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 *)
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
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 *)
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.
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 |
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 |
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 |
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.