Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций помещения

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

 

 

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Курсовой проект

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема:

 

«Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций помещения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                     Выполнил: студент гр.110447

Ломако А. Н.

 

                                                                                   Проверила: Артихович Т. Б.

 

 

 

 

 

 

 

Минск -2009

Содержание

 

1.Исходные данные к курсовому проекту                                                                     3

2.Сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций                                4-5

3.Подбор толщины утеплителя.                                                                                     6

4.Проверка тепловой инерции ограждающей конструкции                                      7

5.Теплотехнический расчет заполнения оконного проема и подбор его конструкции                                                                                                                  8-10

6.Расчет тепловлажностного режима наружного ограждения                              11-15

7.Уточнение сопротивления теплопередачи  ограждающих конструкций с учетом  влажностного режима                                                                                                16-17

8.Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций и помещений         18-23

9. Литература                                                                                                                    24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Исходные данные к проекту.

 

Район строительства – г. Брест.

 

Назначение помещения – жилой дом.

 

Расчетные параметры воздуха в  помещениях жилых, общественных, административных и бытовых зданий и сооружений следует принимать по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97:

- расчетная температура воздуха, 

- относительная влажность воздуха, 

 

Влажностный режим помещений и  условия эксплуатации ограждающих  конструкций зданий и сооружений в зимний период следует принимать  по таблице 4.2 в зависимости от температуры  и относительной влажности внутреннего  воздуха:

 

Режим эксплуатации помещения: нормальный.

 

Условия эксплуатации Б.

 

Средние температуры наружного  воздуха наиболее холодных суток  обеспеченностью 0,92 и наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 для  данного района строительства принимаем  по таблице 4.3 СНБ 2.04.01-97:

- средняя температура наиболее  холодных суток

- средняя температура наиболее холодной пятидневки

 

Среднюю температуру наиболее холодных трех суток следует определять как  среднее арифметическое из температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92:

  

Средние параметры наружного воздуха  за отопительный период и его продолжительность следует принимать по таблице 4.4 СНБ 2.04.01-97:

- средняя температура,;

- продолжительность, сут;

- среднее парциальное давление  водяного пара,

 

Наибольшая средняя скорость по румбам с повторяемостью 16% и более  принимаем по таблице 4.5 СНБ 2.04.01-97:

- средняя скорость за январь, =3,7 ;

 

Стоимость тепловой энергии принимаемый по действующим ценам

 =3,35 руб/ГДж.

Стоимость материала  однослойной (теплоизоляционного слоя многослойной) ограждающей конструкции, принимаемый по действующим ценам  =73 руб/м³.

2.Сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций.

Сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций, за исключением заполнений  проемов и ограждающих конструкций помещений с избытками явной теплоты, следует принимать равным экологически  целесообразному , определяемому по формуле :

 

но  не меньше требуемого сопротивления  теплопередаче    , определяемого по формуле:

 

  и не менее нормативного сопротивления  теплопередаче    , приведенного в таблице 5.1 СНБ 2.04.01-97.

  Для данного проекта =2,5

где  - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая по таблице 4.1  СНБ 2.04.01-97, ;

- расчетная температура  наружного воздуха, принимаемая  по таблице 4.4 СНБ 2.04.01-97 с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций по таблице 5.2 СНБ 2.04.01-97, ;

  n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 5.3 СНБ 2.04.01-97, для наружных стен n=1;

- коэффициент  теплоотдачи  внутренней поверхности ограждающей  конструкции, принимаемый по таблице  5.4 СНБ 2.04.01-97.;

- расчетный перепад  между температурой внутреннего  воздуха и температурой внутренней  поверхности ограждающей конструкции,  принимаемый по таблице 5.5 СНБ 2.04.01-97. Для наружных стен;

- стоимость тепловой  энергии принимаемый по действующим ценам, руб/ГДж.;   

- продолжительность отопительного  периода, принимаемая по таблице  4.4 СНБ 2.04.01-97, сут.,

- средняя за отопительный период температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 4.4 СНБ 2.04.01-97, ;

- стоимость материала однослойной (теплоизоляционного слоя) или многослойной ограждающей конструкции, принимаемый по действующим ценам, руб/м³,

λ- коэффициент теплопроводности материала однослойной (теплоизоляционного слоя) или многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2, принимаемый по обязательному приложению А.

По  приложению А СНБ 2.04.01-97 составляем таблицу 1 теплотехнических показателей используемых строительных материалов:

 

 

Таблица№1

№	Наименование материала	p, кг/м3	Режим эксплуатации	δi, м	Теплотехнические показатели			Ri	Di
					λ, Вт/м0С	Ѕ, Вт/м0С	μ, мг/мчПа
1	Керамзитобетон	1800	Б	0,08	0,92	12,33	0,09	0,087	1,073
2	Мин.вата	100	Б	0,16	0,07	0,73	0,56	2,286	1,669
3	Керамзитобетон	1800	Б	0,06	0,92	12,33	0,09	0,065	0,801

 

Рассчитываем требуемое сопротивление  теплопередаче. Принимаем тепловую инерцию конструкции стены 1,5<D<4. Тогда за расчетную температуру наружного воздуха принимаем среднюю температуру холодных суток:

 

 
Рассчитываем экономически целесообразное сопротивление теплопередаче:

 
Анализируя полученные данные имеем:

 

Именно  это значение сопротивления теплопередачи мы и будем использовать в последующих расчетах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Подбор толщины  утеплителя

 

Если  наружная стена представляет собой  многослойную ограждающую конструкцию, то сопротивление теплопередачи   определяется по формуле:

 

где - коэффициент  теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 5.4 СНБ 2.04.01-97.;

- коэффициент теплоотдачи,  наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, принимаемый по таблице 5.7 СНБ 2.04.01-97. Для наружных стен ;

R_i – термическое сопротивление ограждающей конструкции,.

Термическое сопротивление R_i многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять по формуле:

=R₁+R₂+….+R_n,

где R₁,R₂,_…,R_n – термические сопротивления отдельных слоев конструкции, определяемые по формуле:

 

где - толщина слоя, м;

- коэффициент теплопроводности  материала многослойной ограждающей  конструкции в условиях эксплуатации  согласно таблице 4.2, принимаемый  по обязательному приложению  А.

Для данной конструкции имеем:

 

 

 

,тогда м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Проверка тепловой  инерции ограждающей конструкции.

 

Тепловую  инерцию   ограждающей конструкции  следует определять по формуле:

 

где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м^{2 0}С/Вт,  определяемые по формуле:

 

- расчетные коэффициенты  теплоусвоения материала отдельных  слоев ограждающей конструкции  в условиях эксплуатации, принимаемые  по обязательному приложению  А СНБ 2.04.01-97, Вт/м^{2 0}С. Коэффициенты теплоусвоения материалов приведены в таблице:

 

Полученное  значение находится в установленных  пределах (от 1,5 до 4,0), что говорит  о правильном выборе температуры  наружного воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Теплотехнический  расчет заполнения оконного проема  и подбор его конструкции

 

Сопротивление теплопередаче R_Т заполнений световых проемов должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче _., приведенного в таблице 5.6 СНБ 2.04.01-97, и не менее нормативного сопротивления теплопередаче R_{Т. норм.}, приведенного в таблице 5.1 СНБ 2.04.01-97.

 

.

По  приложению Г в СНБ 2.04.01-97 выбираем тип окна: тройное остекление в  деревянных раздельно-спаренных переплетах с сопротивлением

 

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных  дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий, должно быть не менее требуемого сопротивления  воздухопроницанию  
, определяемого по формуле (8.1) СНБ 2.04.01-97:

 
где -нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, принимаемая по таблице 8.1 СНБ 2.04.01-97:

.

- расчетная  разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая в соответствии с формулой:

,

где Н – расчет высота здания от центра рассчитываемого светового проема до устьев вытяжной шахты;

- удельный вес соответственно  наружного и внутреннего воздуха,  определяемый по формуле:

 

где t - температура воздуха,⁰C: внутреннего – согласно таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97, t_B=18⁰C; наружного – равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по таблице 4.3 СНБ 2.04.01-97, t_H= -21⁰C;

-плотность наружного  воздуха, , определяемая по формуле:

 

-коэффициент учета изменения  скоростного давления ветра в  зависимости от высоты здания, принимаемый по СНиП 2.01.07 и проинтерполированный по высоте получаем:

;

;

;

 

 

- максимальная из средних  скоростей ветра по румбам  за январь, повторяемостью 16% и более,  м/с, принимаемая по таблице  4.5 СНБ 2.04.01-97.

=3,7;

-аэродинамические коэффициенты  соответственно наветренной и  подветренной поверхностей ограждений  здания, принимаемые по СНиП 2.01.07;

;

;

Рассчитываем и :

 
        

 

 

Принимаем пятиэтажное здание, высота этажа Н=3м. Найдем расчетную  разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций для каждого этажа:

 

 

 

 

 

Рассчитываем требуемое сопротивление  воздухопроницанию соответственно для пяти этажей здания:

 
 
 
 
 
С учетом допуска +20% по ТКП 45-2.04-43-2006 значения сопротивления воздухопроницанию  световых проемов должно быть в пределах:

 

 

 

 

 

Зная конструкцию окна и сопротивление  воздухопроницанию, выберем из приложения Д СНБ 2.04.01-97 число уплотненных  притворов и вид уплотнителя  для каждого из этажей соответственно:

1 этаж: тройное остекление в  раздельных переплетах с тремя  уплотненными притворами заполнения  и утеплителем из полушерстяного  шнура 

 

2 этаж: тройное остекление в  раздельных переплетах с двумя  уплотненными притворами заполнения  и утеплителем из полушерстяного  шнура 

 

3 этаж: тройное остекление в  раздельных переплетах с двумя  уплотненными притворами заполнения  и утеплителем из полушерстяного  шнура 

 

4 этаж: тройное остекление в  раздельных переплетах с двумя  уплотненными притворами заполнения  и утеплителем из полушерстяного  шнура