Контрольная работа по «Строительная физика»

4,1 –(0,049 + 0,029+0,032) = 3,99 м²·°С/Вт.

Далее по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» вычисляем толщину утепляющего слоя

R = d / l →

= 3,99·0,036 = 0,14 м

Принимаем толщину утепляющего  слоя 140 мм.

Определяем  общее  фактическое сопротивление теплопередаче  ограждения  с учетом принятой толщины утеплителя

  м²· °С/Вт.

Условие, 3,64 = 4,29 м²·°С/Вт, выполняется.

 

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических  требований

тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия  :

 

∆t = (t_int – t_ext)/ a_int = (21+31) /4,29*8.7 = 51/37,32= 1,36°С

 

Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Нормируемый температурный перепад чердачных перекрытий в жилых зданиях ∆t_n = 3 °С, следовательно, условие ∆t =1,36°С < ∆t_n = 3 °С  выполняется.

Проверяем выполнение условия  :

 

= t_int - [ n ( t_int - t_ext ) ] /( а_int)= 21-[ 1 ( 21+31 ) ] / (  4,29*8.7 )=21- 1,39=18,66°С

 

 

            Значение коэффициента, учитывающего зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1 для чердачного перекрытия находим по табл.6 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.

 

Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий для температуры внутреннего воздуха t_int = +20 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы t_d = 11,62 °С, следовательно, условие

  > td

18,66 °С > t_d = 11,62 °С выполняется.  

 

Вывод. Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

 

 

 

 

 

 

 

Задание  3

Определить достаточность  сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1 слой – кирпичной кладки

2 слой – пенополистерольного  утеплителя 

3 слой - кирпичной кладки 

Характеристики материалов:

1. Кирпичная кладка  из обыкновенного глиняного кирпича  на цементо-песчаном растворе,

2. Пенополистирол,

А. Исходные данные

 

• Место строительства – г. Ярославль
• Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Приложение В-обязательное].
• 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. ];
• относительная влажность внутреннего 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%]. ;
• Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А  [согласно СНиП 23-02–2003. ].
• 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]

 

 

Наименование	Значение
Место строительства	г.  Ярославль
Температура внутреннего воздуха	tint = +21 0С
Расчетная зимняя температура	text= -31 0С
Относительная влажность  внутреннего воздуха	φint=55 %
Коэффициент тепловосприятия  внутренней поверхности  ограждения	αint=8,7 Вт/м2·0С
Коэффициент теплоотдачи  наружной поверхности  ограждений	αext=23 Вт/м2·0С

 

 

 

 

 

Б. Порядок  расчета

 

Расчет  ведется в  соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно  соблюдаться условие .

Используя приложение (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», определяем теплотехнические характеристики  материалов ограждения.

 

№	Наименование  материала	γ0, кг/м3	δ, м	λ, Вт/м 0С	R, м2·0С/Вт	μ, мг/м·ч·Па
11	Кирпичная кладка из обыкновенного  глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,51	0,70	0,73	0,11
22	Утеплитель Пенополистирол	100	0,15	0,041	3,66	0,05
3	Кирпичная кладка из обыкновенного  глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,12	0,70	0,17	0,11

 

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п. 9.1, примечание 3 плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)    должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

- нормируемого сопротивления паропроницанию  м²·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период),  определяемого по формуле (16) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

- нормируемого сопротивления  паропроницанию  м^2·ч·Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле (17) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

 

где e_int – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по  формуле (18) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где Е_int – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int, ⁰С, принимаемое по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», приложению (С);

φ_int – относительная влажность внутреннего воздуха;

Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

,

где Е₁, Е₂, Е₃ – парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации τ_с, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего,  весенне-осеннего и летнего периодов;

z₁, z₂, z₃ – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3 с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду  относятся месяцы со средними температурами  наружного воздуха ниже минус 5⁰ С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 ⁰С до плюс 5 ⁰С;

в) к летнему периоду  относятся месяцы со средними температурами  воздуха выше плюс 5 ⁰С.

 – сопротивление паропроницанию, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

e_ext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7;

z₀ – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по «Строительная климатология», табл. 3;

Е₀ – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;

ρ_w – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м³, в сухом состоянии;

δ_w – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м;

∆w_av – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги  в  материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z₀;

 – коэффициент, определяемый  по формуле (20) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, а значения температур в плоскости возможной  конденсации τ_i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

где t_int, ⁰C – расчетная температура внутреннего воздуха;

       t_i, ⁰C – расчетная температура наружного воздуха i – го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

        R_si – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения

 м²·⁰С·Вт;

        – термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

         R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

R₀ = R_si + R₁ + R₂ + …. R_n + R_se,

      R_se - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей конструкции

 м^{2 0}С/Вт;

      R₁, R₂, и R_n -  термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

где δ_i – толщина i-го слоя, м;

      λ_i -  коэффициент теплопроводности материала i-го  слоя, определяемый по приложению (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции м²·⁰С/Вт

Термическое сопротивление  слоя ограждения в пределах от внутренней  поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

 

(м² · ⁰С)/Вт

Для соответствующих  периодов года устанавливаем их продолжительность z_i , мес., и среднюю температуру наружного воздуха t_{i ,} ⁰С, а далее по формуле для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τ_i для климатических условий г. Ярославля:

- зима (январь, февраль, март, декабрь), z₁ = 4 месяца

t₁ = 

⁰С

 ⁰С

- весна – осень  (апрель, октябрь, ноябрь), z₂ = 3 месяца

t₂ =

⁰С

 

⁰С

- лето (май – сентябрь), z₃ = 5 месяцев

t₃ =

⁰С

 

⁰С

По приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»  для t_int = 20^оС устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле определяем  давление водяного пара внутреннего воздуха

 Па

Для соответствующих  периодов по найденным температурам (τ₁, τ₂, τ₃) определяем по приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» максимальные парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара: Е₁ = 327 Па, Е₂ = 732 Па, Е₃ = 1652 Па и далее по формуле рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:

 Па

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

  м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, за годовой период, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7, составляет 740 Па.

По формуле  определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации