Контрольная работа по «Строительная физика»

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Пермский государственный  технический университет

Строительный факультет

Кафедра архитектуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Контрольная работа

по курсу «Строительная физика»

вариант №24

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил студент

Группы ПГСз-08.02

Смирнова А.В.__________

Работу проверил и  принял

Запольских Т.Ю.________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕРМЬ-2010

Вариант 24

 

Задание 1

Определить достаточность сопротивления  теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объёмной массой 40 кг/м³. Выполнить проверку санитарно-гигиенических требований.

 

 

 

А. Исходные данные

 

• Место строительства – г. Ярославль
• Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Продолжительность отопительного периода z_ht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже  +8 ºС].
• Средняя расчетная температура отопительного периода t_ht = –4 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже  +8 ºС].
• Температура холодной пятидневки t_ext = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для  пятиэтажного жилого дома:

• температура внутреннего воздуха t_int = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для  жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];
• влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для  жилых зданий относительная влажность воздуха 55%]. ;
• влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный] .
• Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б  [согласно СНиП 23-02–2003. Табл. 2 ].
• Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения а_int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 23 Вт/м²·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3  Расчётная схема

Необходимые данные о  конструктивных слоях стены для  теплотехнического расчёта сведены в таблицу.

Нормируемые теплотехнические показатели материалов стены определяем  по приложению Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и сводим их в таблицу.

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, м2·°С/Вт
1	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1200	0,38	0,52	0,73
2	Плиты пенополистирольные	40	0,125	0,05	2,5
3	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)	1600	0,12	0,58	0,21

,Вт/(м·°С)- по прилож. Д, СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий

R= /

Б. Порядок расчета

 

Для наружных стен из кирпича  с утеплителем следует принимать  приведенное  сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности , который для стен жилых зданий из кирпича толщиной 500 мм (без учета утеплителя) равен 0,74 по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», п.8.17, т.е., = ,

где – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²·°С/Вт.

,

где = 1/a_int=1/8,7=0,1149 Вт/(м²·°С),

a_int =8.7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =0,73+2,5+0,21=3,44 м²·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции,

где R₁, R₂, ..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции.

R_se = 1/a_ext=1/23=0,0435 Вт/(м²·°С),

a_ext=23 м²·°С/Вт - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

 м²·°С/Вт

= =3,60 м²·°С/Вт

 

Определяем величину градусо-суток  отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

= (20+4)·221 = 5304ºС^.сут,

где =+21ºС - температура внутреннего воздуха  (СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», табл. 1);

= -4ºС - средняя расчетная температура отопительного периода  (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1);

= 221 суток - продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)

  Нормируемое сопротивление  теплопередаче наружных стен  вычисляем по формуле R_req = aD_d + b по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 (табл. 4)

=0,00035·5304 + 1,4 =3,26 м²·°С/Вт 

Условие, = 2,66  > , = 3,26 м²· °С/Вт не выполняется, толщины утеплителя мм не достаточно для сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки, поэтому необходимо увеличить толщину утеплителя до мм.

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =0,73+(0,2/0,05)+0,21=4,94 м²·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции.

 м²·°С/Вт

= =5,10 м²·°С/Вт

Условие, = 3,77  > , = 3,26 м²· °С/Вт выполняется

Проверка санитарно-гигиенических  требований.

Проверяем выполнение условия  .

По формуле (4) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем расчётный температурный перепад

ºС.

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл. 6 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» n=1 (стены);

t_ext - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, = –31ºС (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», табл. 5 = 4,0°С (наружные стены в жилых зданиях) условие, = 1,55 < = 4,0ºС, выполняется.

В.Проверка санитарно-гигиенических требований.     Проверяем  выполнение условия  t tn (1):   t=n( tint - text  ) /аint R0r    t=1(21+31) /8.7*3,77 = 52/32.80= 1.58ºС   Согласно таб. 5 СНиП 23-02-2003:                tn = 4ºС , следовательно условие (1) выполняется.   Проверяем  выполнение  условия.   > td. Для расчета  используем формулу (25) СП 23-101-04:   = tint - [ n ( tint - text ) ] /(  аint R0r ) = 21-[ 1 ( 21+31 ) ]/ (  3,77*8.7 )=   = 21 – 52/32,8 = 21 – 1,58 = 19,42 ºС   n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Согласно приложению Р СП 23-101-04 для температуры внутреннего  воздуха  tint =20\1ºС  и относительной влажности = 55 %  температура точки росы td   =11,62 ºС , следовательно, условие > td.  выполняется. . Вывод: Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Задание 2

Определить толщину утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из ж/б панели мм, пароизоляция – 1 слой рубитекса; цементно-песчаной стяжки мм и утеплителя – плиты минераловатные с объёмной массой 125 кг/м³ в городе Ярославле.

• Место строительства – г. Ярославль
• Климатический район – II B [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., рисунок 1-схематическая карта климатического районирования для строительства].
• Зона влажности – нормальная[согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Продолжительность отопительного периода z_ht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже  +8 ºС].
• Средняя расчетная температура отопительного периода t_ht = –4ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже  +8 ºС].
• Температура холодной пятидневки t_ext = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для  пятиэтажного жилого дома:

• Температура внутреннего воздуха t_int = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для  жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];
• влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для  жилых зданий относительная влажность воздуха 55%]. ;
• влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный] .
• Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б  [согласно СНиП 23-02–2003. ].
• Коэффициент теловосприятия внутренней поверхности ограждения а_int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 12Вт/м²·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплотехнический  расчет чердачного перекрытия

(определение  толщины утеплителя и выполнения  санитарно-гигиенических требований  тепловой защиты здания)

 

А. Исходные данные

 

 

Рис. 4  Расчётная схема

            

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

 

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	, Вт/(м·°С)	, (м2·°С/Вт)
1	Железобетонная панель	2500	0,10	2,04	0,049
2	Пароизоляция – 1 слой рубитекса (ГОСТ 10293)	600	0,005	0,17	0,029
3	Цементно-песчаная стяжка	1800	0,03	0,93	0,032
4	Плиты минераловатные	125	Х	0,036	-

 

Б. Порядок расчета

 

Определяем величину градусо-суток  отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

= (21+4)·221 = 5525ºС^.сут

Нормируемое сопротивление  теплопередаче чердачного перекрытия вычисляем по формуле (1) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00045 и = 1,9 (табл. 4)

=0,00045·5525 + 1,9 =4,29 м²·°С/Вт

Из условия равенства  общего термического сопротивления нормируемому , т.е. = , определяем по формуле (7) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» термическое сопротивление чердачного перекрытия  R_к:

=4,29 – (1/8,7 + 1/12) = 4,29 – 0,198 = 4,1  м²·°С/Вт,

a_ext=12 м²·°С/Вт — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»,

a_int =8.7 — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

R_ут – термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения: