Курсовая работа Расчет наружных ограждающих конструкций. Расч т наружных ограждающих конструкций. Расчет наружных ограждающих конструкций
 Скачать 1.89 Mb.
|
|
Вывод: Теплопотери через полы, лежащие на грунте составляют 1215Вт. 2.5 Определение приведенных сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций, расположенных за остекленными лоджиями. При остеклении лоджий и балконов образуется замкнутое пространство, температура которого формируется в результате воздействия его ограждающих конструкций, среды помещения здания и наружных условий. Эскиз запроектированной лоджии приведен на рисунке 8. Рисунок 8 – Эскиз лоджии Торцевая часть лоджии снизу закрыта плитой, сверху остеклена. Остекление лоджии одинарное. Сопротивление теплопередаче остекления лоджии составляет 0,18(м2оС)/Вт. Сопротивление теплопередаче плиты составляет 0,81(м2оС)/Вт. Боковые стены выполнены из керамзитобетона, толщиной 0,38м. Температуру воздуха внутри остекленной лоджии , °С, определяют по формуле , (41) Где , - соответственно площадь, м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, м2·°С/Вт, i-го участка ограждения между помещением здания и лоджией; n - число участков ограждений между помещением здания и лоджией; , - соответственно площадь, м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, м2·°С/Вт, j-го участка ограждения между лоджией и наружным воздухом; m - число участков ограждений между лоджией и наружным воздухом. После определения температуры необходимо пересчитать приведенные сопротивления теплопередаче системы ограждающих конструкций остекленной лоджии, разделяющих внутреннюю и наружную среды: стен и окон . Приведенное сопротивление теплопередаче стен , м2·С/Вт, определяют по формуле , (42) где - сопротивление теплопередаче наружной стены, м2·С/Вт, (см. табл. 4); - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций здания по отношению к наружному воздуху, (будет определен позже). Приведенное сопротивление теплопередаче окон , м2·С/Вт, определяют по формуле , (43) где - сопротивление теплопередаче окна, м2·С/Вт, (см. табл. 4); - то же, что и в (42). Коэффициент , зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций здания по отношению к наружному воздуху, для наружных стен и окон остекленной лоджии следует принимать по формуле , (44) где - расчетная температура внутреннего воздуха помещения, °С, (см. п. 1.2.1); - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, (см. п. 1.1.1); - температура воздуха внутри остекленной лоджии, °С, (определяют по формуле (41). Для определения температуры внутри балкона определим сначала площади и приведенные сопротивления теплопередаче участков 1) ограждений между помещением здания и лоджией, 2) ограждения между лоджией и наружным воздухом. Определение площадь, , м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, , м2·°С/Вт, i-го участка ограждения между помещением здания и лоджией: 1 Стена - площадь , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. табл. 4); 2 Окно - площадь , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. табл. 4); 3 Балконная дверь - площадь , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. табл. 4). Определение площадь, , м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, , м2·°С/Вт, j-го участка ограждения между лоджией и наружным воздухом: 1 Торцевая плита - площадь , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. табл. 4); 2 Торцевое остекление - площадь , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. табл. 4); 3 Балконные боковые стены - площадь (одной стены) , (см. рис. 8), - приведенное сопротивление теплопередаче , (см. пояснения ранее). Подставив соответствующие значения в формулу (41), вычислим температуру внутри балкона: , По формуле (44) определим коэффициент : , где =-22,19°С, (определено ранее по формуле (41)). Подставив полученные и исходные значения, пересчитаем приведенные сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций остекленной лоджии, разделяющих внутреннюю и наружную среды: стен и окон : - приведенное сопротивление теплопередаче стен определим по формуле (42): , - приведенные сопротивления теплопередаче окон определим по формуле (43): , Вывод: Как видно из значений пересчитанных сопротивлений теплопередаче окон и стен, в результате введения остекления лоджии теплотехнические характеристики ограждающих конструкций остекленной лоджии, разделяющих внутреннюю и наружную среды, улучшились, так как сопротивление теплопередаче увеличилось за счет уменьшения разности температур внутри и снаружи помещения. 3 Воздухопроницаемость ограждающих конструкций Воздухоизоляционные свойства строительных материалов и конструкций характеризуются сопротивлением их воздухопроницанию , м2·ч·Па/кг (при Dр = 10 Па). Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций , м2·ч·Па/кг, должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроицанию , м2·ч·Па/кг, то есть . (45) Требуемое сопротивление воздухопроницанию для различных ограждающих конструкций находится по разному. Так для всех ограждающих конструкций, за исключением заполненных световых проемов (окон, балконных дверей) требуемое сопротивление воздухопроницанию , м2·ч·Па/кг, определяется по формуле (46). , (46) где - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции, Па (определяется по формуле (48)); - нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2ч), принемается по СНиП [4, табл. 12*]. Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, (определяется по формуле (47)). , (47) где =10 Па – разность давлений воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию ; - тоже, что и в (46); - тоже, что и в (46). Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции , Па, определяется по следующей формуле , (48) где - высота здания от уровня поверхности земли до верха карниза в здании, м, (см. рис. 9); - удельный вес наружного воздуха, Н/м3, (определяется по формуле (49)); - удельный вес внутреннего воздуха, Н/м3, (определяется по формуле (49)); - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, (см. п.1.1.1). Рисунок 9 – Определение высоты здания Удельный вес воздуха определяется по формуле , (49) где - плотность воздуха, кг/м3, (определяется по формуле (50)); =9,81м/с2 – ускорение свободного падения. Плотность воздуха находят по следующей формуле: , (50) где - температура воздуха оС, принимается равной (см. п. 1.2.1), при вычислении плотности внутреннего воздуха, или (см. п. 1.1.1), при вычислении плотности наружного воздуха. Сопротивление воздухопроницанию (фактическое) многослойной ограждающей конструкции , м2·ч·Па/кг определяют как сумму сопротивлений воздухопроницанию отдельных слоев ограждений: , (51) где - сопротивление воздухопроницанию -го слоя ограждающей конструкции, м2·ч·Па/кг, принимается по СНиП [4, прил. 9*]. Для окон и дверей (в данном курсовом проекте) сопротивление воздухопроницанию принимается равным , то есть . (52) Для оценки влияния инфильтрации на тепловой режим здания необходимо пересчитать температуры воздуха на внутренней поверхности наружных стен и окна. Расчетная формула следующая: , (53) где - то же, что и в формуле (20); - то же, что и в формуле (20); с – то же, что и в формуле (31); ; - воздухопроницаемость ограждающей конструкции, , (определяется по формуле (54)); - сопротивление теплопередаче без учета сопротивления тепловосприятию, (м2оС)/Вт, (определяется по формуле (55)); - то же, что и в формуле (22). Воздухопроницаемость ограждающей конструкции определяется по формуле , (54) где - то же, что и в формуле (46); - сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, м2·ч·Па/кг, определяется по формуле (51). Примечание. По данной формуле рассчитывается воздухопроницаемость только для наружных стен. Для окон воздухопроницаемость принимаем равной . Сопротивление теплопередаче , (м2оС)/Вт, без учета сопротивления тепловосприятию рассчитывается по формуле , (55) где - то же, что и в формуле (22); - то же, что и в формуле (3). Расчет начинаем с определения высоты здания Н: . Определим удельный вес внутреннего воздуха: . Определим удельный вес наружного воздуха: . Определим разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции, Па (определяется по формуле (48)): . Определим требуемое сопротивление воздухопроницанию наружных стен и наружной двери (по формуле (46)): - для стен , где =29,124 Па, (см. выше), =0,5кг/(м2ч), [4, табл. 12*]. - для наружной двери Определим требуемое сопротивление воздухопроницанию окна (по формуле (47)): , где =6кг/(м2ч), [4, табл. 12*], =10 Па. Определим фактические сопротивления воздухопроницанию ограждающих конструкций: - для стен (по формуле (51)) , - для наружной двери , - для окна . Данные конструкции удовлетворяют условиям воздухонепроницаемости (см. (45) и (52)), так как их фактические значения сопротивления воздухопроницанию равны или больше требуемых значений. Так - для стены , так как - для наружной двери , так как - для окна , так как Произведем оценку влияния инфильтрации на тепловой режим здания. Для этого вычислим воздухопроницаемость - окна (см. примечание к формуле (54)) ; - наружной стены (см. формулу (54)) / Вычислим сопротивление теплопередаче без учета сопротивления тепловосприятию (см. формулу (55)) - окна ; - наружной стены . Подставив соответствующие значения определим температуру на внутренней поверхности - окна ; - стены . Примечание. Деление на 3,6 в показателе степени е производится с целью приведения величин в скобках к единым единицам измерения. Полученные значения температур с учетом влияния инфильтрации меньше, чем температуры, вычисленные при стационарном (без учета инфильтрации) (см. п. 2.3.1 и п. 2.2.4) режиме. Так, - для стены: , , разница составляет порядка 0,37%. - для окна: , , разница составляет порядка 48%. Вывод: Выбранные конструкции удовлетворяют условиям воздухонепроницаемости. Температуры на внутренних поверхностях стен и окна, вычисленные с учетом влияния инфильтрации, ниже, чем температуры, посчитанные без учета влияния инфильтрации, для стены – на 0,37%, для окна – на 48%. Это говорит о том, что воздухоизоляционные свойства стены лучше чем воздухоизоляционные свойства окна. 4 Теплоустойчивость ограждающих конструкций 4.1 Теплоустойчивость в теплый период года Проверку на теплоустойчивость в теплый период осуществляют для стен и бесчердачного покрытия. В районах со среднемемесячной температурой июля 21 °С и выше необходимо вычислить допустимую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций. Расчет производят по СНиП [4, формула (18)]. В данном курсовом проекте среднемесячная температура июля составляет 20,8 °C, (см. п. 1.1.2). Поэтому определение допустимой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций не является необходимым. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, , °С, определяется по формуле , (56) где - расчетная амплитуда колебания температуры наружного воздуха, °С, (определяется по формуле (57)); - величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха, (определяется по формуле (59)). Расчетная амплитуда колебания температуры наружного воздуха, ,°С, определяется по формуле , (57) где - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, оС, принемается по СНиП [6, прил. 2] =15 оС; - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по СНиП [4, прил. 7]; - максимальное значение суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м , принимаемое по СНиП [6, прил. 5, 6 или 7]; - среднее значение суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м , принимаемое по СНиП [6, прил. 5, 6 или 7]; - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м · °С), определяемый по формуле (58): , (58) здесь - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с, (см. п. 1.1.2). Величина затухания расчетной амплитуды колебания температуры ограждающей конструкции определяется по формуле: , (59) где - тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая по формуле (34); - то же, что и в формуле (34); - коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2 оС), (будут определены ниже); - то же, что и в формуле (3); - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м ·°С), определяемый по формуле (58). Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции , Вт/(м2 оС), предварительно вычисляют тепловую инерцию (массивность) , , каждого слоя по формуле, аналогичной (34) , (60) где - термические сопротивление теплопередаче i–го слоя ограждающей конструкции, (м2 оС)/Вт; - расчетные коэффициенты теплоусвоения i–го слоя ограждающей конструкции, Вт/(м ·°С), принимается по СНиП [4, прил. 3]. Коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, , Вт/(м2 оС), тепловая инерция которых больше единицы (Д>1), принимается равной расчетному коэффициенту теплоусвоения материала этого слоя конструкции. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя , Вт/(м2 оС), с тепловой инерцией меньше единицы (Д<1) определяют расчетом, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции) следующим образом: 1) для первого слоя – по формуле (61): , (61) 2) для -го слоя – по формуле (62): , (62) где , - термические сопротивления соответственно первого и -го слоев ограждающей конструкции, м2оС/Вт, (см. формулу (5) или п.2.1.1) ; , - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала соответственно первого и -го слоев, Вт/(м ·°С), (принимаются по СНиП [4, прил. 3]; , , - коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности соответственно первого, -го и ( -1)-го слоев ограждающей конструкции, Вт/(м ·°С); - то же, что и в формуле (3). Для определения амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, , °С, определим сперва значение коэффициента теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, , Вт/(м · °С), по формуле (58): , где =3,9 м/с, (см. п. 1.1.2). 4.1.1 Теплоустойчивость наружных стен в теплый период года Вычисление массивности отдельных слоев стены (нумерация проставлена от внутренней поверхности стен наружу, см. рис. 3 и таблицы 1 и 4) по формуле (60): , , , , . Определение коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев наружной стены: Массивность 1-го слоя меньше единицы, значит будет определен по формуле (61): Массивность 2-го, 3-го и 4-го слоев больше единицы, значит Массивность 5-го слоя меньше единицы, значит будет определен по формуле (62): По результатам вычислений составим таблицу. Таблица 5 – Определение коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев наружной стены
Определение величины затухания расчетной амплитуды колебания температуры наружной стены по формуле (59): где Д=5,843 (см. п. 2.3.1). По СНиП [6, прил. 7] определено: Определение амплитуды колебания температуры наружного воздуха ,°С, по формуле (57): , где , [4, прил. 7]. Определение амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, , °С, по формуле (56): |