МІНІСТЕРСТВО МОРСЬКОГО І РІЧКОВОГО ТРАНСПОРТУ
ДЕРЖАВНА освітня установа вищої професійної освіти
«Санкт-Петербурзький державний
УНІВЕРСИТЕТ ВОДНИХ КОМУНІКАЦІЙ »
Практична
робота № 1
«Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджень будівлі» Виконала: студентка
групи ВЗО ГТС 3 курсу
Афанасьєва Г.М.
Перевірив: Смирнов В.М.
Санкт-Петербург 2009
Мета виконання
роботи - набуття досвіду проектування зовнішніх огороджень
будівлі на прикладі проектування зовнішньої стіни, що
відповідає санітарно-гігієнічним вимогам та умовам
енергозбереження, а також придбання навичок роботи з нормативною літературою.
Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни будівлі виконується у відповідності зі СНіП \ II-3-79 «Будівельна теплотехніка» і СНиП 23-01-99 «Будівельна кліматологія».
Кінцевою метою розрахунку є обчислення товщини теплоізоляції при заданій товщині несучої частини зовнішньої стіни або визначення товщини несучої частини стіни (з урахуванням міцності конструкційного матеріалу) при заданій товщині теплоізоляції.
Таблиця 1
Теплотехнічні показники використовуваних будівельних
матеріалів (по Сніп II-3-79 *)
№ по схемі
| Матеріал
| Характеристика матеріалу в сухому стані
| Розрахункові коефіцієнти (за умови експлуатації за додатком 2) СНиП II-3-79 *
|
Щільність γ 0, кг / м 3
| Коефіцієнт теплопровідності λ, Вт / м * ° С
| Теплопровідності λ, Вт / м * ° С
| Теплозасвоєння (при періоді 24 год) S, м 2 * ° С / Вт
|
А
| Б
| А
| Б
|
1
| Цементно-піщаний розчин (поз. 71)
| 1800
| 0.57
| 0.76
| 0.93
| 9.6
| 11.09
|
2
| Цегляна кладка з суцільного цегли глиняної звичайної (ГОСТ 530-80) на цементно-піщаному розчині (поз. 84)
| 1800
| 0.56
| 0.7
| 0.81
| 9.20
| 10.12
|
3
| Мати мінераловатні прошивні (ГОСТ 21880-94) і на синтетичному сполучному (ГОСТ 9573-82) (поз. 131)
| 50
| 0.048
| 0.052
| 0.06
| 0.42
| 0.48
|
4
| Листи гіпсові обшивальні (суха штукатурка) (поз. 83)
| 800
| 0.15
| 0.19
| 0.21
| 0.34
| 0.66
|
1 - штукатурка цементно-піщаний розчин
2 - цегляна стінка
3 - утеплювач
4 - повітряний прошарок
5 - гіпсокартонні плити
Таблиця 2
Умови експлуатації огороджувальних конструкцій в залежності від вологісного режиму приміщень і зон вологості
Вологісний режим приміщень (по табл. 1 СНиП II-3-79 *)
| Умови експлуатації А і Б в зонах вологості
|
Сухий
| Нормальний
| Вологий
|
Сухий Нормальний Вологий або мокрий
| А А Б
| А Б Б
| Б Б Б
|
При виконанні
розрахунків прийнятий нормальний вологісний режим у приміщеннях.
Обчислимо необхідний опір теплопередачі огорожі з урахуванням санітарно-гігієнічних та комфортних умов за формулою:
R
0 тр =
(t в - t n) * n (1)
Δ t
n * α
в де t
в -
розрахункова температура внутрішнього повітря ° С, яка набуває чинності згідно з ГОСТ 12.1.1.005-88 і нормами проектування
відповідних будинків і споруд, приймається в практичній роботі рівною +18 ° С для адміністративного будинку згідно зі СНіП;
t
n - розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, ° С, що дорівнює середній температурі найбільш холодної п'ятиденки, забезпеченістю 0,92 за СНіП 23-01-99 і
відповідно до завдання за варіантом № 4 по м.
Калінінград приймається рівною -19 ° С;
n - коефіцієнт, який приймається за СНіП II-3-79 * (таблиця 3 *) в залежності від положення зовнішньої
поверхні огороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітря і приймається рівним n = 1;
Δ t
n - нормативний і температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції - встановлюється за СНіП II-3-79 * (таблиця 2 *) і приймається рівним Δ t
n = 4,5 ° С;
α
в - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальних конструкцій приймається за за СНиП II-3-79 * (таблиця 4 *) і приймається рівним α
в = 8,7 Вт / м
2 * ° С.
R
0 тр =
(18 - (-19)) * 1 = 0,945
4,5 * 8,7
Визначимо градусо-добу опалювального періоду за формулою:
ГСОП = (t
в - t
от.пер) * z
от.пер, де t
в - те ж, що і у формулі (1);
t
от.пер - середня температура, ° С, періоду з середньою добовою температурою повітря нижче або дорівнює 8 ° С по СНіП 23-01-99;
z
от.пер - тривалість, діб., періоду з середньою добовою температурою повітря нижче або дорівнює 8 ° С по СНіП 23-01-99,
ГСОП = (18-1,1) * 193 = 3261,7 ° С * добу.
Визначимо опір теплопередачі R отр по умови енергозбереження
відповідно до вимог СНиП II-3-79 * (таблиця 1б *) та санітарно-гігієнічних і комфортних умов. Проміжні значення визначаємо інтерполяцією.
Таблиця 3
Опір теплопередачі огороджувальних конструкцій (за даними СНиП II-3-79 *)
Будинки й приміщення
| Градусо-добу отпітельного періоду, ° С * добу
| Приведений опір теплопередачі стін, не менше R 0 тр (м 2 * ° С) / Вт
|
Громадські адміністративні та побутові, за винятком приміщень з вологим або мокрим режимом
| 3261,7
| 1,9
|
Опір теплопередачі огороджувальних конструкцій R (0) приймаємо як найбільше із значень обчислених раніше: R
0 тр = 0,945 <R
0 тр = 1,9, отже R
0 тр = 1,9 (м
2 * ° С) / Вт = R ( 0).
Запишемо рівняння для обчислення фактичного опору теплопередачі R
0, огороджувальної конструкції з використанням формули,
відповідно до вказаної
розрахункової схемою і визначимо товщину δ
x розрахункового шару огорожі з умови:
R
0 =
1 + Σ
δ i +
δ x +
1 = R (0)
α
н λ
i λ
x α
в , Де δ
i - товщина окремих шарів огорожі крім розрахункового в м;
λ
i - коефіцієнти теплопровідності окремих верств огородження (крім розрахункового шару) в (Вт / м * ° С) приймаються за СНіП II-3-79 * (додаток 3 *) - у практичній роботі таблиця 2;
δ
x - товщина розрахункового шару зовнішнього огородження в м;
λ
x - коефіцієнт теплопровідності розрахункового шару зовнішнього огородження в (Вт / м * ° С) приймаються за СНіП II-3-79 * (додаток 3 *) - у практичній роботі таблиця 2;
α
в - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальних конструкцій приймається за за СНиП II-3-79 * (таблиця 4 *) і приймається рівним α
в = 8,7 Вт / м
2 * ° С.
α
н - коефіцієнт тепловіддачі (для зимових умов) зовнішній поверхні огороджувальної конструкції приймається за за СНиП II-3-79 * (таблиця 4 *) і приймається рівним α
н = 23 Вт / м
2 * ° С.
Термічний опір R
к (м
2 * ° С / Вт), огороджувальної конструкції з послідовно розташованими однорідними шарами слід визначати як суму термічних опорів окремих шарів:
R
к = R
1 + R
2 ... + R
n + R
вп де R
1; R
2; ... R
n - термічні
опори окремих шарів огороджувальної конструкції;
R
вп - термічний опір замкнутої повітряного прошарку приймається за СНиП II-3-79 * і приймається рівним, відповідно до вказаної
розрахунковою схемою при товщині повітряного прошарку 0,03 м і при позитивній температурі повітря в прошарку R
вп = 0,14 м
2 * ° С / Вт.
У кінцевому варіанті рівняння для обчислення фактичного опору теплопередачі R
0, огороджувальної конструкції буде
мати наступний вигляд:
R
0 =
1 +
δ 1 +
δ 2 +
δ x +
δ 4 +
δ 5 + R
вп +
1 = R (0)
R
0 =
1 +
0,02 +
0,12 + _
δ x_ +
0,12 +
0,0125 + 0,14 +
1 _ = R (0) = 0,043 +0,0215 +0,148 +
δ x +0,148 +0,059 +0,14 +0,115
23
0,93 0,81 0,06 0,81 0,21
8,7 0,06
→ R (0) = 0,675 +
δ x = 1,9 →
δ x = (1,9-0,675) * 0,06 = 0,0735 м. 0,06
Приймаються остаточну товщину розрахункового шару
δ ф з округленням
δ x в бік збільшення до найближчого значення фактичної товщини з урахуванням виду матеріалу шару. Відповідно до завдання в практичній роботі в якості розрахункового шару розраховується утеплювач -
мати мінераловатні прошивні (ГОСТ 21880-94), тому δ
ф приймається рівним округленням у бік збільшення до розмірів конкретного утеплення у відповідності з заданими типорозмірами за ГОСТ 21880-94 δ
ф = 0,08 м.
Обчислимо фактичне термічний опір розрахункового шару за формулою:
R
ф = δ
ф / λ
ф = 0,08 / 0,06 = 1,33 м
2 * ° С / Вт.
Визначимо теплову інерцію D огороджувальної конструкції за формулою:
D = R
1 * s
1 + R
2 * s
2 + ... R
n * s
n; де R
1, R
2 ... R
n - термічні опори окремих шарів огороджувальної конструкції;
s
1, s
2 ... s
n; -
розрахункові коефіцієнти теплозасвоєння матеріалу окремих шарів огороджувальних конструкцій Вт / м
2 * ° С, що приймаються за СНіП II-3-79 *.
Розрахунковий коефіцієнт теплозасвоєння повітряних прошарків приймається рівним нулю.
D = 0,0215 * 11,09 + 0,145 * 10,12 + 1,33 * 0,48 + 0,148 * 10,12
+ 0,0595 * 0,66 = 3,91.