Расчет распределения температур в ограждающих конструкциях

Теплотехнический расчет перекрытия над неотапливаемым техподпольем.

Теплотехнический расчет ограждающей конструкции покрытия

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины искомого слоя ограждения, при которой будет обеспечены термовлажностный режим здания и санитарно-гигиенические требования согласно существующим нормам на основные показатели ограждения.

В данной работе расчету подлежат наружные стены, перекрытия над неотапливаемым техподпольем и покрытие. При расчете наружных стен и покрытий, а также перекрытий над неотапливаемым техподпольем необходимо определить толщину слоя теплоизоляции при выбранных слоя основных конструкционных элементов ограждающих конструкций.

Теплотехнический расчет ограждающей конструкции стены.

Определить требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из санитарно-гигиенических требований, и по условию энергосбережения, затем выберем наибольшее значение.

По условию энергосбережения:

1. Градусо – сутки отопительного периода определяются по формуле:

, (3.1.1)

где средняя температура, °С и продолжительность, сут, периода со среднесуточной температурой окружающего воздуха ниже или равной +8°С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика», t_от.пер. = - 6,0 °С; z_от.пер.=230 сут.

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаем согласно ГОСТ 12.10.05-88 и нормам проектирования гражданских зданий и сооружений, t_в=20°С;

ГСОП = (20 – (-6,0))*230 = 5980 °С сут;

2. Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции стены по табл. 1б* СНиП II-03-79*:

ГСОП – R₀^тр

4000 – 2,8

6000 – 3,5

R₀^тр = 3,493 м²/Вт

По санитарно-гигиеническим нормам:

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции стены:

R₀^тр = n*(t_в – t_н) / ∆t^н * α_в, м²*°С/Вт (3.1.2)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79* табл. 3*, n=1;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаем согласно ГОСТ 12.10.05-88 и нормам проектирования гражданских зданий и сооружений, t_в=20°С;

t_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23.01-99*; t_н = - 35°С

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемой по табл. 4* СНиП 23-02-2004, α_в – 8,7 Вт/м²*°С;

∆t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 2* СНиП II-3-79*, ∆t^н = 4,5 °С. R₀^тр = 1х(20+35)/4,5х8,7 = 1,405 м²*°С/Вт.

Сравнивая полученные значения требуемых сопротивлений теплопередачи, выбираем наибольшее значение. Принимаем R₀^тр =3,493м²/Вт.

Принимаем следующую конструкцию стены:

1-й слой – из керамзитобетонных блоков

γ₁ = 600 кг/см³

λ₁ = 0,26 Вт/м °С

δ₁ = 0,2 м

2-й слой – утеплитель пенополистирол

γ₂ = 100 кг/см³

λ₂ = 0,052 Вт/м °С

δ₂ = х, м

3-й слой – из керамзитобетонных блоков

γ₁ = 600 кг/см³

λ₁ = 0,26 Вт/м °С

δ₁ = 0,2 м

4-й слой – штукатурка

γ₃ = 170 кг/см³

λ₃ = 0,93 Вт/м °С

δ₃ = 0,01 м

Найдем толщину слоя, исходя из условий: R₀^факт ≥ R₀^тр (3.1.3)

где R₀^факт = 1/ α_в + R_к + 1/ α_н, (3.1.4)

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 4* СНиП 23-02-2004, α_в = 8,7

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 4* СНиП 23-02-2004, α_н = 23 Вт/м²*°С;

R_к – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, определяемое по формуле: R_к = ∑ δ_i / λ_i, (3.1.5)

где δ_i – толщина i-го слоя, мм;

λ_i – коэффициент теплопроводности материала, Вт/м°С, принимаемый по прил. 3* СНиП 23-02-2004.

R₀ = 1/8,7 + 0,2/0,26 + х/0,052 +0,2/0,26 + 0,01/0,93 + 1/23 ≥3,493

х≥0,128м принимаем х = 0,13м.

толщина ограждающей конструкции стены составит: δ = 10 + 200+ 130 + 200 = 540мм.

Фактическое значение сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции стены по формуле:

R₀^факт = 1/8,7 + 0,2 /0,26+0,13/0,052+0,2/0,26+0,01/0,93+1/23 = 4,21

Определить требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из санитарно-гигиенических требований, и по условию энергосбережения, затем выберем наибольшее значение.

Найдем ГСОП по формуле (3.1.1):

ГСОП = (20 – (-6,0))*230 = 5980 °С сут;

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции покрытия по табл. 1б* СНиП II-03-79*:

ГСОП – R₀^тр

4000 – 4,2

6000 – 5,2

R₀^тр = 5,19 м²/Вт

По санитарно-гигиеническим нормам:

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции покрытия определяем по формуле (3.1.2):

R₀^тр = n*(t_в – t_н) / ∆t^н * α_в = 1х(20+35)/4,5х8,7 = 1,405 м²*°С/Вт;

Сравнивая полученные значения требуемых сопротивлений теплопередачи, выбираем наибольшее значение. Принимаем R₀^тр =5,19м²/Вт.

Принимаем следующую конструкцию покрытия:

1-й слой – многопустотная железобетонная плита

γ₁ = 2500 кг/см³

λ₁ = 2,04 Вт/м °С

δ₁ = 0,22 м

2-й слой – пароизоляция (1 слой рубероида)

γ₂ = 600 кг/см³

λ₂ = 0,17 Вт/м °С

δ₂ = 0,0015 м

3-й слой – утеплитель - пенополисторол

γ₃ = 100 кг/см³

λ₃ = 0,052 Вт/м °С

δ₃ = х, м

4-й слой – цементно-песчаная стяжка

γ₄ = 1800 кг/см³

λ₄ = 0,93 Вт/м °С

δ₄ = 0,04 м

5-й слой – гидроизоляция

γ₅ = 600 кг/см³

λ₅ = 0,17 Вт/м °С

δ₅ = 0,0035 м

6-й слой – бронированный (линокром)

γ₆ = 600 кг/см³

λ₆ = 0,17 Вт/м °С

δ₆ = 0,004 м

Найдем толщину теплоизоляционного слоя исходя из условия:

R₀^факт ≥R₀^тр

R₀^факт = 1/ α_в +∑ δ_i / λ_i + 1/ α_н ≥R₀^тр

R₀ = 1/8,7+ 0,220/2,04 + 0,0015/0,17 + х/0,052 + 0,04/0,93 + 0,0035/0,17 + 1/23 ≥5,19

х≥0,25

принимаем х=0,25 м.

тогда толщина покрытия составит: δ=0,220+0,0015+0,25+0,04+0,0035+0,004=0,519=0,520

Фактическое значение сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции стены по формуле:

R₀^факт = 1/8,7+0,220/2,04+0,0015/0,17+0,25/0,052+0,04/0,17+1/23 = 5,32м² °С/Вт

Определить требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из санитарно-гигиенических требований, и по условию энергосбережения, затем выберем наибольшее значение.

По условию энергосбережения найдем ГСОП по формуле (3.1.1)

ГСОП = (20 – (-6,0))*230 = 5980 °С сут;

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции покрытия по табл. 1б* СНиП II-03-79*:

ГСОП – R₀^тр

4000 – 3,7

6000 – 4,6

R₀^тр = 4,591 м² °С/Вт,

По санитарно-гигиеническим нормам:

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции стены определяются по формуле:

R₀^тр = n*(t_в – t_н) / ∆t^н * α_в = 1х(20+35)/4,5х8,7 = 1,405 м²*°С/Вт;

Сравнивая полученные значения требуемых сопротивлений теплопередачи, выбираем наибольшее значение. Принимаем R₀^тр =4,591м²/Вт.

Принимаем следующую конструкцию покрытия:

1-й слой – железобетонная плита перекрытия

R₁ = 0,163 м² °С/Вт

δ₁ = 0,22 м

2-й слой – утеплитель - пенополистирол

γ₂ = 100 кг/м³

λ₂ = 0,052 Вт/м °С

δ₂ = х, м

3-й слой – воздушная прослойка

γ₃/λ₃ = 0,14 м² °С/Вт

δ₃ = 0,100 м

4-й слой – доски сосновые

γ₄ = 500 кг/м³

λ₄ = 0,18 Вт/м °С

δ₄ = 0,04, м

найдем толщину теплоизоляционного слоя исходя из условия:

R₀ ≥R₀^тр

R₀ = 1/ α_в +∑ δ_i / λ_i + 1/ α_н ≥R₀^тр

R₀ = 1/8,7+ 0,163+х/0,052+0,14+0,04/0,18+ 1/23 ≥4,591

х≥0,201

принимаем х=0,210 м.

Фактическое значение сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции стены по формуле:

R₀^факт = 1/8,7+0,163+0,21/0,052+0,14+0,04/0,18+1/23 = 4,724м² °С/Вт.

Расчет распределения температур в ограждающих конструкциях выполняется после уточнения конструкций и определения их действительного термического сопротивления.

Дата добавления: 2015-06-30