Климатические параметры расчета

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине
Управление, эксплуатация и обслуживание многоквартирного дома
На тему	«Теплотехнический расчет ограждающей конструкции (ограждающая стена)_____
на зимние условия»

 

	Выполнила обучающаяся:
	(Ф.И.О.)
	Направление подготовки / специальность:
	(код и наименование)
	Курс:
	Группа:
	Руководитель:
	(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)

Отметка о зачете
		(отметка прописью)		(дата)
Руководитель
		(подпись руководителя)		(инициалы, фамилия)

 

 

Архангельск 2020

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Исходные данные. 4

1 Климатические параметры расчета. 5

2 Конструкция наружной стены.. 6

3 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции. 8

4 Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции. 13

5 Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции. 16

6 Расчет теплоусвоения ограждающей конструкции. 21

7 Вывод. 22

8 Расчет перекрытия на летние условия. 23

Заключение. 29

Список использованныхисточников. 30

 

Исходные данные

Место строительства – город Бабаево (население – 11406чел.);

Назначение здания – жилое;

Тип конструкции – четырехслойная;

Нормативная влажность помещений φ _int =55% (по таблице 1.3) [1];

Влажностный режим – нормальный;

Условия эксплуатации ограждающей конструкции – Б (по таблице 1.4) [1];

Тип конструкции - массивная.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАСЧЕТА

Климатические параметры города Бабаево (приложение 1 [1]:

1. Зона влажности – нормальная;

2. Условия эксплуатации ограждающей конструкции ­­­– Б;

3. Продолжительность отопительного периода D_d =231сут.;

4. Средняя температура наибольшей холодной пятидневки t_{ext 5} =-312^оС;

5. Средняя температура наружного воздуха отопительного периода t _о.п. =-3,8^оС.

 

 

КОНСТРУКЦИЯ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ

Первый слой – штукатурка из известково-шлакового раствора

­­­­– плотность, ρ₁=1400 кг/м³;

– толщина слоя, δ₁=10 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₁=0,64 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₁=0,11 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₁=8,11Вт/(м∙^оС).

Второй слой – кладка из газобетонных полнотелых блоков на цементно-песчаном растворе[2]:

­­­­– плотность, ρ₂=1000 кг/м³;

– толщина слоя, δ₂=200 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₂=0,47 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₂=0,11 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₂=7,09Вт/(м∙^оС).

Третий слой – пенополистирол[2]:

­­­­– плотность, ρ₃=150 кг/м³;

– толщина слоя, δ₃=70 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₃=0,06 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₃=0,05 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₃=0,99Вт/(м∙^оС).

Четвертый слой – кладка из керамического полнотелого лицевого кирпича на цементно-песчаном растворе[2];

­­­­– плотность, ρ₄=2000 кг/м³;

– толщина слоя, δ₄=120 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₄=0,588 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₄=0,15 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₄=8,48Вт/(м∙^оС).

Для крепежа внутренней и наружной кладки выберем пластиковые дюбели со следующими параметрами:

– диаметр d =10 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₃=0,16 Вт/(м∙^оС).

Другие показатели конструкции стены:

– коэффициент n, n =1 (по таблице 2.2 [1]);

– коэффициент теплоусвоения α _int =8,7 Вт/(м∙^оС) (по таблице 2.3 [1]);

– коэффициент теплоотдачи α _ext =23 Вт/(м∙^оС).

0,01

0,20

0,12

0,07

Рисунок 1 – Конструкция стены.

Теплотехнический расчет ограждающей конструкции

ВЫВОД

Все вышеперечисленные расчеты подтверждают, что ограждающая конструкция (наружная стена) соответствует теплоэффективным и санитарно-гигиеническим условиям эксплуатации здания, а именно:

1. Энергосберегающим: приведенные сопротивления теплопередаче отдельных элементов должны соответствовать требованиям экономии энергии;

2. Санитарно-гигиеническим: температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции превышало температуру точки росы;

3. Теплоэффективным: удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

       8 РАСЧЕТ ПЕРЕКРЫТИЯ НА ЛЕТНИЕ УСЛОВИЯ

8.1 Исходные данные:

Место строительства – г. Волгоград (население на 2020 г. – 1 008998 чел.);

Назначение здания – жилое;

Тип конструкции – четырехслойная;

Нормативная влажность помещений – 55% (по таблице 1.3 [1]);

Влажностный режим – нормальный;

Условия эксплуатации ограждающей конструкции – Б (по таблице 1.4 [1]).

8.2 Климатические параметры расчета

Климатические параметры для города Волгоград ([3], [4]):

– Зона влажности: сухая;

– Условия эксплуатации перекрытия: А;

– Температура средняя за июль: t _{ср.июля} =24,2^оС;

– Максимальное и среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/м²: I_max = 708 Вт/м², I _ср = 396 Вт/м²;

– Продолжительность отопительного периода D_d = 176сут.;

– Температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 92%: t_extc = -26^оС

– Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 92%: t_{ext 5} = -22^оС;

– Средняя температура воздуха отопительного периода: t _оп = -2,3^оС;

– Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль: v _июль = 8,1 м/с;

– Максимальная амплитуда колебаний температуры в июле: A_text = 12,7^оС.

8.3 Конструкция перекрытия

Первый слой – плита древесноволокнистая [2]:

– плотность ρ₁=600 кг/м³;

– толщина слоя δ₁=25 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₁=0,13 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости μ₁=0,13 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения S ₁=3,93 Вт/(м²∙^оС);

Второй слой – доски подшивки (сосна) [2]:

– плотность ρ₂=500 кг/м³;

– толщина слоя δ₂=20 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₂=0,14 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости μ₂=0,06 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения S ₂=3,87 Вт/(м²∙^оС);

Третий слой – плиты полужесткие минераловатные на крахмальном связующем[2]:

– плотность ρ₃=125 кг/м³;

– толщина слоя δ₃=210 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₃=0,06 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости μ₃=0,7 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения S ₃=0,38 Вт/(м²∙^оС);

Четвертый слой – пароизоляционная пленка (ПЭ);

Пятый слой – металлочерепица:

– толщина слоя δ₄=2 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₄=58 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости μ₄=0 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения S ₄=126,5 Вт/(м²∙^оС).

Рисунок 2 – Конструкция перекрытия

8.4 Определение требуемой толщины перекрытия

Требуемую толщину утеплителя рассчитываем на зимние условия по формуле:

 

,                                        (8.1)

(сут∙^оС).

По таблице 2.5 [1] методом экстраполяции определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

((м²∙^оС)/Вт).

       Для расчета необходимо определить толщину утеплителя. Мы не учитываем в расчетах толщину пароизоляционное пленки, так как ее толщина пренебрежимо мала. Принимаем величину фактического сопротивления теплопередачи равное требуемому:

.

.

.

Определим это значение с нашими данными:

м = 200 мм.

Плита утеплителя выпускается от 50 мм с шагом в 10 мм, значит фактическое сопротивление теплопередаче будет соответствовать требуемому, если мы возьмем толщину утеплителя ровно 200 мм.

(м²∙^оС)/Вт.

8.5 Проверка перекрытия на теплоустойчивость в летних условиях

По формуле (8.2) найдем требуемую амплитуду колебаний температуры внутреннего воздуха:

,(8.2)

Тогда получаем:

^оС.

Далее найдем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха по следующей формуле:

,                              (8.3)

где  - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности перекрытия по летним условиям, Вт/(м²∙^оС);

ρ – коэффициент поглощения солнечной радиации, ρ=0,8 (табл. 5.1 поз. 17 [1]).

,                              (8.4)

Тогда по формуле 8.3 и 8.4 получаем:

Вт/(м²∙^оС),

^оС.

Определим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя для первого и последующих слоев соответственно:

,                                            (8.5)

.

Определим данный показатель для каждого слоя:

Вт/(м²∙^оС),

Вт/(м²∙^оС),

Вт/(м²∙^оС),

Вт/(м²∙^оС).

Теперь определим тепловую инерцию перекрытия по формуле (6.1):

 (Дж/(м²∙К¹∙с^0,5)),

 (Дж/(м²∙К¹∙с^0,5)),

 (Дж/(м²∙К¹∙с^0,5)),

 (Дж/(м²∙К¹∙с^0,5)).

Затухание расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в перекрытии v, состоящей из однородных слоев, следует определять по формуле (8.6):

,           (8.6)

где  - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности перекрытия, =8,7 Вт/(м²∙^оС);

Y ₁ – коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя, Вт/(м²∙^оС).

Рассчитаем это значение:

 (м/с).

Далее, амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций , ^оС, определяется по формуле:

,                                            (8.7)

Найдем это значение с нашими данными:

 ^оС.

.

Конструкция перекрытия удовлетворяет требованиям по теплоустойчивости в летних условиях для климатических условий города Волгоград.

Заключение

Выше приведенные расчет показывают, что внутренняя ограждающая конструкция (стена) соответствует основным требованиям энергоэффективности теплозащиты зданий, а именно:

1 Энергетический - приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающей конструкции здания должно соответствовать требованию экономии энергии;

2 Санитарно-гигиенический - включает температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой на наружной стене ограждающей конструкции, которая должна быть выше температуры точки росы;

3 Удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплоизоляционных свойств различных видов ограждающих конструкций здания с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора системы поддерживания микроклимата для достижения нормируемого значения.

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине
Управление, эксплуатация и обслуживание многоквартирного дома
На тему	«Теплотехнический расчет ограждающей конструкции (ограждающая стена)_____
на зимние условия»

 

	Выполнила обучающаяся:
	(Ф.И.О.)
	Направление подготовки / специальность:
	(код и наименование)
	Курс:
	Группа:
	Руководитель:
	(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)

Отметка о зачете
		(отметка прописью)		(дата)
Руководитель
		(подпись руководителя)		(инициалы, фамилия)

 

 

Архангельск 2020

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Исходные данные. 4

1 Климатические параметры расчета. 5

2 Конструкция наружной стены.. 6

3 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции. 8

4 Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции. 13

5 Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции. 16

6 Расчет теплоусвоения ограждающей конструкции. 21

7 Вывод. 22

8 Расчет перекрытия на летние условия. 23

Заключение. 29

Список использованныхисточников. 30

 

Исходные данные

Место строительства – город Бабаево (население – 11406чел.);

Назначение здания – жилое;

Тип конструкции – четырехслойная;

Нормативная влажность помещений φ _int =55% (по таблице 1.3) [1];

Влажностный режим – нормальный;

Условия эксплуатации ограждающей конструкции – Б (по таблице 1.4) [1];

Тип конструкции - массивная.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАСЧЕТА

Климатические параметры города Бабаево (приложение 1 [1]:

1. Зона влажности – нормальная;

2. Условия эксплуатации ограждающей конструкции ­­­– Б;

3. Продолжительность отопительного периода D_d =231сут.;

4. Средняя температура наибольшей холодной пятидневки t_{ext 5} =-312^оС;

5. Средняя температура наружного воздуха отопительного периода t _о.п. =-3,8^оС.

 

 

КОНСТРУКЦИЯ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ

Первый слой – штукатурка из известково-шлакового раствора

­­­­– плотность, ρ₁=1400 кг/м³;

– толщина слоя, δ₁=10 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₁=0,64 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₁=0,11 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₁=8,11Вт/(м∙^оС).

Второй слой – кладка из газобетонных полнотелых блоков на цементно-песчаном растворе[2]:

­­­­– плотность, ρ₂=1000 кг/м³;

– толщина слоя, δ₂=200 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₂=0,47 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₂=0,11 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₂=7,09Вт/(м∙^оС).

Третий слой – пенополистирол[2]:

­­­­– плотность, ρ₃=150 кг/м³;

– толщина слоя, δ₃=70 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₃=0,06 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₃=0,05 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₃=0,99Вт/(м∙^оС).

Четвертый слой – кладка из керамического полнотелого лицевого кирпича на цементно-песчаном растворе[2];

­­­­– плотность, ρ₄=2000 кг/м³;

– толщина слоя, δ₄=120 мм;

– коэффициент теплопроводности, λ₄=0,588 Вт/(м∙^оС);

– коэффициент паропроницаемости, μ₄=0,15 м²/(кг∙ч∙Па);

– коэффициент теплоусвоения, S ₄=8,48Вт/(м∙^оС).

Для крепежа внутренней и наружной кладки выберем пластиковые дюбели со следующими параметрами:

– диаметр d =10 мм;

– коэффициент теплопроводности λ₃=0,16 Вт/(м∙^оС).

Другие показатели конструкции стены:

– коэффициент n, n =1 (по таблице 2.2 [1]);

– коэффициент теплоусвоения α _int =8,7 Вт/(м∙^оС) (по таблице 2.3 [1]);

– коэффициент теплоотдачи α _ext =23 Вт/(м∙^оС).

0,01

0,20

0,12

0,07

Рисунок 1 – Конструкция стены.