Курсовая работа Расчет наружных ограждающих конструкций. Расч т наружных ограждающих конструкций. Расчет наружных ограждающих конструкций

• Название: Расчет наружных ограждающих конструкций
• Анкор: Курсовая работа Расчет наружных ограждающих конструкций
• Дата: 30.10.2021
• Размер: 1.89 Mb.
• Имя файла: Расч т наружных ограждающих конструкций.doc
• Тип: Курсовая; #259395
• страница: 4 из 5

Вывод: Из расчетов видно, что амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности наружной стены составляет 0,08^оС, что отвечает требованиям норм. Такая величина амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности обусловлена там, что массивность наружной стены средняя (5,843).
4.1.2 Теплоустойчивость бесчердачного покрытия в теплый период года
Вычисление массивности отдельных слоев бесчердачного покрытия (нумерация проставлена от внутренней поверхности наружу, см. рис. 5 и таблицы 3 и 4) по формуле (60):

,

,

,

,

.

Определение коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев бесчердачного покрытия:

Массивность 1-го слоя больше единицы, значит

.
Массивность 2-го слоя меньше единицы, значит будет определен по формуле (62):

.

Массивность 3-го слоя больше единицы, значит

.

Массивность 4-го слоя меньше единицы, значит будет определен по формуле (62):

Массивность 5-го слоя меньше единицы, значит будет определен по формуле (62):

По результатам вычислений составим таблицу.
Таблица 6 – Определение коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев бесчердачного покрытия

№ слоя	Массивность, Д	Коэффициент теплоусвоения материала, , Вт/(м ·°С)	Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя, Вт/(м ·°С)
1	3,032	18,95	18,95
2	0,083	3,53	13,309
3	9	1,95	1,95
4	0,179	11,09	3,814
5	0,453	6,8	5,499

Определение величины затухания расчетной амплитуды колебания температуры наружной стены по формуле (59):

где Д=12,747 (см. п. 2.3.2).
По СНиП [6, прил. 5] 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):

Вывод: Из расчетов видно, что амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности бесчердачного покрытия составляет 0,001^оС, что отвечает требованиям норм. Такая величина амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности обусловлена там, что массивность бесчердачное покрытие большой массивности (12,747).
4.2 Теплоусвоение поверхности полов
Поверхность пола жилых и общественных зданий должна иметь показатель теплоусвоения , Вт/(м ·°С), не более нормативной величины, установленной СНиП [4, табл. 11*], то есть

, (63)

где , [4, табл. 11*].
Показатель теплоусвоения поверхности пола, , Вт/(м^{2 о}С), следует определять следующим образом:

1) Если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию , то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле

, (64)

где - коэффициент теплоусвоения 1-го слоя конструкции пола, Вт/(м^{2 о}С);

2) Если первые слоев конструкции пола ( ) имеют суммарную тепловую инерцию , но тепловая инерция ( ) слоев, , то показатель теплоусвоения поверхности пола , Вт/(м^2оС), определяют последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с -го до 1-го:

а) для -го слоя - по формуле

; (65)

б) для - го слоя (под ним подразумеваются все вышележащие слои, ) – по формуле

. (66)

В этом случае показатель теплоусвоения поверхности пола будет равен показателю теплоусвоения первого слоя, посчитанному по формуле (66):

. (67)

В формулах (65) и (66):

и - термическое сопротивление, м^{2 о}С/Вт, -го и -го слоев конструкции пола, (см. формулу (5) или п. 2.1.2);

, и - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала -го, ( )-го и -го слоев конструкции пола, Вт/(м^{2 о}С), (определяется по СНиП [4, прил. 3]).
Тепловая инерция (массивность) каждого слоя, , определяется по формуле (60).

Рисунок 10 – Расчет теплоусвоения поверхности полов
Вычисление массивности отдельных слоев перекрытия над подвалом (нумерация проставлена от внутренней поверхности перекрытия внутрь подвала, см. рис. 10 и таблицы 2 и 4) по формуле (60):

,

,

,

,

.
Массивность 1-го слоя меньше 0,5: ;

Массивность 1-го и 2-го слоев в сумме больше 0,5: .

Значит теплоусвоение поверхности пола будем определять по формуле (65), (так как ):

.

Данная величина теплоусвоения поверхности пола не удовлетворяет условию (63), так как

,

Расхождение составляет около 0,11%.
Вывод: Теплоусвоение поверхности пола не удовлетворяет нормативным требования, так как его величина превышает нормативно заданную на 0,11%. В связи с этим необходимо заменить поверхность полов, например на паркетную доску (теплоусвоение поверхности таких полов, при той же толщине первого слоя и неизменным составом остальных слоев, составит 11,965Вт/(м^{2 о}С, что меньше нормированной величины).

4.3 Теплоустойчивость помещения в холодный период
В СНиП [4] теплоустойчивость помещения в холодный период года не оговорена. Поэтому расчет произведен согласно методике СП [7, п. 10].

Рекомендуемые требования к теплоустойчивости помещения в холодный период года следующие: требуемая амплитуда колебания результирующей температуры помещения , ^оС, в холодный период года, согласно ГОСТ [3] не должна превышать при наличии центрального отопления , то есть

. (68)

Для оценки теплоустойчивости помещения в холодный период года необходимо определить расчетную амплитуду колебания температуры внутреннего воздуха в холодный период года , ^оС. Она определяется по формуле

, (69)

где - коэффициент неравномерности теплоотдачи нагревательным прибором, принимаемый по СП [7, табл. 9], (в данном курсовом проекте М=0,1);

- средняя теплоотдача отопительного прибора, Вт, равная теплопотерям данного помещения;

- площадь -ой ограждающей конструкции, м²;

- коэффициент теплопоглощения поверхности -го ограждения, Вт/(м^{2 о}С), определяется по формуле

, (70)

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м^{2 о}С), определяется по формуле (71);

- коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности -ой ограждающей конструкции, Вт/(м^{2 о}С), определяется расчетом.
Для определения площадей размеры берутся:

- для потолка и пола от внутренней поверхности наружных стен до осей перегородок;

- для угловых стен - по наружному обмеру;

- для внутренних помещений - по осям перегородок;

- высота перегородки равна высоте этажа (от чистого пола до чистого пола);

- для окон – по размерам световых проемов;

- высота первого этажа – от потолка подвала до чистого пола второго этажа.
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, , Вт/(м^{2 о}С), определяется по формуле

, (71)

где - коэффициент конвективного теплообмена внутренней поверхности, Вт/(м^{2 о}С), принимаемый равным:

1,2 – для внутреннего ограждения (перегородки),

3,5 – для окна,

4,2 – для пола,

3,5 – для потолка.
Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности -ой ограждающей конструкции, , Вт/(м^{2 о}С), определяется следующим образом:

1) Если первый (внутренний) слой ограждающей конструкции имеет тепловую инерцию Д >1, то

; (72)

2) Если Д₁ + Д₂ + ... + Д_n-1 < 1, но Д₁ + Д₂ + ... + Д_n > 1, то коэффициент следует определять последовательно расчетом коэффициентов теплоусвоения внутренней поверхности слоев конструкции, начиная с (n - 1)-слоя до первого следующим образом:

- для (n -1)-слоя по формуле

; (73)

- для i-го слоя (i = n-2, n-3, ..., 1) по формуле

. (74)

Коэффициент принимается равным коэффициенту теплоусвоения поверхности 1-го слоя ;

3) Если для ограждающей конструкции, состоящей из n-слоев,

Д₁ +Д₂ + ..., + Д_n < 1, то коэффициент следует определять последовательно расчетом коэффициентов Y_n, Y_n-1, ..., Y₁:

- для n-го слоя по формуле

, (75)

- для i-го слоя (i = n-2, п-3, ..., 1) по формуле (74).
В формулах (72) — (75):

Д₁, Д₂, ..., Д_n — тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, ..., п-го слоев конструкции, определяемая по формуле (60);

R_i, R_n-1, R_n — термические сопротивления теплопередаче, (м²·°С)/Вт, соответственно i-го, ... , (n—1)-го и n-го слоев конструкции, определяемые по формуле (5) или в п. 2.1;

S₁, S_i, ..., S_n-1, S_n— расчетные коэффициенты теплоусвоения материала 1-го, ..., i-го, ..., (n—l)-гo и п-го слоев конструкции, Вт/(м²·°С), принимаемые по приложению Е;

— коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности i-слоя конструкции, Вт/(м²·°С);

— то же, что и в формуле (3).
Расчет начнем с определения коэффициент теплопоглощения поверхности -го ограждения, , Вт/(м^{2 о}С)
1 Междуэтажное перекрытие

Рисунок 11 – Эскиз междуэтажного перекрытия
Состав:

1 Железобетонная монолитная плита , , ;

2 Сплошная звукоизоляционная прокладка (рубероид) , , ;

3 Древесностружечная плита , , ;

4 Линолеум на тканевой основе , , .
Определим массивность каждого слоя (по формуле (60)):

,

,

,

Массивность Д₁ >1, значит коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности междуэтажного перекрытия будет определяться по (72)

.

Определение коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности междуэтажного перекрытия (по формуле (71)):

.

Определение коэффициента теплопоглощения поверхности междуэтажного перекрытия, (по формуле (70)):

.
2 Межкомнатная перегородка


Рисунок 12 – Эскиз межкомнатной перегородки
Состав:

1 Фактурный слой – сложный раствор , , ;

2 Керамзитобетон ,(толщина ½ перегородки), , ;
Определим массивность каждого слоя (по формуле (50)):

,

.

Массивность Д₁ <1;

Массивность Д₁+Д₂ >1, значит коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности межкомнатной перегородки будет определяться по (73)

Определение коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности междуэтажного перекрытия (по формуле (71)):

.

Определение коэффициента теплопоглощения поверхности межкомнатной перегородки, (по формуле (70)):

.

Определение площади перегородки

.
3 Перекрытие над подвалом
См. п. 4.2.

,

,

,

,

.
Массивность Д₁<1;

Массивность Д₁+Д₂<1;

Массивность Д₁+Д₂+Д₃>1, значит коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности перекрытия над подвалом будет определяться последовательным расчетом (73) и (74):

;

.

Определение коэффициента теплопоглощения поверхности перекрытия над подвалом, (по формуле (70)):

.

4 Наружная стена
См. п. 4.1.1.

,

,

,

,

.
Массивность Д₁<1;

Массивность Д₁+Д₂>1, значит коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности наружной стены будет рассчитываться по формуле (73):

.

Определение коэффициента теплопоглощения поверхности наружной стены, (по формуле (70)):

.
5 Окно
Коэффициента теплопоглощения поверхности окна определяется по формуле

, (76)

где - сопротивление теплопередаче окна, (м²·°С)/Вт, (см. табл. 4).
Подставив соответствующее значение, получим

.
Расчет теплопотерь помещения , Вт
Теплопотери помещения будут складываться из потерь тепла , Вт, через наружные стены, окно, пол первого этажа (перекрытие над подвалом). Так же потери тепла возникают и под влиянием инфильтрации холодного воздуха (количество инфильтрующегося воздуха будет равно количеству удаленного с вытяжкой) - , Вт.

При расчете теплопотерь необходимо учитывать и выделение тепла в комноте , , Вт, в основном это бытовые выделения, принимаемые с учетом социальной нормы, (в данном случае она составляет 17 Вт/м²).

Таким образом, можно составить уравнение теплового баланса:

, (77)

где - потери тепла, Вт, через наружные ограждающие конструкции, вычисленные с учетом поправок на ориентацию и дополнительных поправок;

- потери тепла за счет инфильтрации, Вт, (определяются по формуле(78));

=17Вт/м²·F - выделения тепла, Вт, в помещении, (рассчитывается по площади пола F).
Теплопотери, вызванные инфильтрацией, вычисляются по формуле

, (78)

где - теплоемкость воздуха, кДж/(кг град),

;

- - удельный вес внутреннего воздуха, Н/м³, (определяется по формуле (49));

- количество воздушного притока в расчете на площадь пола , м²;

- то же, что и в формуле (20);

- то же, что и в формуле (20);

- коэффициент влияния встречного теплового потока в наружных ограждающих конструкциях, (учитывается для окон).

Для данной конструкции окна =0,8.
Конструктивные размеры здания и его ориентация показаны на рисунке 13.

Рисунок 13 – Расчет теплопотерь помещения
Оформим расчет теплопотерь помещения в виде таблицы.
Подставив соответствующие значения, определим по формуле (69) расчетную амплитуду колебания температуры внутреннего воздуха в холодный период года , ^оС:

Полученная величина , ^оС, удовлетворяет условию (68):

.
Вывод: Данное помещение удовлетворяет требованиям СП [7], так как амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха в холодный период года составляет 0,292 ^оС, что не превышает нормированную величину.
5 Влажностный режим ограждающих конструкций
5.1 Проверка наружных ограждающих конструкций на вероятность выпадения конденсата в толще наружных ограждений (метод Фокина)
Суть данного метода состоит в графическом определении вероятности выпадения конденсата в толще ограждающей конструкции.

Для этого утеплитель разбивают на несколько частей (больше четырёх), и находят температуру на наружной поверхности каждого «нового» слоя, используя формулу (29), (графики строятся для температуры января, см. п. 1.1.3). Затем по известной температуре, используя СП [7, табл. 8], находят значения максимально возможной упругости водяных паров, Е, Па.

Характер изменения показывают на схеме конструкции кривой.
Используя термодинамическую аналогию, находят действительные значения упругости водяных паров , Па, по формуле

, (79)

где - действительное значение упругости водяных паров внутреннего воздуха, Па;

- действительное значение упругости водяных паров наружного воздуха, Па;

- общее сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции, ;

- сопротивление паропроницанию внутренней поверхности ограждающей конструкции;

, - сопротивление паропроницанию 1-го, , -го слоев ограждающей конструкции.
Общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции , , находят по формуле

, (80)

где - сопротивление паропроницанию -го слоя ограждающей конструкции, ;

- сопротивление паропроницанию наружной поверхности.
Сопротивление паропроницанию -го слоя ограждающей конструкции, , , определяют по формуле

, (81)

где - толщина -го слоя ограждающей конструкции, м;

- расчетный коэффициент паропроницаемости материала -го слоя ограждающей конструкции, , определяетс по СНиП [4, прил. 3].
Значения упругости водяных паров внутреннего воздуха, , Па, и упругости водяных паров наружного воздуха, , Па, определяются по формулам

, (82)

, (83)

где - относительная влажность внутреннего воздуха, %, (см. п. 1.2.1);

- относительная влажность наружного воздуха, %, (см. п. 1.1.1)

, - максимально возможная упругость водяных паров, Па, при расчетной температуре, соответственно, внутреннего воздуха, , ^оС, (см. п. 1.2.1), и наружного воздуха, , ^оС, (см п. 1.1.3).
Изменение действительной упругости водяных паров , Па, показывают на схеме конструкции ломаной линией. Графики и строятся в одном масштабе.

По взаимному расположению графиков проводится анализ влажностного режима конструкции.
Расчет действительных значений упругости водяных паров внутреннего и наружного воздуха, и , Па, по формулам (82) и (83):

,


5.1.1 Проверка по методу Фокина наружной стены
Преобразовав формулы (80) и (81), произведем расчет общего сопротивления паропроницанию наружной стены , :

Утеплитель поделим на 8 слоев, толщина каждого слоя 0,025м.
Определяем действительные значения упругости водяных паров , Па, каждого слоя, по формуле (79).

Значения величин , Па, определяем интерполяцией по СП [7, табл. 8].

Все расчеты оформим в виде таблицы.
Таблица 8 – Построение диаграммы Фокина для наружной стены

	21	20,09	19,82	17,56	14,27	10,98	7,68	4,39	1,10	-2,20	-5,49	-8,78	-11,49	-11,56
	2463,384	2348,15	2311,56	2007,76	1626,87	1309,99	1046,27	835,45	663,33	517,42	402,68	307,7	254,54	253,1
	1354,861	1350,79	1254,92	837,34	823,84	810,34	796,84	783,34	769,84	756,34	742,84	729,34	228,25	210,85

График приведен в приложении 3.
Из графика видно, что на внутренней поверхности керамзитобетона образуется зона конденсации толщиной 0,0075м.

Необходимо определить количество влаги, накапливаемое в этой зоне.

Расчет производится по следующим формулам:

Определяем количество влаги, которое поступает от внутренней поверхности наружной стены до внутренней поверхности зоны конденсации – точки К₁:

.

Определим количество влаги, которое поступает от наружной поверхности зоны конденсации – точки К₂ – до наружной поверхности стены:

.

Определим количество влаги, которое образуется в зоне конденсации:

.

Определим повышение весовой влажности при конденсации водяных паров в толще ограждения:

.

Данное значение меньше нормируемого, (определяется по СНиП [4, табл. 12]), так как 0,075%<3%.