РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ПОМЕЩЕНИЯ. Теплофизика. Расчёт тепловой защиты помещения
 Скачать 385.39 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования __________________________________________________________ Кафедра строительной физики и химии КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ПОМЕЩЕНИЯ Выполнил Проверил преподаватель Санкт-Петербург 2019 Содержание: Введение 3 Задание на курсовую работу-------------------------------------------------------------------------------4 1. Выборка исходных данных 5 1.1 Климат местности 5 1.2 Параметры микроклимата помещения 6 1.3 Теплофизические характеристики материалов 6 2. Определение фактической упругости пара в помещении и точки росы 7 3. Определение нормы тепловой защиты 7 4. Расчет толщины утеплителя 8 5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы 9 6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения 9 7. Проверка влажностного режима ограждения 11 8. Проверка ограждения на воздухопроницание 13 Заключение 15 Список использованной литературы-------------------------------------------------------------------15 Введение В момент отказа от кочевого образа жизни и перехода от племенного строя к родо-племенному у людей возникает необходимость обособления – защиты семьи и имущества от окружающей среды: природного воздействия, хищников и любопытных глаз соседей. Современное здание, в котором находится человек должно обладать рядом функций для создания оптимальных условия для жизнедеятельности: -защита от ветра, дождя, снега и прочих неблагоприятных погодных явлений. -поддержание оптимальной температуры (в холодном климате помещение должно удерживать тепло внутри, а в жарком наоборот- сохранять прохладу) -поддержание необходимой влажности воздуха (низкая влажность понижает иммунитет и сушит кожу, а высокая способствует размножению патогенных микроорганизмов) -контроль других параметров теплового микроклимата, таких как: скорость движения (подвижности) воздуха, радиационной температуры помещения и тд. Требуемые параметры микроклимата: оптимальные, допустимые или их сочетания следует устанавливать в зависимости от назначения помещения и периода года с учетом требований соответствующих нормативных документов. Оптимальные значения параметров устанавливают и рекомендуют врачи-гигиенисты. Эти рекомендации приводит Свод Правил (СП) – актуализированная версия Строительных Норм и Правил (СНиП). Целью данной курсовой работы является более глубокое и конкретное усвоения процесса теплотехнического проектирования зданий. В работе будут произведены: Определение параметров микроклимата данного помещения. Определение точки росы. Определения нормы тепловой защиты. Расчет толщины утеплителя. Расчет термического сопротивления ограждения. Проверка внутренней поверхности и толщи ограждения на выпадение росы. Проверка влажностного режима ограждения. Расчет сопротивления ограждения паропроницанию. Проверка ограждения на воздухопроницание. 1.Выборка исходных данных 1.1. Климат местности 1. Климат местности Пункт строительства - Ростов-на-Дону
2. Температура воздуха, оС – средняя наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 tх5=-19,0 оС – средняя отопительного периода, который охватывает дни со среднесуточными температурами ≤ 10 оС, tот 0,7 оС – средняя отопительного периода, который охватывает дни со среднесуточными температурами ≤ 8 оС, tот -0,1 оС 3. Продолжительность периодов, сут. : влагонакопления с температурами ≤ 0 оС, zo 97, сут., отопительного, который охватывает дни со среднесуточными температурами ≤ 10 оС, zот 182, сут. отопительного, который охватывает дни со среднесуточными температурами ≤ 8 оС, zот 166, сут. 4. Расчетная скорость ветра vв = 4,8 м/с (Максимальное значение скорости ветра из тех румбов за январь месяц, на которых повторяемость ветра составляет 16% и более) 1.2. Параметры микроклимата помещения 1.Назначение помещения- больница 2. Температура внутреннего воздуха tв = 23 °С 3. Относительная влажность внутреннего воздуха в = 45 % Высота здания Hзд = 5 м 4. Разрез рассчитываемого ограждения 1  Раствор цементно-песчаный (1800)2 Кирпич керам. пустотный (1400 брутто) на ц/п растворе (1600) 3 Плиты из стеклянного штапельного волокна (15) 4 Замкнутая воздушная прослойка 5 Листы асбестоцементные плоские (1600) 1.3. Теплофизические характеристики материалов 1. При температуре внутреннего воздуха в tв=23°С и его относительной влажности в=45% Влажностный режим помещения- сухой 2. Зона влажности- сухая 3. Влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции – А
Термическое сопротивление и сопротивление паропроницанию воздушной прослойки: R4=0,165 м2 оС/В RП4=0 мг/(мчП) 2. Определение точки росы 2.1 Упругость насыщающих воздух водяных паров: Eв =2809 Па 2.2. Фактическая упругость водных паров при заданной относительной влажности eв=  2.3. Точка росы: tр=10,4 оС 3. Определение нормы тепловой защиты 3.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения 3.1.1 Градусо-сутки отопительного периода: ГСОП X (tв tот )zот=(23-0,1)*182=4058,6 3.1.2. Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по условию энергосбережения Rоэ R *X = 1,4+0,00035*4167,8=2,821 м2 оС/Вт, при R=1,4 ,м2 оС/Вт =0,00035, м2 оС/Вт*сут 3.2. Определение норм тепловой защиты по условию санитарии 3.2.1 Нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции: tн 4,0 , оС. 3.2.3 Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции: в 8,7 , Вт/(м2К). 3.2.4 Нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условия санитарии: Rос  = м2К/Вт3.3. Норма тепловой защиты Rотр=max(Rоэ; Rос)=Rоэ=2,821 м2 оС/Вт 4. Расчет толщины утеплителя 4.1. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде (наружному воздуха) н 23 Вт/(м2 оС). 4.2. Сопротивление теплообмену – на внутренней поверхности Rв  , м2оС/Вт.– на наружной поверхности Rн  , м2оС/Вт.4.3. Термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами Ri =  м2оС/ВтR1=  =0,026, м2 оС/ВтR2=  =0,207, м2 оС/ВтR5=  =0,026, м2 оС/Вт4.4 Минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя Rуттр=Rотр-(Rв+Rн+ Riиз)= 2,821-(  )=2,239 м2 оС/Вт4.5. Минимально допустимая толщина утепляющего слоя:  =2,239 0,049=0,1097 м4.6 Округленная толщина утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю – для минераловатных, древесно-стружечных и пенопластовых слоев 2 см ут=0,12 м 4.7. Термическое сопротивление утеплителя (после унификации) Rут=  = 2 оС/Вт4.8. Общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации Rо=Rв+Rн+Ri=0,115+0,043+(0,026+0,207+0,165+2,449+0,026)=3,031 м2 оС/Вт 5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы 5.1 Температура оС, на внутренней поверхности ограждения в=tв-  Rв=23- ,оСв>tр (10,4 оС) -выпадение росы на внутренней поверхности невозможно 5.2. Термическое сопротивление конструкции, R=Ri=0,026+0,207+0,165+2,449+0,026=2,873 м2 оС/Вт 5.3. Температура в углу стыковки наружных стен При Ri>2,2 м2 оС/Вт: у= в-(0,175-0,039*2,2)( tв- tн)=21,313-(0,175-0,039*2,2)(23-(-19))=17,6 оС 5.4 у>tр(10,4 оС) -выпадение росы в углу невозможно 6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения 6.1. Сопротивление паропроницанию каждого слоя Rпi=  Rп1=  = =0,222 м2 ч Па/мг; Rп2= = =0,857 , м2 ч Па/мгRп3=  = =0,218 , м2 ч Па/мг Rп4=0 , м2 ч Па/мгRп5=  = =0,4 , м2 ч Па/мгСопротивление паропроницанию конструкции в целом: Rп Rпi Rп= Rп1+Rп2+Rп3+Rп4+Rп5=0,222+0,857+0,218+0+0,4=1,697 м2 ч Па/мг 6.2. Температура на поверхности ограждения в1= tв-  Rв=23- 0,115=22,0 ,оС6.3 Максимальная упругость E*в , отвечающую температуре в1 E*в= 2643 ,Па 6.4. Определение изменения температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца графическим методом. в=22,0 оС t12=21,8 оС t23=20,1 оС t34=-1,6 оС t45=-3,0 оС н=-3,3 оС 6.5. Максимальные упругости водяных паров на границах: Е12= 2611 Па Е23=2351 Па Е34=535 Па Е45=576 Па Е*в=2643 Па Е*н=564 Па 6.6-6.9 Построение разреза ограждения. Линия Е пересекается с линией е, значит будет происходить выпадение росы в толще. 6.10. Плоскость возможной конденсации 6.10.1 Вычисление значения комплекса fi(tм.у), характеризующего температуру в плоскости возможной конденсации, для каждого слоя. fi(tм.у)=5330*  * f1(tм.у)=5330* * =5330* * =11,409f2(tм.у)=5330* * =5330* * =23,256f3(tм.у)=5330* * =5330* * =1081,458f5(tм.у)=5330* * =5330* * =6,1496.10.2-6.10.4
6.10.5 Плоскость возможной конденсации находится между слоями 3 и 5- то есть в замкнутой воздушной прослойке, включая её границы. 6.10.6 Результат аналитического метода определения ПВК совпадает с графическим. 7. Проверка влажностного режима ограждения 7.3 Определение сопротивления паропроницанию слоев, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации Rпв , а также между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения Rпн. Rпв=1,297 , м2 ч Па/мг Rпн=0,4 , м2 ч Па/мг 7.5. Определить средние температуры – зимнего периода, tзим оС, охватывающего месяцы со средними температурами ниже –5 оС (такие месяцы отсутствуют) – весенне-осеннего периода, tво оС, включающего месяцы со средними температурами от –5 до +5 оС: tво=-0,5 оС – летнего периода, tл оС, охватывающего месяцы со средними температурами более +5 оС: tл=17,2 оС – периода влагонакопления, tвл оС, к которому относятся месяцы со средними температурами 0 оС и ниже: tвл=-2,7 оС 7.6
7.7. Вычисление среднегодовой упругости насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации Е=  , ПаЕ=  =1452 ,Па7.8. Определение среднегодовой упругости водяных паров в наружном воздухе енг=  = =923 , Па7.9. Вычисление требуемого сопротивления паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается ненакопление влаги в увлажняемом слое из года в год  = 0,4=-0,142 , м2 ч Па/мгДанное значение не превышает Rпв – соответствует требованиям норм. 7.10. Определение средней упругости водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления  = =450 Па7.11. Вычисление требуемого сопротивления паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах  =2,25 , м2 ч Па/мгРасполагаемое сопротивление RПВ оказалось ниже требуемых значений – значит максимальный дефицит сопротивления (0,953 м2чПа/мг) следует восполнить устройством пароизоляции, например двумя покрытиями битумно-кукерсольной мастикой (1,1 м2чПа/мг) 8. Проверка ограждения на воздухопроницание 8.1. Определение плотности воздуха в помещении при заданной температуре tв и на улице при температуре самой холодной пятидневки:  =1,19 кг/м3 =1,39 кг/м38.2. Вычисление тепловой перепад давления  =5,49 ,Па8.3 Определение расчетной скорости ветра v=4,8 м/с 8.4. Вычисление ветрового перепада давления:  9,6 ,Пасуммарный (расчетный) перепад .действующий на ограждение:  =5,49+9,6=15,09 ,Па8.5. Допустимая воздухопроницаемость ограждения: GH=0,5 кг/(м2·ч) 8.6. Определение требуемого (минимально допустимого) сопротивления инфильтрации: 
8.8. Располагаемое сопротивление воздухопроницанию: Rн=  =497+2+400=899 м2чПа/кг-превышает требуемое сопротивление (30,18)- значит соответствует требованиям норм. Заключение В данной работе был произведен теплотехнический расчет ограждающей конструкции для следующих параметров ограждаемого помещения: Назначение помещения: больница Пункт строительства: Ростов-на-Дону Конструкция отвечает нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации ограждения и воздухопроницанию. Выходные данные для смежных расчетов сооружения: -Общая толщина ограждения- 0,312 ,м -Масса 1 м2 ограждения  =250,55 ,кг-Сопротивление теплопередаче- R0=3,031 ,м2 оС/Вт -Коэффициент теплопередачи K=0,33 ,Вт/м2 оС -Действующий перепад давления  =15,09 ,ПаУсловия, необходимые чтобы перекрытие отвечало нормам: -Необходимая толщина утеплителя: Плит из стеклянного штапельного волокна- 120 мм. -Дополнительный слой пароизоляции: Двойное покрытие битумно-кукерсольной мастикой -Дополнительный слой ветрозащиты: Не требуется Список литературы 1. СП 50.13330.2012 Актуализированная версия СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий, 2012. 2. Методические указания «Расчёт тепловой защиты помещения» 3. СП 131.13330.2012 Актуализированная версия СНиП 23-01-99* Строительная климатология. 2012. 4. СП 23-101-2003 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. М, 2004 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||