Контрольная работа по "Строительной физике"

Министерство образования  и науки РФ

Государственное образовательное  учреждение высшего 

профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский  политехнический университет»

 

 

                             Кафедра Архитектуры

                                                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная  работа по Строительной физике

 

Вариант №15

 

                                                      

 

 

 

 

 

 

Студента   ___I______ курса

                                                        преподаватель:

Запольских Татьяна  Юрьевна

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2011

 

 

 

Задание 1 Определить достаточность сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки  с внутренним утепляющим слоем  из пенополистирольных плит с объёмной массой 100 кг/м³

 

Место строительства – г. Москва

Зона влажности – нормальная (согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий).

Продолжительность отопительного периода z_ht = 214 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 = –3,1 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 = –28 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 = + 20ºС (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).

 

Определение градусо-суток отопительного периода (формула 2 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.):

 

D_d = (t_int – t_ht)·z_ht = (20–(–3,1))·214 = 4943,4 °С·сут

 

  Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен (формула 1 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.) а=0,00035, b=1,4: 

 

 

 

 

 

 

R_req = aD_d + b =0,00035·4943,4+ 1,4 =3,13 м²·°С/Вт.

 

Для наружных стен из кирпича  с утеплителем следует принимать  приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r

с учетом  коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510мм. равен 0,74 ( п. 8,17 СП 23-101-04 ), т.е.

 

 

где R₀ – общее сопротивление теплопередаче, м²·°С/Вт. Расчет ведется из условия равенства

,

следовательно,

= 3,13/0,74 = 4,23 м² °С /Вт.

Определяем нормируемые  теплотехнические показатели материалов стены (по таблице Д.1 СП 23-101-04) и сводим их в таблицу.

  

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R, м2·°С/Вт
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,81	0,019
2	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1200	0,380	0,52	0,731
3	Плиты пенополистирольные	100	Х	0,052	Х
4	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)	1600	0,120	0,58	0,207

 

Общее термическое сопротивление  стены  без учета утеплителя

 

R₀¹ = 

м²·°С/Вт.

 

R = 1,09 < R₀ = 4,23 м² ºС /Вт;

 

Вывод: Ограждающая конструкция не удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 7 Определить достаточность сопротивления воздухопроницанию стеновой панели, состоящей из 2-х слоев железобетона δ=100 мм и внутреннего слоя утеплителя из пенополистирола толщиной 100 мм.

 

                  

№	Наименование	Значение
1	Место строительства	г. Москва
2	Условия эксплуатации	Б
3	Зона влажности	Нормальная
4	Температура внутреннего  воздуха	tint=+20 0С
5	Температура холодной пятидневки	text = - 28 0С
6	Высота здания от поверхности  земли до верха карниза	Н= 28 м
7	Нормативная воздухопроницаемость ограждающих  конструкций	Gn = 0,5 кг/(м2.ч)

 

  

Расчет ведется в  соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 и СП 23–101-04 методом сопоставления фактического сопротивления воздухопроницанию , рассматриваемой ограждающей конструкции нормируемому сопротивлению .

Согласно данным табл.17 СП 23–101-04 устанавливаем значения сопротивлений воздухопроницанию  слоев стеновой панели.

 

№	Материалы и конструкции	Толщина слоя, мм	Сопротивление воздухопроницанию Rint,, м2.ч•Па/кг
1	Железобетон (сплошной без швов)	100	19620
2	Пенополистирол	100	79
3	Железобетон (сплошной без швов)	100	19620

 

Фактическое сопротивление  воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции м² ∙ч∙Па/кг (определяется по формуле 67 СП 23–101-04):

= R_{inf 1} + R_{inf 2} +...+ R_{inf  n,}

                   

где  R_{inf 1,} R_{inf 2}, …. R_{inf  n} -  сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·ч·Па/кг.

Фактическое сопротивление воздухопроницанию должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию (определяемого по формуле 12)  СНиП 23-02-03):

  

где G_n – нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²•ч), (принимаемая по табл. 11 СНиП 23-02-03);

∆p – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, (рассчитываемая по формуле 13 СНиП 23-02-03):

 

∆p = 0,55 • Н • (γ_ext – γ_int) + 0,03 • γ_ext• v²,   

 

где Н – высота здания  (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

γ_{ext ,} γ_int -  удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, (определяемый по формуле 14 СНиП 23-02-03):

γ_{ext =}   γ_int =             

t_{ext –}  расчетная температура наружного воздуха, ⁰С; 

t_int  - расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰C;

v – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, (принимаемая по табл. 1 СНиП 23-02-03).

 

Сначала рассчитываем удельный вес наружного γ_ext и внутреннего γ_int воздуха:

γ_ext = 

Н/м³

y_int =

Н/м³

 

По таблице 1 СНиП 23-01-99 устанавливаем максимальную из средних скоростей ветра по румбам за январь,  которая для г. Москва составляет 4,9 м/с.

Подставляем найденные  значения γ_ext, γ_int и вычисляем разность давлений воздуха на наружной и внутренней  поверхностях ограждения:

 

∆p = 0,55 · 28 · (14,13 – 11,82) + 0,33 · 14,13 · 4,9² = 147,52Па

 

Далее определяем требуемое  сопротивление воздухопроницанию 

ограждающей конструкции :

 

=  м² · ч·Па/кг

 

Используя данные таблицы 17 СП 23–101-04, вычисляем фактическое сопротивление воздухопроницанию  рассматриваемого ограждения:

 

= 19620 + 79 + 19620 =  39319 м² · ч ·Па/кг

 

Вывод: Условие,  = 39319 > = 295,04 м²·ч·Па/кг,  выполняется, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет по воздухопроницаемости требованиям СНиП 23-02-03.

Задание 8  Определить площадь бокового одностороннего остекления 3-х пролетного цеха по данным таблицы. Здание отдельно стоящее. Город принять по заданию 1.

№ варианта

Размеры здания, м

еµ %

К3

Вид остекления

Материал переплетов

Значение коэф-та отражения

Ориентация световых проемов

Разряд зрительной работы

I1

I2

I3

L

H

q1

q2

q3

15

12

18

18

84

8,4

1,0

1,4

Стекло оконное тройное

дерево

0,6

0,7

0,3

Ю3

VI

 

Расчет производим по формуле:

где S_о^б – площадь светопроемов при боковом освещении помещений, м²;

S_п – площадь пола, достаточно освещённая естественным светом, зависит от разряда выполняемой зрительной работы и типа освещения. При одностороннем боковом освещении площадь пола , м², в зависимости от разряда выполняемой работы принимается:

для V – VII разряда =84*2*8,4=1411,2 м²

 (формула 1, СНиП 23-05-95*)

=0,6 (нормированное значение К.Е.О. при боковом освещении в зависимости от разряда и подразряда зрительной работы, контраста объекта с фоном и характеристики фона, %, определяемое по таблице 1 СНиП 23-05-95*);

=1 (коэффициент светового климата, принимаемый по таблице 4 с учетом приложения Д* СНиП 23-05-95*);

=0,6*1=0,6%

= 1 (номер группы административных районов по ресурсам светового климата, принимаемый по приложению Д* СНиП 23-05-95*);

=1,4 коэффициент запаса, зависящий от состояния воздушной среды производственных помещений (количества пыли, дыма, концентрации паров и т.п.), а также от количества чисток остекления световых проемов в год и угла наклона светопропускающего материала к горизонту;