Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджуючих конструкцій будинку

Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджуючих конструкцій будинку

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни

ЗОВНІШНЯ СТІНА

мал. 1 1 – бетон на гравії з природного каменю γ0=2400 кг/м^3; 2 – цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3; 3 – плити мякі γ0= 100 кг/м^3; 4 – цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3;. 5 – вапняно-піщаний тиньк γ0= 1600 кг/м^3

Товщини шарів: δ1 = 0,02 м; δ2 = 0,13 м; δ3 = 0,14м; δ4 = 0,25 м; δ5 = 0,015 м Коефіцієнти теплопровідності дод.3*[1]: λ1 = 1,74, ; λ2 = λ4 =0,70, ; λ3 = 0,06, ; λ5 = 0,70,

Нормативне значення термічногог опору теплопередачі для Ι-ої температурної зони, дод. 4 [3]:

R^H = 2,2, ;

Розглядаючи окрему ділянку стіни площою 1 м², розбиваю стіну на характерні січення з однорідною конструкцією паралельно тепловому потоку і перпендикулярно до нього.

 

Термічний опір ділянки стіни паралельний тепловому потоку знаходжу так:

В січені А-А:

, ;

Січення Б-Б:

;

Загальний термічний опір ділянки стіни паралельний тепловому потоку:

 

мал. 2

Термічний опір стіни перпендикулярний тепловому потоку знаходжу так:

В січені Г-Г: В січені Е-Е:

 

В січені Д-Д попередньо знаходжу середній коефіцієнт теплопровідності пропорційно розмірам стіни:

Загальний термічний опір стіни перпендикулярний тепловому потоку:

Дійсний термічний опір стіни:

Визначаю загальний термічний опір зовнішньої стіни:

= 8,7, ; - коеф. тепловіддачі внутрішньої поверхні дод.4*[1];

= 23, ; - коеф. тепловіддачі зовнішньої поверхні дод.4*[1];

Отже:

=2,26

Отже: R^H < ;

Обчислюю коефіцієнт теплопередачі:

K_ст = 0,44 .

Визначаю потрібний термічний опір зовнішньої стіни, виходячи із санітарно-технішних вимог:

де = 8,7, ; - коеф. тепловіддачі внутрішньої поверхні дод.4*[1]; - розрахункова температура внутрішнього повітря в приміщенні,⁰С; n – поправочний коефіцієнт на різницю температур табл. 3*[1]; - нормований температурний перепад для зовнішніх захисних конструкцій.

Враховуючи, що >> тому зовнішню стіну приймаю з товщиною утеплювача 0,14 м, виходячи з нормованого термічного опору.

 

Перевірити умови конденсації водяної пари на внутрішній поверхні стіни при сталій температурі внутрішнього повітря.

 

Температура внутрішньої поверхні захищення без врахування інфільтрації

Максимальна пружність водяної пари за температурою табл.1.11 [5]: Е = 1813 Па;

Відносна вологість повітря для нормального вологісного режиму приміщення табл. 1 [4].

=55%

Вираховую дійсну пружність водяної пари в приміщенні:

,Па, де Е = 2059 Па– максимальна пружність водяної пари у приміщенні при t = 18 дод.3 [4];

Прирівнявши ,Па з дод.3 [4] температура точки роси буде = 8,8 .

> è 15,99 > 8.8

Отже, моє захищення є гарантоване від випадання конденсату на його внутрішню поверхню при сталій температурі внутрішнього повітря.

 

 

Побудова лінії спаду відносної пружності водяної пари в товщі будівельних захищень

Зимовий період

 

Весняно-осінній період

 

Літній період

 

 

Визначення кількості вологи, що конденсується в захищені

 

Зимовий період Е_к=Е₃

Кількість водяної пари, що не дійшла до зони конденсації для 1 м за 1 годину:

, мг/м²·год;

Кількість водяної пари, що відійшла від неї:

, мг/м²·год

Кількість водяної пари, що конденсується:

, мг/м²·год;

Зимовий період в Черкасах продовжується 2 місяці, відповідно за весь зимовий період в кожному 1 м² стіни накопить вологи:

Р_к = 92,3·2·30·24 = 133, мг/м²

 

Весняно-осінній період Е_к=Е₄

Кількість водяної пари, що не дійшла до зони конденсації для 1 м за 1 годину:

, мг/м²·год;

Кількість водяної пари, що відійшла від неї:

, мг/м²·год

Кількість водяної пари, що конденсується:

, мг/м²·год;

Весняно-осіній період в Черкасах продовжується 3 місяці, відповідно за весь зимовий період в кожному 1 м² стіни накопить вологи:

Р_к = 55,3·(31+30+31)·24 = 119, мг/м²

За зимовий і весняно-осіній накопить вологи в кожному 1 м² стіни 119 + 133 = 252, мг/м²

Літній період

Кількість водяної пари, що буде випаровуватись в приміщення для 1 м за 1 годину:

, мг/м²·год;

Кількість водяної пари, що випаровується на зовні:

, мг/м²·год

Загальна кількість водяної пари, що випаровується із стіни по обидві сторони:

, мг/м²·год;

Літній період в Черкасах продовжується 3 місяці, відповідно за весь зимовий період в кожному 1 м² стіни накопить вологи:

Р_к = 1785,4·(30+31+30+31+31+30+31)·24 = 9167,8, мг/м²

За весняно-осіній і літній періоди випарується вологи з 1 м² стіни 9167,8+119 = 9287, мг/м²

 

 

Перевірити опір паропроникнення стіни виходячи з вказівок норм про недопущення нагромадження вологи в стіні за річний період експлуатації та з умови необхідності запобігання нагромадження вологи в ній за період з від’ємними середньомісячними темпаратурами повітря

 

мал. 9 1– вапняно-піщаний тиньк γ0= 1600 кг/м^3 2 – цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3 3 – плити мякі γ0= 100 кг/м^3 4 – цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3; 5 – бетон на гравії з природного каменю γ0=2400 кг/м^3

Опір паропроникності тієї частини приміщення, яка розміщена між внутрішньою поверхнею і площиною можливої конденсації повинен бути не меншим: А) Потрібного опору паропроникненя знайденого з умови недопустимості нагромадження вологи в захищення за річний період його експлуатації: де - опір паропроникнення частини захищення, що розміщена між зовнішньою поверхнею і площиною можливої конденсації; ,Па, де Е = 2059 Па– максимальна пружність водяної пари у приміщенні при t = 18 дод.3 [4]; - середня пружність водяної пари за річний період дод. 3 [2];

, Па

, (м²·год·Па)/мг;

- пружність водяної пари в площині можливої конденсації за річний період експлуатації, знаходиться за формулою:

, Па

де Е₁, Е_2, Е₃ - пружності водяної пари, що приймаються по температурі в площині мажливої конденсації, знайденій при температурі зовнішнього повітря відповідно зимового, весняно-осінього і літнього періодів;

z₁, z₂, z₃ – тривалість в місяцях відповідно зимового, весняно-осінього і літнього періодів - у зимовий період ( < -5°C) у весняно-осінній (5< < -5°C), у літній період ( >5°C) табл. 1 [2].

Середні температури внутрішнього повітря:

- у зимовий період ( < -5°C) ,°C;

- у весняно-осінній (5< < -5°C) ,°C;

- у літній період ( >5°C) ,°C; 14.4+5=19.4,°C

Визначаю температури в площинах можливої конденсації:

Отже;

=Е₁ = 565, Па z₁ = 2 місяці

=Е₂ = 907, Па z₂ = 3 місяці

=Е₃ = 2155, Па z₃ = 7 міцяців

= , Па;

Визначаю потрібний опор паропроникненя:

è , (м²·год·Па)/мг

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Б) Потрібного опору паропроникнення, знайденого з умови обмеження нагромадження вологи в захищені під час її конденсації за:

де - тривалість періоду вологонакопичення в добах, приймається рівною періоду з від’ємними середньомісячними температурами зовнішнього повітря;

- пружність водяної пари в площині можливої конденсації, знаходиться по від’ємних середньомісячних температурах зовнішнього повітря;

- об’ємна вага матеріалу, який зволожується;

- товщина матеріалу, який зволожується;

- гранично допустимий приріст розрахункової вологості матеріалу шару, що зволожується за період вологонагромадження;

Середня температура за період часу з від’ємними середньомісячними температурами зовнішнього повітря (січень, лютий, березень і грудень):

,°C

Визначаю температуру в площині можливої конденсації:

При = -2,3 °C è = 493,Па;

= 31+29+31+31=122 доби;

= 100, кг/м³ (дод. 3* [1]);

= 0,14, м (пункт 1.2.1.);

= 3% (табл. 14*[1])

 

- визначається за формулою: ,

де - середня пружність водяної пари зовнішнього повітря за період часу з від’ємними середньомісячними температурами зовнішнього повітря (січень, лютий, березень і грудень):

= , Па

- опір паропроникнення частини захищення, що розміщена між внутрішньою поверхнею і площиною можливої конденсації;

, (м²·год·Па)/мг

à ;

 

 

Визначаю потрібний опор паропроникненя:

è , (м²·год·Па)/мг

 

< - це означає, ща волога, яка нагромадилась в захищені за холодний період року, встигне випаруватись з нього до кінця теплого періоду.

Опір паропроникнення до площини конденсації:

, (м²·год·Па)/мг

> - це означає, що протягом всього періоду вологонакопичення приріст середньої вологості матеріалу утеплюючого шару не перевищує значення допустимого приросту розрахункової вологості матеріалу.

 

Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджуючих конструкцій будинку