Конструирование и расчет наружных ограждающих конструкций здания систем отопления и вентиляции (стр. 1 из 4)
1) Выбор и теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания
Конечной целью теплотехнического расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных элементов ограждающих конструкций здания. В курсовой работе в результате теплотехнического расчета определяются:
- оптимальное для заданного района строительства сопротивление теплопередаче наружной стены;
- необходимая толщина теплоизоляционного слоя наружной стены, ее фактическое сопротивление и коэффициент теплопередачи;
- возможность конденсации водяных паров на внутренних поверхностях стены и в толще наружной стены;
- оптимальное заполнение световых проемов, их фактическое сопротивление теплопередаче и воздухопроницанию, а также коэффициент теплопередачи;
- требуемые термические сопротивления пола, чердачного перекрытия, наружной стены и окон, а также их коэффициенты теплопередачи.
1.1Исходные данные и выбор климатических характеристик района строительства
Район строительства – Псков
Число этажей - 2
Ориентация входа –восток
Строительные размеры: а = 2,9 м б =2,9 м НЭТ = 2,9м НШ = 3,5 м
Расчетные климатические характеристики
Таблица 1
| Район строительства | tн5, 0С | tхм, 0С | φхм, % | tоп,0С | zоп, сут | Vв, м/с | Зона влажности |
| Екатеренбург | -35 | -6,1 | 86 | -1,6 | 212 | 3,9 | нормальная |
1.2Выбор расчетных условий и характеристик микроклимата в помещениях
Температура воздуха в помещениях tВ принимается по ГОСТ 30494-96 в зависимости от значения средней температуры наиболее холодной пятидневки tН5 и места расположения жилых комнат
Расчетные условия и характеристика микроклимата
Таблица 2
Значение tВ для помещений, 0С | Относительная влажность φВ, % | ||||||
| Угловой жилой комнаты | Рядовой жилой комнаты | Лестничная клетка | Кухня | Ванная, совмещенный санузел | Туалет | Коридор квартиры | 55 |
| 22 | 20 | 17 | 20 | 25 | 20 | 20 | |
1.3Выбор теплотехнических показателей строительных материалов и характеристик ограждающих конструкций
Теплотехнические показатели строительных материалов выбираются в соответствии с прил.3 СНиП II-3-79* в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций
Теплотехнические показатели строительных материалов
Таблица 3
| Наименование материалов | Усл. эксплуатации ограждений | ρ, кг/м3 | λ, Вт/(м. 0С) | S, Вт/(м2. 0С) | µ, кг/(м. ч. Па) |
| Раствор цементно-песчаный | Б | 1800 | 0, 93 | 11,09 | 0,09 |
| термозитобетон | 1800 | 0,76 | 10,83 | 0,075 | |
| пенополистирол | 100 | 0,052 | 0,82 | 0,05 | |
| керамзитобетон | 1600 | 0,79 | 10,77 | 0,09 | |
| Раствор сложный | 1700 | 0,87 | 10,42 | 0,098 |
Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаются по СНиП 2-3-79* табл. 2, 3, 4, 6
Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций
Таблица 4
| Наименование огражд. конструкции | Dtн, 0С | n | aВ, Вт/м 2. 0С | aН, Вт/(м2. 0С) |
| Наружная стена | 4 | 1 | 8,7 | 23 |
| Покрытие, чердачное перекрытие | 3 | 0,9 | 8,7 | 12 |
| Перекрытие над проездами, подвалами и подпольями | 2 | 0,6 | 8,7 | 6 |
1.4 Расчет оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций
Общее оптимальное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0, м2. 0С/Вт, выбирается из условия R0пр ≥ R0эн, R0тр, где R0эн и R0тр – энергетически целесообразное и минимальное требуемое сопротивление теплопередаче, определяемое в соответствии с пунктом 2 СНиП II-3-79*
Требуемое сопротивление ограждающих конструкций
R0тр=n. (tв-tн5)/(αв. Δtн), м2. 0С/Вт
tв – расчетная температура внутреннего воздуха в характерном помещении (табл. 2)
n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; принимаются по табл. 4
αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, принимается по табл.4
Δtн – нормативный температурный перепад между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения, принимается по табл. 4
Для наружных стен: R0тр =1. [18-(-35)]/(8,7. 4) =1,52
Для чердачных перекрытий: R0тр =0,9. [18-(-35)]/(8,7. 3) =1,83
Для перекрытий над подвалом: R0тр =0,6. [18-(-35)]/(8,7. 2) =1,82
Определяем из СНиП II-3-79*
R0эн = a. ГСОП + b, м2 * 0С/Вт:
ГСОП = (tв-tоп). zоп = [18-(-1,6)]. 212=4155,2
для наружных стен:
R0тр= 2,4+(3,0-2,4)∙(4155,2−4000)/2000 = 2,45(м2°с)/Вт;
надподвальное и чердачное перекрытие:
R0тр=2,7+(3,4-2,7) ∙(4155,2−4000)/2000 =2,75 (м2°C)/Вт;
для бесчердачных покрытий:
R0тр=3,2+(4-3,2)∙(4155,2−4000)/2000 =3,26(м2°с)/Вт;
для окон
R0тр =0.4 + (0,5- 0,4)∙(4155,2−4000)/2000 = 0,41 (м2°C)/Вт;
Таблица 5
| Наименование ограждающей конструкции | R0тр, м2. 0C/Вт | R0эн, м2. 0C/Вт |
| Наружная стена | 1,52 | 2,45 |
| Покрытие и перекрытие над проездами | 1,83 | 2,75 |
| Перекрытие чердачное над холодными подвалами | 1,82 | 3,26 |
| Окна, балконные двери | - | 0,41 |
R0эн > R0тр следовательно принимаем R0пр = R0эн
R0р= 1/αв+δ1/λ1+Rут+δ2/λ2+δ3/λ3+1/αн = R0пр/r, м2.
0С/Вт – расчетное сопротивление теплоотдаче однородного наружного ограждения
r = 0,8– коэффициент теплотехнической однородности для наружных стен
r = 0,95– коэффициент теплотехнической однородности для покрытий
αв – коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения
αн – коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения, принимается
δi и λi – соответственно толщина, м, и коэффициент теплопроводности отдельных слоев
Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя
Rут= (R0пр/r) - (1/αв+δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3+1/αн)
Для наружных стен:
Rут = 2,45/0,8 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/23)= 2,12
Для чердачных перекрытий:
Rут = 3,26/0,95 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/12)= 2,44
Для перекрытий над проездами:
Rут = 2,75/0,95 – (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/6)= 1,82
Расчетная толщина утеплителя δутр = Rут.λут, м
Для наружных стен: δутр = 2,12. 0,13 = 0,276 → 0,3 = δуток
Для чердачных перекрытий: δутр = 2,44. 0,13 = 0,32 → 0,4 = δуток
Для перекрытий над проездами: δутр = 1,82. 0,13 = 0,24 → 0,3 = δуток
Окончательное расчетное сопротивление теплопередаче
R0пр.ок = [(1/αв+δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3+1/αн)+δуток/λут]. r = R0р.ок. r
Для наружных стен:
R0пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/23)+0,3/0,052))=6,72 м2°С/Вт
Для чердачных перекрытий:
R0пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/12)+0,4/0,052) =8,68 м2°С/Вт
Для перекрытий над проездами:
R0пр.ок = (1/8.7+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,79+0,05/0,87+1/6)+0,3/0,052))=6,84 м2°С/Вт
Фактическое приведенное сопротивление теплопередачи равно:
= R0усл,ф ∙r= 6,72∙ 0,8=5,38 м2°С/ВтКоэффициент теплопередачи К = 1/ R0пр.ок, Вт/(м2.0С)
Для наружных стен: К = 1/ 5,38 = 0,186
Для чердачных перекрытий: К = 1/ 8,25 = 0,121
Для перекрытий над проездами: К = 1/ 6,498 =0,154
Выбор заполнения светопроема осуществляется из условия того, что расчетное требуемое сопротивление теплопередаче для окна равно Rотр = 0,41 м20С/Вт.
По приложению 6 к СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника"
Конструкцией окна, подходящей для данного типа здания, с равным требуемому(или ближайшим большим) сопротивлением теплопередаче является: Двойное остекление в раздельных переплетах, (в деревянных или ПВХ переплетах) R0=0,44 м2°С/Вт
Коэффициент теплопередачи выбранного окна: К=1/0,44=2,273Вт/м2°С.
Для определения необходимого уплотнения окна найдем требуемое сопротивление воздухопроницанию:
где GH- нормативная воздухопроницаемость, для жилых и общественных зданий при пластиковых переплетах в соответствии с таблицей 12* СНиП II-3-79*
GH= 5 кг/ч*м2;
∆Р0 - разность давлений воздуха по обе стороны окна, при которой проводятся исследования воздухопроницания окон, ∆Р0 = 10 Па;
∆Р - разность давлений воздуха по обе стороны окна первого этажа:
