Теплотехнический расчет наружной стены здания (по зимним условиям эксплуатации). Расчет температуры по толщине ограждения

Дальневосточный федеральный университет

Инженерная школа

Строительная физика

Контрольная работа

Выполнила:   

Группа: Б-3231

Проверил:     

Владивосток

2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные……………………….………………….………………….……3

Задача 1. Теплотехнический расчет наружной стены здания (по зимним условиям эксплуатации)………………..………………….………………………...…...…….4

Задача  2. Расчет температуры по толщине ограждения…...…………..…....…..7

Задача 3. Расчет наружной стены на выпадение конденсата…..…………..…....9

Задача 4. Расчет ограждающей конструкции на воздухопроницаемость………11

Задача 5. Расчет распределения температуры по толщине ограждения с учетом инфильтрации ……………………...………………………………………………13

Список использованной литературы …………………………………………….15

 Исходные данные

Место строительства: Рудная Пристань.

Назначение здания: жилое.

Вид ограждения: наружная стена.

Населенный пункт		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	t5н, 0С	zот.пер., сут	tот.пер., 0С	φн, %
Рудная Пристань	tн	-12,9	-9,3	-3,6	2,9	6,9	10,9	15,8	18,4	14,1	6,9	-2,4	-10,0	-20	219	-3,1	46
	e	1,2	1,6	2,9	5,2	7,7	11,4	16,2	18,5	12,8	6,7	3,1	1,5

Таблица 1. Климатические показатели населенного пункта

Таблица 2. Схема наружной стены.

Район строи- тельства	Конструкция стены
	Разрез стены	Слой 1	Слой 2	Слой 3	Слой 4
Рудная Пристнь		Раствор сложный (песок, известь, цемент) 0,015	Железобетон 0,250	Маты минерало-ватные	Кирпич глиняный обыкновенный 0,12

 Таблица 3.

Теплотехнические показатели материала проектируемого ограждения.

№ слоя	Наименование материала слоев	γ0, кг/м3	ω, %	δ, м	λ, Вт/(м2 0С)	S, Вт/(м2 0С)	μ, мг/(м*ч*Па)
1	Раствор сложный (песок, известь, цемент)	1700	4	0,015	0,87	10,42	0,098
2	Железобетон	2500	3	0,25	2,04	18,95	0,03
3	Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих	350	5	-	0,11	1,72	0,38
4	Кирпич глиняный обыкновенный	1800	2	0,12	0,81	10,12	0,11

Задача 1.

 Теплотехнический расчет наружной стены здания (по зимним условиям эксплуатации).

Внутренняя среда характеризуются температурой t_в, а наружная - t_н, причем, как правило t_в > t_н. Температурная  линия показывает, что падения температуры происходит не только в толще самой стены, но и у ее поверхности, т.к. температура внутренней поверхности стены - τ_в, а температура наружной поверхности τ_н.

Сопротивление теплопередаче ограждения состоит из трех отдельных сопротивлений:

1. Сопротивление теплопередаче внутренней поверхности R_в – при переходе тепла от внутреннего воздуха к наружному, вызывает температурный перепад t_в-τ_в.

2. Термическое сопротивление ограждения R_к – сопротивление при переходе тепла через толщу самого ограждения, вызывает температурный перепад τ_в-τ_н.

3. Сопротивление теплопередачи наружной поверхности R_н – сопротивление при переходе тепла от наружной поверхности к наружному воздуху, вызывает температурный перепад t_в-τ_н.

Т.о., сопротивление теплопередаче ограждения

R_o=R_в+R_к+R_н      (1)

а) Определим требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, по формуле

,   (2)

,

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по табл. 3 СНиП [1], для стен n = 1;

t_в– расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88; принимается равной 18°С;

t_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП Строительная климатология; 

Δt^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2 СНиП [1]; для стен Δt^н =6;

α_в  - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемых по табл.4 СНиП [1]; для стен α_в = 8,7 Вт/(кв.м·°С);

б) Вычислим градусо-сутки отопительного периода:

Требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из условий энергосбережения при ГСОП =4621 °С·сут., определяем интерполяцией по табл.1 [1]:

]=3,01

Для дальнейших расчетов принимаем приведенное сопротивление теплопередаче стены, равное наибольшему из вычисленных значений:

3,01

По таблице и карте зон влажности, приведенными в СНиП (1), находим, что значения λ и S материалов ограждения следует принимать для условий эксплуатации «Б», см. табл. 3.

Термическое сопротивление R_к наружной стены с четырьмя последовательно расположенными однородными слоями определим по формуле

R_к=R₁+R₂+R₃+R₄, (3)

подставив в нее термические сопротивления отдельных слоев

= 0,017 ,  

=0,123

=

Приравнивая общее сопротивление теплопередаче стены

, где ,  к требуемому , определим искомую величину утеплителя

Таким образом, минимально допустимую толщину утеплителя (маты из стеклянного волокна) принимаем = 0,3 м. Тогда общая толщина ограждения

 

С учетом, общее сопротивление теплопередаче проектируемой стены находим по формуле (1):

Условие  ( = 3,455 м²· °С/Вт)  > = 3,01 м²· °С/Вт) выполняется.

Задача 2.

 Расчет температуры по толщине ограждения.

В условиях стационарного теплового потока количества тепла Q, проходящего через 1м2 ограждения, и количества тепла, воспринимаемого 1м2 внутренней поверхности ограждения за 1 час, равны, что выражается

,  (4)

отсюда температура внутренней поверхности ограждающей конструкции

    (5)

На основании рассуждений, аналогичных предыдущему, получаем формулу для определения температуры любого слоя наружного ограждения

,     (6)

где - температура на внутренней поверхности n-го слоя ограждения, считая нумерацию слоев от внутренней поверхности ограждения;

 - сумма термических сопротивлений слоев, расположенных между внутренней поверхностью и поверхностью n, на которой определяется температура .

Пользуясь формулой (6), можно вычислить температуру на границе всех