Курсовая работа на тему Выполнил студент

• Название: Курсовая работа на тему Выполнил студент
• Дата: 12.01.2019
• Размер: 174.43 Kb.
• Имя файла: Fizika_Kursovaya.docx
• Тип: Курсовая; #63369

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет

Кафедра

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему

Выполнил студент
Проверил преподаватель___________________________

Санкт-Петербург

2018 г.

1. 
   Выборка исходных данных
   

1.1. Климат местности

1.1.1. Средние месячные температуры t_н и упругости водяных паров воздуха e_н :

	Месяцы
	I	II	III	IV	V	Vi	VII	VIII	IX	X	XI	XII
tн, °С	-16,7	-15,6	-11,5	-4,9	1,5	7,4	11,5	11,9	7,3	-1,3	-10,5	-15,0
, Па	1,2	1,3	1,6	3,0	5,2	8,2	11,1	11,3	8,0	3,7	1,9	1,4

1.1.2. Температуры воздуха, °С:

• 
  средняя температура наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92): t_х5= - 29,0°С
  
• 
  средняя температура отопительного периода, охватывающего дни со среднесуточными температурами ≤ 10 °С: t_от= - 7,5°С
  
• 
  средняя температура отопительного периода, охватывающего дни со среднесуточными температурами ≤ 8 °С:
  

t_от= - 6,2

1.1.3. Продолжительности периодов, сут.:

• 
  периода влагонакопления с температурами ≤ 0 °С:
  

z_отр = 210 сут;

• 
  отопительного периода, охватывающего дни со среднесуточными температурами ≤ 10 °С: z_от=279 сут;
  
• 
  отопительного периода, охватывающего дни со среднесуточными температурами ≤ 8 °С: z_от=302 сут.
  

1.1.4. Расчетная скорость ветра, м/с, (максимальное значение скорости ветра из тех румбов за январь месяц, где повторяемость ветра составляет 16 % и более): v = 4,6 м/с


1.2. Параметры микроклимата помещения и конструкция

ограждения
Параметры микроклимата предоопределяются назначением здания.
1. Назначение помещения - промышленное

2. Температура внутреннего воздуха, t_в=18°С.

3. Относительная влажность внутреннего воздуха, φ_в=52 %.

4. Разрез рассматриваемого наружного ограждения с указанием толщин слоёв.

1. 
   Раствор цементно-песчаный
   
2. 
   Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе (1800)
   
3. 
   Плиты из пенополистирола (15)
   
4. 
   Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе (1800)
   

1.3. Теплофизические характеристики материалов

Теплофизические характеристики материалов, составляющих рассматриваемое ограждение, зависят от их эксплуатационной влажности, на которую влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.

1. Влажностной режим помещения – нормальный

2. Зона влажности, в которой расположен заданный населенный пункт – 2 - нормальная

3. Влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции – Б

4. Значение характеристик материалов, составляющих данную конструкцию, в таблице:

№ слоя	Материал слоя	№ позиции по приложению	Плотность , кг/м3	Коэффициенты
				теплопроводности , Вт/(м·С)	паропроницания , мг/(м·ч·Па)
1	Раствор цементно-песчаный	201	1800	0,93	0,09
2	Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	180	1800	0,81	0,11
3	Плиты из пенополистирола	4	15	0,048	0,05
4	Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	180	1800	0,81	0,11

2. Определение точки росы

2.1. Упругость насыщающих воздух водяных паров:

=2043 Па.

2.2. Фактическая упругость водных паров при заданной относительной влажности :



2.3. Точка росы:

°C.

3. Определение нормы тепловой защиты

3.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

3.1.1. Градусо-сутки отопительного периода:



3.1.2. Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по условию энергосбережения:

1,0 ;

0,0002 м/Втсут;



3.2. Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

3.2.1. Коэффициент теплоотдачи внутренне поверхности ограждающей конструкции:



3.2.2. Нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции:



3.2.4. Нормативное сопротивление теплопередаче по условию санитарии:



3.3. Норма тепловой защиты

;

;

.

4. Расчет толщины утеплителя

4.1. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде (наружному воздуха):



4.2. Сопротивление теплообмену:

• 
  на внутренней поверхности
  

• 
  на наружной поверхности
  

4.3. Термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами:

• 
  Раствор цементно-песчаный
  

• 
  Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе
  

• 
  Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе
  

4.4. Минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя:







4.5. Минимально допустимая толщина утепляющего слоя:



4.6. Округленная толщина утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю:



4.7. Термическое сопротивление утеплителя (после унификации):



4.8. Общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации:







5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

5.1. Температура на внутренней поверхности ограждения

τ_в = t_в - ∙ R _в = 18 – ∙ 0,115=16,0 ^о С

τ_в>t_р

5.2. Полученный параметр температуры на внутренней поверхности ограждения больше температуры точки росы, что указывает на невозможность выпадения росы на внутренней поверхности ограждения.

5.3. Термическое сопротивление конструкции:

R = ƩR _i = R ₁ + R ₂ + R _ут + R ₄ =

= = 2,572 м²∙К/Вт

5.4. Температура в углу стыковки наружных стен:

τ _у = τ _в - (0,175 - 0,039∙R) ∙ (t _в – t _н)

при R= 2,2 м²∙ К/Вт

τ _у = 16,0 - (0,175 - 0,039 ∙ 2,2) ∙ (18 - ( - 29)) = 11,8 ^о С

5.5. Сравнив значения τ_у и t_р получим: τ_у>t_р ,т.е. полученный параметр температуры в углу стыковки наружных стен соответствует стандарту, указанному в СНиП и указывает на невозможность выпадения росы в углу стыковки наружных стен.

6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения

6.1. Сопротивление паропроницанию каждого слоя и конструкции в целом:

R _{п 1} === 0,333 м²∙ч∙Па/мг

R _{п 2} == = 2,273 м²∙ч∙Па/мг

R _{п 3} == = 2,000 м²∙ч∙Па/мг

R _{п 4} = = = 1,091м²∙ч∙Па/мг

И конструкции в целом: R _n = ΣR _{n i} = 5,697 м²∙ч∙Па/мг

6.2. Вычисляем температуру на поверхности ограждения τ _{в I} при температуре t_{н =} t_нI самого холодного месяца.

= t_в - · R_в =

= 18 - ∙ 0,115 = 16,5 °С

6.3. Максимальная упругость E _в^*, отвечающую температуре :

E _в^*= 1858 Па

6.4 Графическим методом (см. график 1) находим изменение температуры по толще ограждения при средней температуре самого холодного месяца:

= 16,5˚С

t_1-2 = 16,1˚С

t_2-3 = 12,2˚С

t_3-4 = -14,3˚С

= -16,2˚С

6.5 По температурам на границах слоев находим значения E для этих границ:

E_в^* = 1858 Па

E_1-2 = 1811 Па

E_2-3 =1407 Па

E_3-4 = 207,5 Па

E_н^* = 178 Па

6.6 Строим график изменения значений e и E по толщине ограждения.

e_н = 0,9E_н^* = 0,9 ·178 = 160,2 Па

6.8 Линии изменения e и E пересекаются, что свидетельствует о выпадении росы в толще ограждения.

7. Определение положения плоскости возможной конденсации графическим методом

8. Определение положения плоскости возможной конденсации для периода с отрицательными среднемесячными температурами

Номер слоя, материал			Температура на границе слоев,
			Внутренняя поверхность слоя	Наружная поверхность слоя
1. Раствор цементно-песчаный	29,191	>+18	+16,5	+16,1
2.Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	40,963	>+18	+16,1	+12,2
3.Плиты из пенополистирола	314,205	-14,1	+12,2	-14,3
4.Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	40,963	>+18	-14,3	-10,8?

Температура расположена в интервале температур на границах третьего слоя, поэтому плоскость возможной конденсации расположена в этом слое.

9. Проверка влажностного режима ограждения

9.2 Определение средней температуры наружного воздуха:

Наименование периода	Индекс	Месяцы периода	Число месяцев в периоде, z	Средняя наружная температура периода	Температура и максимальная упругость в плоскости конденсации
					t, °С	E, Па
Зимний	«зим»	I, II, III, XI, XII	5	-13,9	10,1	1225
Весенне-осенний	«во»	IV, V, X	3	-1,6	-0,2	602
Летний	«лет»	VI, VII, VIII, IX	4	9,5	-8,8	319
Влагонакопления	«отр»	I, II, III, IV, X, XI, XII	7	-10,8	-11,7	255

1. 
   Вычисляем среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации:
   

Е = = = 767,25 Па

2. Определяем среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе:

е_нг= = = 4,825 Па

3. Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается ненакопление влаги в увлажняемом слое в течение года:

при R_пв = 4,606 м²·ч·Па/мг; R_пн =1,091 м²·ч·Па/мг

R_пв^тр-1 = = ∙1,091 = 0,425 м²·ч·Па/мг

R_пв>R_пв^тр-1

Располагаемое значение сопротивления паропроницанию внутренних слоев превышает требуемое, что свидетельствует о том, что в увлажненном слое накопления влаги не будет, что соответствует нормативным требованиям.

4. Определяем среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления.

е_о= = = 2,014 Па

– среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры t_н ≤ 0 °С (для периода влагонакопления)

– число таких месяцев в периоде

5. Значение предельно допустимого приращения влажности:

25,0%

6. Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение влажности в допустимых пределах.

R_пв^тр-2 = = =2,647 м²·ч·Па/мг

где – толщина увлажняемого слоя, м;

z₀– продолжительность периода влагонакопления, ч;

– плотность увлажняемого материала;

– допустимое приращение средней влажности, %

Так как R_пв^тр-2 < R_пв, то в увлажняемом слое приращения влаги не будет в период влагонакопления, и конструкция отвечает нормативным требованиям по паропроницанию.

10. Проверка ограждения на воздухопроницание

1. Определяем плотность воздуха в помещении ρ_в при заданной температуре t_в и на улице ρ_н при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки t_х5



кг/м³,



где μ – молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль; P – барометрическое давление, равное 101 кПа; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль К); T = t + 273 – абсолютная температура воздуха, к; t – температура воздуха, °С.

2. Вычисляем тепловой перепад давления

Па,

51,420 Па

где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²; H– высота здания, 40м.

3. Вычисляем ветровой перепад давления

Па,



где v – расчетная скорость ветра (максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, где повторяемость ветра составляет 16 % и более), м/с.

4. Вычисляем суммарный (расчетный) перепад давления, действующий на ограждение

Па.



5.Определяем максимально допустимую воздухопроницаемость ограждения

=0,5 кг/(м²·ч)

6. Определяем требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации (воздухопроницанию)

м²·ч·Па/кг.

м²*ч*Па/кг

7. Определяем значения сопротивления воздухопроницанию каждого слоя ограждения

Номер слоя	Материал	№ п. по табл. С.1	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопроницанию Rи, м2чПа/кг
1	Раствор цементно-песчаный		30
2	Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	5	250	18
3	Плиты из пенополистирола	20	100	80
4	Кирпич глиняный обыкновенный на ц/п растворе	7	120	2

8. Находим располагаемое сопротивление воздухопроницанию ограждения в целом как сумму сопротивлений слоев





Сравнив полученное значение с требуемым (, делаем вывод о соответствии ограждения нормативным требованиям по инфильтрации (воздухопроницанию).

Заключение

Помещение имеет промышленное назначение, пункт строительства - Магадан.

Конструкция будет отвечать нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации при:

– толщине утеплителя 0,1м;

– общей толщине ограждения 0,5 м;

– массе 1 м² ограждения m=721,5кг/м²;

– сопротивлении теплопередачи R_о=2,730 м²*К/Вт;

– коэффициенте теплопередачи = Вт/(м²К);

– действующем перепаде давления ΔP=60,593 Па.