Проверка соответствия помещения теплотехническим требованиям

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

Исходные данные по СНиП 23 01−99

Пункт строительства — БЛАГОВЕЩЕНСК Амурской области.

1) Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха

Вели

чина

Месяц

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

tВ, ?С

-24,3

-18,6

-9,4

2,6

10,9

17,8

21,4

19,1

12,2

2,1

-11,3

-21,8

ев, Па

80

110

220

420

730

1430

1940

1730

1060

490

200

90

2) Температура воздуха, ?С:

· средняя наиболее холодной пятидневки -34

· средняя отопительного периода -11,5

3) Продолжительность периодов, сут.:

· влагонакопления z0= 171

· отопительного zот= 212

4) Повторяемость П и скорость ветра х

Месяц

Характеристика

РУМБ

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Январь

П, %

21

5

1

1

6

6

11

49

х, м/c

3,4

1,9

1,7

1,8

1,8

1,5

1,9

3,3

1.2 Параметры микроклимата помещения

1. Назначение помещения — общественное

2. Температура внутреннего воздуха в здании tв =20 ?С

3. Относительная влажность внутреннего воздуха в здании цв =55%

4. Высота здания Н = 34 м

5. Разрез рассчитываемого ограждения

1,5 — железобетон;

2,4 — воздух;

3 -минераловатные плиты жесткие (300 кг/м3)

1.3 Теплофизические характеристики материалов

1) Определяем влажностный режим помещения по табл.1 [1]:

tв =20 ?С, цв = 55% режим — нормальный

2) По карте прил.1 [1, с. 14] определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт: Хабаровск — зона 2 — нормальная

3) По прил.2. [1, с. 15] определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции: Б

4) Из прил.3 [1, с. 15…23] выписываем значения характеристик материалов, составляющих данную конструкцию

слоя

Материал

слоя

№ позиции

по прил. 3

Плотность

с, кг/м3

д, м толщина слоя

Коэффициенты

Теплопроводности

л,

Вт/(м· К)

R, термическое сопротивление, м2К/В

Сопротивление паропроницаемости Rп=д/µ

Паропроницания

м,

мг/(м·ч·Па)

1

Железобетон

1

2500

0,045

2,04

0,022

1,500

0,03

3

Минераловатные плиты жесткие

33

300

0,300

0,09

3,333

0,732

0,41

5

Железобетон

1

2500

0,045

2,04

0,022

1,500

0,03

2. Определение точки росы

1. 1) Из прил.1 «Методических указаний…» находим упругость насыщающих воздух водяных паров: tв =20 ?С Ев=2338Па

2) Вычисляем фактическую упругость водяных паров, Па, по формуле

ев= цв· Ев/100, где цв = 55%: ев= 55·2338/100 = 1285,9 Па

3) По численному значению ев обратным ходом по прил.1 «Методических указаний…» определяем точку росы tр с точностью до 0,1 ?С: tр= 10,7 ?С

3. Определение нормы тепловой защиты

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

1) Определяем градусо — сутки отопительного периода по формуле

ГСОП = X= (tв — tот) · zот ,

где tв — расчетная температура внутреннего воздуха, ?С

tот -средняя температура отопительного периода, ?С

zот — продолжительность отопительного периода, сут.

ГСОП = Х = (20+11,5)·212= 6678

2) Рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле, м2К/Вт (значения R и в берутся из таблицы):

Rоэ=R+в*X = 1,4+0,35·6678=3,737

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

1) По табл.2 [1, с. 4] определяем нормативный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции: Дtн = 4,0 о С

2) По табл.3 [1,с. 4] определяем корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом: n= 1

3) По табл.4 [1,с. 4] находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции: бв= 8,7 Вт/(м2 К)

4) Вычисляем нормативное сопротивление теплопередаче по условию санитарии, по формуле:

Rос = (tв — tн)·n/ (бв· Дtн), м2 К/Вт

где tн — расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки.

Rос = (20+34)·1/(8,7·4,0)=1,552

3.3 Норма тепловой защиты

Определяем

Rо: Rоэ= 3,737 (м2*К/Вт) Rо= Rоэ= 3,737 (м2 К/Вт)

Rос=1,552 (м2*К/Вт)

4. Расчет толщины утеплителя

1) По табл.6 [1,с. 5] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде: бн= 23, Вт/(м2 К)

2) Вычисляем сопротивление теплообмену, м2*К/Вт:

на внутренней поверхности Rв =1/ бв= 1/8,7=0,115

на наружной поверхности Rн =1/ бн=1/23=0,043

3) Определяем термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами, м2 К/Вт, по формуле Riii:

R1, 5 = 0,045/2,04=0,022

R2 = 0,14 R4 =0,165

4) Вычисляем минимально допустимое (требуемое) сопротивление утеплителя по формуле

Rут = R0 — (Rв + Rн +?Rиз), м2 К/Вт

где ?Rиз — суммарное сопротивление слоев с известными толщинами:

Rут = 3,737-(0,115+0,043+0,022+0,14+0,165+0,022)=3,23

5) Вычисляем толщину утепляющего слоя, м, по формуле дутут *Rут:

дут= 0,09·3,23=0,291 м

6) Округляем толщину утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю для минераловатных слоев 2 см: дут= 0,3 м

7) Вычисляем термическое сопротивление утеплителя (после унификации), м2 К/Вт (вместо индекса — порядковый номер слоя):

Rут = R3 = 0,3/0,09=3,333 м2 К/Вт

8) Определяем общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации, м2 К/Вт, по формуле

Rо = Rв+Rн +Rут + ?Riиз:

Rо = 0,115+0,043+3,333+0,022+0,14+0,165+0,022=3,84 м2 К/Вт

5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

1) Вычисляем температуру на внутренней поверхности ограждения, ?С

по формуле

фв=tв — ((tв — tн)· Rв/ Rо):

фв= 20-((20+34)·0,115/3,84)=18,4 ?С

фв> tр, следовательно, согласно указаниям п. 2. 10 [1,с. 6], роса на поверхности не выпадет.

2) Определяем термическое сопротивление конструкции, м2 К/Вт:

R = ?Ri = 0,022+0,14+3,23+0,165+0,022=3,579

3) Вычисляем температуру в углу стыковки наружных стен по формуле (для R=0,6…2,2 м К/Вт)

фу= фв— (0,175 — 0,039R)·(tв — tн):

фу= 18,383- (0,175−0,039*3,579)·(20+34)=16,5 0С

4) фу> tр, следовательно, согласно указаниям п. 2. 10 [1,с. 6], роса в углу не выпадет.

6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения

1) Определяем сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, каждого слоя по формуле

Rпiii:

Rп1, 5 = 0,045/0,03=1,5

Rп2, 4 = 0

Rп3 = 0,291/0,41=0,71

и конструкции в целом:

? Rп =3,71

2) Вычисляем температуру на поверхности ограждения по формуле п. 1 разд.5 при температуре tн = tнI самого холодного месяца:

фвI= 20-((20+24,3)·0,115/3,84)=18,7 ?С

микроклимат помещение влажностный ограждение

3) По прил.1 «Методических указаний…» находим максимальную упругость Ев* =2155 Па, отвечающую температуре фвI = 18,7 ?С

4) Графическим методом определяем изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца.

На оси абсцисс последовательно откладываем значения сопротивлений Rв, R1, R2, R3, R4, R5, Rн, составляющих в целом Rо. На оси ординат откладываем значение температуры внутреннего воздуха tв и значение средней температуры самого холодного месяца (января).

На пересечении построенной линии, соединяющей точку со значением температуры внутреннего воздуха и точку с температурой самого холодного месяца (января), с границами слоев определяем значения температур на границах.

фв= 18,8 ?С

t1−2 = 18,4 ?С

t2−3 = 17? С

t3−4 = -21,6?С

t4−5 = -23,4 ?С

фн= - 23,8 ?С

5) Для температур, определенных на границах слоев, по прил. 1 и 2 «Методических указаний…» находим максимальные упругости водяных паров Е на этих границах.

Ев = 2169 Па

Е1−2= 2115 Па

Е2−3= 1937Па

Е3−4= 93Па

Е4−5= 77Па

Ен= 69 Па

6) По аналогии с п. 4, только в координатных осях Rп и Е строим разрез ограждения. По всем границам слоев откладываем найденные в п. 5 значения упругостей Е.

7) На внутренней поверхности конструкции на рис. 2 откладываем значение упругости паров в помещении ев =1285,9 Па (найденной в п. 2 разд. 2), а на наружной — значение ен= 0,9· Ен =62,1 Па, соединяем их прямой линией.

8) В 3-ем слое линия максимальной упругости проходит ниже линии е, значит, в этом слое вводим вспомогательные точки. Для этого на рис. 1 на температурной линии 3-го слоя намечаем через равные промежутки три точки, определяем для них температуру, а по температурам находим максимальные упругости Е, используя прил.1 и 2 «Методических указаний…». Найденные упругости откладываем на рис. 2 в том же слое, разделив его так же, как на рис. 1. По вспомогательным точкам проводим линию Е.

Так как линия е пересекает линию Е, то необходимо проверить влажностный режим конструкции.

7. Проверка влажностного режима ограждения

1) Из точек ев и ен проводим касательные к кривой линии Е. Находим плоскость возможной конденсации. По графику определяем сопротивление паропроницанию слоёв, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации Rпв=2,2 м2чПа/мг, а так же между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения Rпн=1,51 м2чПа/мг.

2) Находим положение плоскости возможной конденсации на температурном графике на рис. 1.

3) Определяем средние температуры:

§ зимнего периода, который охватывает месяцы со средними температурами ниже — 5? С:

tзим= (tI+ tII+ tIII+ tXI+ tXII)/5= (-24,3−18,6−9,4−11,3−21,8)/5=-17,1?C

§ весенне — осеннего периода, который охватывает месяцы со средними температурами от -5?С до +5?С:

tво=(tIV+ tX)/2=(2,6+2,1)/2=2,4?C

§ летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более +5?С:

tл= (tV+ tVI+ tVII+ tVIII+ tIX)/5= (10,9+17,8+21,4+19,1+12,2)/5=16,3?C

§ периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0? С и ниже: tвл=tзим=-17,1 ?С

4) Эти температуры откладываем на наружной плоскости рис. 1 и полученные точки соединяем с tв. Пересечения линий с плоскостью конденсации дают температуры в этой плоскости для соответствующих периодов года, по которым также определяем максимальные упругости Е.

Период и его

индекс

месяцы

Число

месяцев z

Наружная температура периода

Температура и максимальная упругость в плоскости конденсации t, ?С Е, Па

1- зимний

I, II, III,

XI, XII

5

— 17,1 ?С

-16,3

145

2- весенне-осенний

IV, X

2

2,4 ?С

2,8

747

3-летний

V, VI, VII,

VIII, IX,

5

16,3 ?С

16,3

1853

0-влагонакопления

I, II, III,

XI, XII

5

-17,1 ?С

-16,3

145

5) Вычисляем среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации, Па, по формуле

Е=(Е1·z12·z23·z3)/12:

Е=(145·5+747·2+1853·5)/12=949,5

6) Определяем среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе, Па, по формуле ен =?еi/12(еi берем из таблицы п. 1 подразд.1. 1):

енг =(80+110+220+420+730+1430+1940+1730+1060+490+200+90)/12

=708,3

7) Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, м2·ч·Па/мг, при котором обеспечивается накопление влаги в увлажняемом слое из года в год по формуле Rтр1=(ев— Е)·Rпн/(Е — енг):

Rтр1=(1285,9 -949,5)·1,51/(949,5−708,3)=2,106

Rтр1< Rпв =2,2, значит, соответствует требованиям ГОСТа.

8) Определяем среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для влагонакопления, Па, по формуле

ео =? енiо /zо:

ео = (80+110+220+200+90)/5=140

енiо — среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры tн?0?С (в данном случае месяцев зимнего периода).

zо— число таких месяцев в периоде.

9) Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, м2·ч·Па/мг, ограничивающих приращение влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах по формуле

:

Rтр-2=(1285,9-?)/((?-140)/1,51+(300·106· 0,280·3)/100·150·24)=1,121

где д — толщина увлажняемого слоя, м

zо— продолжительность периода влагонакопления, выраженная в часах

с — плотность увлажняемого материала

Дщср — допустимое приращение средней влажности, % по табл. 14[1,с. 13]

Rтр-2< Rпв =2,28, значит, соответствует требованиям ГОСТа.

8. Проверка ограждения на воздухопроницание

1) Определяем плотность воздуха в помещении св, кг/м3, при температуре tв=19?С и на улице сн при температуре самой холодной пятидневки tн=-32?С по формуле

с=м·P/R·T ,

где м — молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль

P — барометрическое давление; принимаем равным 101 кПа

R — универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль·К)

T — температура воздуха, К

св = 0,029·101 000/8,31·(273+19)=1,20

сн = 0,029·101 000/8,31·(273−32)=1,46

2) Вычисляем тепловой перепад давления, Па, по формуле

ДРт=0,56(сн — св)·g·Н,

где g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2

Н — высота здания, м.

ДРт=0,56(1,46 — 1,20)·9,81·48=68,560

3) Определяем расчетную скорость ветра v, принимая в качестве таковой максимальное значение скорости ветра из тех румбов за январь месяц, на которых повторяемость ветра составляет 16% и более. В нашем случае v=7,9 м/с.

4) Вычисляем ветровой перепад давления, Па, по формуле ДРв=0,3· сн ·v2:

ДРв=0,3· 1,46 ·(7,9)2=27,335

и суммарный (расчетный) перепад давления, Па, по формуле ДР= ДРв+ ДРт

ДР=27,335+68,560=95,895

5) Находим по табл. 12 [1,с. 11] допустимую воздухопроницаемость ограждения Gн: для промышленных зданий Gн=0,5 кг/(м2·ч)

6) Определяем требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации, м2·ч·Па/кг, по формуле Rтр = ДР/ Gн:

Rтр = 95,895/0,5=191,79

7) Определяем по прил.9 [1,с. 26] сопротивление воздухопроницанию каждого слоя:

Номер слоя

Материал

Толщина слоя, мм

Пункт прил. 9

Сопротивление Rнi, м2·ч·Па/кг

1,5

железобетон

45

1

8829

2

Плиты минераловатные

280

25

10

8) Находим располагаемое сопротивление воздухопроницанию, м2·ч·Па/кг, по формуле

Rн=? Rнi: Rн=8829*2+10=17 668

Rн> Rтр, следовательно, соответствует нормам.

Заключение

Конструкция отвечает нормативным требованиям при следующих условиях:

§ по тепловой защите

§ по влажностному режиму поверхности и толщи

§ по инфильтрации

Выходные данные для смежных расчетов сооружения:

§ общая толщина стены: добщ=450 мм

§ масса 1 м2 ограждения, кг/м2

у = m/F=?сi·дi= 0,045·2500+0,040·350=386

§ сопротивление теплопередаче Rо=3,840 м2 К/Вт

§ коэффициент теплопередачи К=1/ Rо=0,260 Вт/ м2 К

§ действующий перепад давления ДР=95,895 Па

Список литературы

1. СНиП II — 3 — 79*. Строительная теплотехника/ Минстрой России. М., 1995. 28 с.

2. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973. 240 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой