теплотехнический расчёт 22. Теплотехнический расчет

• Название: Теплотехнический расчет
• Дата: 01.05.2023
• Размер: 78.97 Kb.
• Имя файла: теплотехнический расчёт 22.docx
• Тип: Документы; #1100633

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Кафедра «Архитектурно-строительное проектирование»

Расчетно-графическая работа
по дисциплине: «Основы архитектуры и строительных конструкций»
Тема: «Теплотехнический расчет»
Выполнил:
Проверил:

Ульяновск,

2023 г.

1.Цели и задачи расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа выполняется с целью практического закрепления теоретических знаний по дисциплине «Основы архитектуры и строительных конструкций», приобретения навыков расчета и проектирования ограждающих конструкций зданий.

Основные задачи, решаемые в процессе курсовой работы:

- знакомство с основами принципами организации тепловой защиты зданий;

- ознакомление с параметрами микроклимата помещений, нормируемыми действующими нормативными документами;

- получение навыков проведения теплотехнического расчета ограждающих конструкций;

- получение навыков конструирования ограждающих конструкций.
Дано:

Город – Санкт Петербург

Тип здания – общественное

Материал – газобетон

Толщина стены - 300мм
2. Порядок выполнение расчетно-графической работы

Выполнение работы можно разделить на следующие этапы:

- определение требуемого термического сопротивления конструкции;

- расчет однородной ограждающей конструкции и определение минимальной толщины утеплителя;

- расчет неоднородной ограждающей конструкции и определение минимальной толщины утеплителя;

- проведение проверок ограждающей конструкции;

- определение глубины промерзания ограждающей конструкции;

- окончательное проектирование ограждающей конструкции.

3.Определение требуемого термического сопротивления конструкции

Минимально необходимое термическое сопротивление ограждающей конструкции определяется в соответствии с п. 5.2 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» по формуле

R^тр₀ = a∙ГСОП + b,

Где R^тр₀ – базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м² ∙K/ Вт;

a, b – коэффициенты, принимаемые по табл. 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»;

ГСОП – градус сутки отопительного периода К ⋅ сут/год .

Градус сутки отопительного периода определяются по формуле:

ГСОП = (t_в – t_от)*Z_on,

где t_в – расчетная температура воздуха внутри здания;

t_от – средняя температура воздуха за отопительный период;

Z_on – продолжительность отопительного периода;

t_от и Z_on – определяются по табл. 3.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;

t_в – определяется по табл. 1 ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Решение:

Город- Санкт Петербург

t_в = 20◦

t_от = -1,8ᵓ

Z_on = 220

а=0,00035

b=1,4

______________

ГСОП = (t_в – t_от)∙Z_on = (20+1,8)∙220=4796 °С∙сут

R^тр₀ = a∙ГСОП + b =0,00035∙4796+ 1,4 = 3,0786 м² ∙K/ Вт

Интерполяция:

f(X) = f(X1)+( f(X2) - f(X1) )*(X - X1)/(X2 - X1) = 2,4 + (3-2,4)*(5384,8 - 4000)/(6000 - 4000) = 2,82
4.Расчет ограждающей конструкции без утеплителя

Основное условие, которому должна удовлетворять ограждающая конструкция:

R₀ ≥ R^тр₀,

где R0 – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяется по формуле:

R₀ = R_в + R_кс + R_н

где R_в – сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности ограждающей конструкции;

R_н – сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждающей конструкции;

R_кс – сопротивление теплоотдаче конструктивных слоев ограждающей конструкции.

R_в и R_н определяются по формулам:

R_н и R_в

где коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²∙К), определяемый по табл. 4 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»;

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²∙К), определяемый по табл. 6 СП 50.13330.2012

«Тепловая защита зданий».

Тепловой поток

Q






Однородная ограждающая конструкция без

утеплителя

300мм
R_кс = R₁, сопротивление первого конструкционного слоя.

R₁ определяется по формуле:

R₁

где δ – толщина слоя, м;

λ – теплопроводность материала слоя, Вт / (м⋅ К).

λ – определяется по приложению Т СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций – табл. 2 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»

Решение:

Дано:

= 300мм = 0,3м

λ₁ = 0,76 Вт / (м⋅ К) (керамический кирпич) Влажностный режим помещения – сухой. Условия эксплуатации в зоне влажности – А

= 8,7 Вт/(м²∙К)

= 23 Вт/(м²∙К)

R_н = = 0,043 м² ∙K/ Вт

R_в

R₁ м² ∙K/ Вт

R₀ = R^тр₀ - R_в - R_н = 2,81544 -0,114-0,043=2,65844 м² ∙K/ Вт
5.Расчет ограждающей конструкции с утеплителем.

Тепловой поток

Q

















Однородная ограждающая конструкция с

утеплителем

300мм
Дано:

= 300мм = 0,3м

λ₁ = 0,76 Вт / (м⋅ К) (керамический кирпич) Влажностный режим помещения – сухой. Условия эксплуатации в зоне влажности – А

λ₂ = 0,041 Вт / (м⋅ К) Утеплитель-стекловата

= 8,7 Вт/(м²∙К)

= 23 Вт/(м²∙К)

R_н = = 0,043 м² ∙K/ Вт

R_в 0,114 м² ∙K/ Вт

R₁ м² ∙K/ Вт

R₂ = м² ∙K/ Вт

R₃ = =0,016м² ∙K/ Вт

R₀ = 2,65844 м² ∙K/ Вт

R₀ = R_в + R_кс + R_н= R_в + R₁ + R₂+R₃+ R_н = + 0,016+0,043

R₀ = 0,843 +

=2,65844 - 0,843 = 2,65844 -0,843 = 1,81544

=1,81544∙0,041=0,074≈ 0,1м

R₂ = =2.44м² ∙K/ Вт

R₀ = 0,843 + = 0,843+2,439 = 3,28 м² ∙K/ Вт

R₀ > R^тр₀,

3,28>2,82 Условия выполняется!
Сопротивление теплопередачи конструкции:

r- коэффициент теплотехнической неоднородности, определяемый по табл. 6 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Для стен жилых зданий из кирпича должен быть, как правило, не менее 0,74 при толщине стены 510мм.

R₀^пр = R₀∙r = 3,28∙0,869=2,84 м² ∙K/ Вт

R₀^пр > R^тр₀

2,84>2.82 Условия выполняется!
Выполнение проверок ограждающей конструкции

Температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормированный. Нормированный перепад приведен в табл. 5 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»

∆t^н ≥ t_в - _в ,

∆t^н = 4,5°С

t_в - _в = 20 - 18.22 = 1,78 °С

4,5>1,78 Условия выполняется!
где ∆t^н – нормированный температурный перепад;

τ_в – температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции;

τ_в – определяется по формуле

_в = t_в - ∙ R_в

Дано:

t_н – температура наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92), определяемая по табл. 3.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»

t_н = -31 °С

t_в = 20 °С

R_в 0,114 м² ∙K/ Вт

R₀ = 3,28 м² ∙K/ Вт

_в = t_в - ∙ R_в = 20 - ∙0,114 = 18.22 °С

На поверхности ограждающей конструкции не должен образовываться конденсат. Конденсат начинает образовываться на поверхности конструкции тогда, когда ее поверхность имеет температуру меньше, чем температура точки росы. Таким образом, для нормального функционирования ограждающей конструкции должно выполняться условие

_в ≥ t_т.р,

t_т.р – температура точки росы, определяемая по приложению Р СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», в зависимости от влажности и температуры воздуха. Нормативные параметры температуры и влажности воздуха определяются по ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

t_т.р = 7,4 °С

_в =18.42 °С

18.42>7,4Условия выполняется!