; табл.5 [2]

α_в = 8,7 - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.4 [2].

α_н = 12 - коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.6 [2].

;

6.2 Определение приведенного сопротивления теплопередаче пола над неотапливаемы подвалом

В зависимости от назначения помещения и наружного ограждения определяем термическое сопротивление.

Исходя из расчетов выше : .

=0,00045х4326,2+1,9=3,85 ( );

6.3 Определение фактического сопротивления теплопередаче пола над неотапливаемым подвалом.

= + + + + + ,

=6 для перекрытий над неотапливаемыми подвалами и техническими, подпольями, не вентилируемых наружным воздухом ;
– 0,156 ;

=

Принимаем толщину утеплителя равной 0,2 м

;



6.4 Определение приведенного сопротивления наружного окна

Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей . Принимаем окна двойного остекления в деревянных раздельных переплетах, приведенное сопротивление теплопередаче которых составляет:



6.5 Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружной двери

0,6*

,

n=1 - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, для пола над неотапливаемым подвалом.

t_в =20 - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, °С, табл.3 [3];

t_н = -24 - расчетная температура наружного воздуха, ℃; [1]

∆t_н=4 - нормированный температурный перепад между t_B и температурой на внутренней поверхности наружного ограждения, °С; табл.5 [2], для наружных стен.

α_в = 8,7 - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.4 [2].

α_н = 23 - коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения, Вт/м²°С; табл.6 [2].

;

0,6*1,26=0,76 ;

7. Расчет теплового режима помещений

7.1 Определение основных теплопотерь помещения

Суммарные потери теплоты помещение состоят из основных и добавочных.

В данной работе следует определить основные потери теплоты Q, Вт, всеми ограждающими конструкциями:

Q=F*K(t_B-t_H)*n,Вт, где

F – расчетная площадь ограждения, м²;

К=1/ – коэффициент теплопередачи;

– сопротивление теплопередаче ограждения, ;

t_B – расчетная температура внутреннего воздуха, ℃;

t_H – расчетная температура наружного воздуха, ℃;

n – коэффициент , учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.

F_ст = (4*2,5)-(1,5*1,5)+4*2,6=18,15 м²;

К_ст = 1/3,5=0,29;

F_покр = 4*4=16 м²;

К_покр = 1/4,49=0,22;

F_пол =4*4 =16 м²;

К_пол = 1/4,13=0,24;

F_окно = 1,5*1,5=2,25 м²;

К_окно = 1/0,52=1,92;

F_двери=0,9*2,1=1,89 м²;

К_двери = 1/0,76=1,32;

Теплопотери через наружную стену составляет:

Q^стена=18,15*0,29*(20-(-24))=231,6 Вт;

Теплопотери через покрытия составляет:

Q^покрыт=16*0,22*(20-(-24))=154,88 Вт;

Теплопотери через пол составляет:

Q^пол=16*0,24*(20-(-24))=170,46 Вт;

Теплопотери через окно составляет:

Q^окно=2,25*1,92*(20-(-24))=190,08 Вт;

Теплопотери через наружную дверь составляет:

Q^дверь=1,89*1,32*(20-(-24))=109,77 Вт;

Общие потери составляют:

Q_общ= 231,6+154,88+170,46+190,08+109,77=856,79 Вт.

7.2 Определение температуры нагретой поверхности и проверки условий комфорта

При обогреве помещения нагретой поверхности, теплоотдача последней должна быть равно теплопотерям помещения. Количество теплоты, отдаваемое нагретой поверхностью заданной площади, зависит от ее температуры. Поэтому задачей расчета является определение температуры нагретой поверхности.

Отдачу теплоты поверхностью определяют по формуле:

Q_п=F_п(α_к(τ_п- t_B)+ α_л(τ_п- t_B))

Необходимую для компенсации теплопотерь температуру поверхности ограждения определяем при условии Q_п= Q_пом по формуле:

τ_п , ℃

где F_п – площадь нагретой поверхности, м²;

– коэффициенты соответственно конвективного и лучистого теплообмена, ;

– осредненная температура внутренней поверхности наружного ограждения, ℃;

τ_п – температура поверхности ограждения, необходимая для компенсации теплопотерь, определяют при условии Q_п= Q_пом ;

Коэффициенты теплоообмена определяются по формулам:

= , ;

где А – коэффициент зависящий от положения нагретой или охлаждающей поверхности; А=1,16;

, ;

где Ф – коэффициент полной облученности панели наружными ограждениями.

Ф= ,

где , – площади соответственно наружных ограждений и нагретой поверхности. – коэффициент нагретой поверхности наружных ограждений.

– температурный коэффициент, определяемый по формуле:

=0,81 +0,01 ;

Определим коэффициенты облученности с поверхности на поверхность панели при :



А=4м;

В=2,5м; В/С=2,5/4=0,625; А/С=4/2,5=1,6→φ₁= φ₂=0,21

С=4м;

Суммарный коэффициент облученности панели составит :

= φ₁+φ₂=0,21*2=0,42;

F_в=2,5*4=10 м²;

F_п=4*4=16 м²;

Ф= =0,37;

Осредненную температуру внутренней поверхности наружных ограждений, ℃ определим:

, ℃

где F_н.с, F_окно – площади наружной стены и окна соответственно;

, – температура внутренней поверхности наружной стены и окна соответственно.

Определяем температуру на поверхности окна по формуле:

=20- (20-(-24))=10,96 ℃

=18,55 ℃;

F_окно =2,25 м²;

=2,5*4*10 м²;

=4*4=16 м²;

Осредненная температура внутренней поверхности наружного ограждения составит:

=17,95, ℃;

Ориентировочно задаемся температурой поверхности панели =35℃.

Определяем температурный коэффициент по формуле:

=0,81 +0,01 ;

По формулам находим коэффициент конвективного и лучистого теплообмена на нагретой поверхности:

= =2,99, ;

, ;

Температура поверхности панели по формуле составит :

Q_п=F_п(α_к(τ_п- t_B)+ α_л(τ_п- t_B))=16*(2,99(35-20)+1,67(35-17,95))=1173,176 Вт;

τ_п = =34,99 ℃;

Полученное значение температуры поверхности должно удовлетворять условиям комфортности. Для проверки первого условия комфортности необходимо определить радиационную температуру помещения относительно человека, стоящего в центре помещения, по формуле:

t_R=φ_r-B*τ_B+ φ_r-n*τ_n+ φ_r-B0*τ_B;

где φ_r-B, φ_r-n, φ_r-B0 – коэффициенты облученности с поверхности человека на поверхность наружных ограждений(стены и окна), на поверхность панели, поверхность внутренних ограждений.

Коэффициент облученности с поверхности человека на поверхность внутренних ограждений определяют:

φ_r-B0=1-( φ_r-B+ φ_r-n+ φ_r-B0);

В соответствии с первым условием комфортности температурную обстановку в помещении определяют по формуле:



t_R=29-0,57* t_B +/-1,5 ℃;

А=а/b=2,8/4=0,7;

В=h/b=2,5/4=0,625;

С= b/ h_чел=4/1,8=2,22;

Определяем:

φ_ч-но=0,099*2=0,198;

А=а/b=1,8/4=0,45;

В=h/b=2,5/4=0,625;

С= b/ h_чел=4/1,8=2,22;

Определяем:

φ_ч-но=0,27;

А=а/b=4/4=1;

В=h/b=2,5/4=0,625;

С= b/ h_чел=4/1,8=2,22;

Определяем:

φ_ч-но=0,078*4=0,312;

Определяем коэффициент облученности с поверхности человека на поверхность внутреннего ограждения:

Φ_р-но=1-(0,198+0,27+0,312)=0,312;

Радиационная температура помещения относительно человека стоящего в центре помещения составит:

t_R=0,198*17,95+0,312*35+0,312*20=18,92 ℃;

Согласно первому условию комфортности :

t_R=29-0,57* 20+/-1,5 =17,6+/-1,5 ℃;

Первое условия комфортности выполняется.

Второе условие комфортности ограничивает интенсивности теплообмена при положении человека около нагретых и охлажденных поверхностей.

Определяющей величиной является интенсивность лучистого теплообмена наименее выгодно расположенной и наиболее чуствительной и излучение поверхности тела человека.

Максимально допустимубю температуру нагретой поверхности в помещении определяется по формуле:

τ_п^доп≤19,2+ , ℃,

где – коэффициент облучаемости с головы человека в сторону панели.

а=4м;
b=4м;
h=2,5м;

b/ h=4/2,5=1,6;
а/ h=4/2,5=1,6;

=0,19*4=0,76;

τ_п^доп≤19,2+ =30,65 ℃,

Второе условия комфортности выполняется.

Список литературы

1. 
   СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23- 01-99*.: утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №275 : дата введ. 01.01.2013. - 120 с.: ил.
   
2. 
   СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02- 2003: утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №265 : дата введ. 01.01.2013. - 96 с.: ил.
   
3. 
   ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещени­ях. -Введ. 01.03.1999.-М.: ГУП ЦПП, 1999.-14.
   
4. 
   СП 118.13330.2012 Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009. : утв. Приказом Минрегион России от 29.12.2011 г. №635/10 : дата введ. 01.01.2013. - 65 с.
   
5. 
   СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Актуализированная ре­дакция СНиП 41-01-2003 : утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №279 : дата введ. 01.01.2013. - 56 с.
   
6. 
   СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий: свод правил по проектиро­ванию и строительству утв. ОАО «ЦНИИпромстройзданий» и ФГУП ЦНС 23.04.2004 : дата введ. 01.06.04. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - V, 140 с.: ил.
   
7. 
   Е. Г. Малявина. Теплопотери здания. Справочное пособие. Москва «АВОК-ПРЕСС» 2007.