Расчёт термического сопротивления горизонтальной ограждающей конструкции.

Министерство Образования Республики Беларусь

УО «Белорусский Государственный Университет Транспорта»

Кафедра «Экология и РИВР»

Курсовая работа

по дисциплине:

«ТЕПЛОТЕХНИКА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»

Выполнил:                                                         Проверил:

студент гр. ПК-31                                             преподаватель

Хулуп С. Н.                                                         Колдаева С.Н.

Гомель 2015

Содержание:

1. Расчет сопротивления теплопередаче вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций…………………………………………………..3

2. Расчет температурного поля в многослойной конструкции……………13

3. Определение сопротивления паропроницанию вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций………………………………………………….19

4. Расчет сопротивления воздухопроницанию………………………..……21

5. Список используемой литературы………………………………………..23

 

1. 1Расчёт сопротивления теплопередаче вертикальной наружной стены их штучных материалов.

Исходные данные:

Тип здания – общественное

Могилевская область,

Расчетная температура внутреннего воздуха  ,

Относительная влажность 50%,

Режим помещения – сухой,

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б по таблице 4.2[1].

Конструктивное решение стены приведено на рисунке 1

 

Рисунок 1.1 – Наружная стена здания.

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоение S материалов принимаем по таблице. A. 1[1] для условий эксплуатации ограждений «Б»: 

- Кирпич керамический плотностью 1300кг/куб.м(брутто)

 λ ₁ = 0,69 Вт/(м ∙°С); S₁ = 7,58 Вт/(м² ∙°С);

- пенополиуретан

λ ₂ = 0,05 Вт/(м ∙°С); S₂ = 0,70 Вт/(м² ∙°С);

Нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен из штучных материалов согласно таблице 5.1 [1] R^норм = 3,2(м²∙°С)/Вт.

Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:

где δ – толщина рассматриваемого слоя, м;

   λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).

Следовательно, термическое сопротивление отдельных слоев:

- для  плотного силикатного бетона

 (м² ∙ ºС)/Вт;  

Термическое сопротивление пенополиуретана R₂ находим из формулы:

где  α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по      табл.5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м²∙°С);

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по табл. 5.7[1], α_н=23 Вт/(м²∙°С);

 – термическое сопротивление ограждающей конструкции

Тогда:

 (м²∙°С)/Вт

Отсюда следует что, термическое сопротивление слоя плиты минераловатной на синтетическом связующем находится по формуле:

.

Вычисляем тепловую инерцию по формуле:

где   S_i  – расчетный коэффициент теплоусвоения слоя материала конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2[1], принимаем по таблице A.1[1], Вт/(м²∙°С).

D=R₁∙S₁+ R₂∙S₂,

D=0,362∙7,58+2,68·0,70=4,62

По таблице 5.2 [1] для ограждающей конструкции с тепловой инерцией 1,5-4,0 (стены средней инерционности) за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принять среднюю температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, которая для Могилевской области составляет:  (таблица 4.3[1]).

 Определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены по формуле:

,

Где n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху и принимаемый по таблице 5,3[1];

 – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ;

- расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 5.5[1],

;

Находим экономически целесообразное сопротивление теплопередаче

, ()/Вт, по формуле (5.1)

=0,5* + ;

=0,453()/Вт

где См стоимость материала бел.руб/м3. См=500000 бел.руб/м3

Сведения взяты с сайта: Тамирострой.

Ссылка: http://tamirastroi.pulscen.by/goods/30389682-teploizo..

где - стоимость тепловой энергии, руб/ГДж;

—продолжительность отопительного периода согласно таблице 4.4, сут;

– средняя за отопительный период температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 4.4, С;

- коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации,(1, таблица А.1) в зависимости от расчётной температуры и относительной влажности внутреннего воздуха, ()/Вт

Толщина теплоизоляционного слоя из пенополиуретана

Вывод: Теплоизоляционный слой из плит минераловатных на синтетическом связующем 0,13 м обеспечивает нормативные требования, предъявляемые к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.

 Проверяем соответствие требованию:

0,772 < 3,2 – условие выполнятся, следовательно, данный утеплитель удовлетворяет требованиям TKP 45-2.04-43-2006.

 

Список используемой литературы

1 TKП 45-2.04-43-2006 Строительная теплотехника. Минск, 1994.

2 СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госстрой СССР. – М., 1992.

3 Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергоиздат, 1981.

4 ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам. Изд. Стандартов, 1996.

 

 

 

Министерство Образования Республики Беларусь

УО «Белорусский Государственный Университет Транспорта»

Кафедра «Экология и РИВР»

Курсовая работа

по дисциплине:

«ТЕПЛОТЕХНИКА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»

Выполнил:                                                         Проверил:

студент гр. ПК-31                                             преподаватель

Хулуп С. Н.                                                         Колдаева С.Н.

Гомель 2015

Содержание:

1. Расчет сопротивления теплопередаче вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций…………………………………………………..3

2. Расчет температурного поля в многослойной конструкции……………13

3. Определение сопротивления паропроницанию вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций………………………………………………….19

4. Расчет сопротивления воздухопроницанию………………………..……21

5. Список используемой литературы………………………………………..23

 

1. 1Расчёт сопротивления теплопередаче вертикальной наружной стены их штучных материалов.

Исходные данные:

Тип здания – общественное

Могилевская область,

Расчетная температура внутреннего воздуха  ,

Относительная влажность 50%,

Режим помещения – сухой,

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б по таблице 4.2[1].

Конструктивное решение стены приведено на рисунке 1

 

Рисунок 1.1 – Наружная стена здания.

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоение S материалов принимаем по таблице. A. 1[1] для условий эксплуатации ограждений «Б»: 

- Кирпич керамический плотностью 1300кг/куб.м(брутто)

 λ ₁ = 0,69 Вт/(м ∙°С); S₁ = 7,58 Вт/(м² ∙°С);

- пенополиуретан

λ ₂ = 0,05 Вт/(м ∙°С); S₂ = 0,70 Вт/(м² ∙°С);

Нормативное сопротивление теплопередаче для наружных стен из штучных материалов согласно таблице 5.1 [1] R^норм = 3,2(м²∙°С)/Вт.

Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:

где δ – толщина рассматриваемого слоя, м;

   λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).

Следовательно, термическое сопротивление отдельных слоев:

- для  плотного силикатного бетона

 (м² ∙ ºС)/Вт;  

Термическое сопротивление пенополиуретана R₂ находим из формулы:

где  α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по      табл.5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м²∙°С);

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по табл. 5.7[1], α_н=23 Вт/(м²∙°С);

 – термическое сопротивление ограждающей конструкции

Тогда:

 (м²∙°С)/Вт

Отсюда следует что, термическое сопротивление слоя плиты минераловатной на синтетическом связующем находится по формуле:

.

Вычисляем тепловую инерцию по формуле:

где   S_i  – расчетный коэффициент теплоусвоения слоя материала конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2[1], принимаем по таблице A.1[1], Вт/(м²∙°С).

D=R₁∙S₁+ R₂∙S₂,

D=0,362∙7,58+2,68·0,70=4,62

По таблице 5.2 [1] для ограждающей конструкции с тепловой инерцией 1,5-4,0 (стены средней инерционности) за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принять среднюю температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, которая для Могилевской области составляет:  (таблица 4.3[1]).

 Определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены по формуле:

,

Где n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху и принимаемый по таблице 5,3[1];

 – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ;

- расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 5.5[1],

;

Находим экономически целесообразное сопротивление теплопередаче

, ()/Вт, по формуле (5.1)

=0,5* + ;

=0,453()/Вт

где См стоимость материала бел.руб/м3. См=500000 бел.руб/м3

Сведения взяты с сайта: Тамирострой.

Ссылка: http://tamirastroi.pulscen.by/goods/30389682-teploizo..

где - стоимость тепловой энергии, руб/ГДж;

—продолжительность отопительного периода согласно таблице 4.4, сут;

– средняя за отопительный период температура наружного воздуха, принимаемая по таблице 4.4, С;

- коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации,(1, таблица А.1) в зависимости от расчётной температуры и относительной влажности внутреннего воздуха, ()/Вт

Толщина теплоизоляционного слоя из пенополиуретана

Вывод: Теплоизоляционный слой из плит минераловатных на синтетическом связующем 0,13 м обеспечивает нормативные требования, предъявляемые к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций.

 Проверяем соответствие требованию:

0,772 < 3,2 – условие выполнятся, следовательно, данный утеплитель удовлетворяет требованиям TKP 45-2.04-43-2006.

 

Расчёт термического сопротивления горизонтальной ограждающей конструкции.

Найти термическое сопротивление перекрытия с кровлей из рулонных материалов.

Конструктивное решение представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. Перекрытие здания.

 

Рисунок 1.2- схема конструкции горизонтального перекрытия

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоения S материалов принимаем по таблице А.1[1] для условий эксплуатации ограждений «Б»:

- Вспученный перлит на битумном связующем

 λ ₁ = 0,13 Вт/(м ∙°С); S₁ = 2,26 Вт/(м² ∙°С);

- Плотный силикатный бетон

λ ₂ = 1,16 Вт/(м ∙°С); S₂ = 10,90 Вт/(м² ∙°С);

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающую конструкцию (или часть ее) условно разрезают на участки, из которых одни могут быть однородными — из одного материала, а другие — неоднородными — из слоев различных материалов, и определяют термическое сопротивление R_a, м² · ºС/Вт, конструкции по формуле (7) СНБ 2.01,01

где F₁, F₂,...., F_n — площади отдельных участков конструкции, м²,

R₁, R₂,...., R_n — термические сопротивления отдельных участков конструкции, определяемые по формуле (4) для однородных участков и по формуле (6) — для неоднородных участков.

Термическое сопротивление однослойной однородной ограждающей конструкции, а также однородного слоя многослойной конструкции определяют по формуле (4) СНБ 2.01.01

где δ — толщина однослойной однородной конструкции или слоя многослойной конструкции, м.

Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями определяют по формуле (6) СНБ 2.01.01

                                              r_к = R₁ + R₂ +...... + R_n,

где R₁, R₂,.....,R_n — термическое сопротивление отдельных слоев конструкции, определяемые по формуле (4) СНБ 2.01.01, и замкнутых воздушных прослоек, принимаемых по таблице Б.1 СНБ 2.01.01.

Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, в расчете не учитываются.

Разделим конструкцию на повторяющиеся элементы, приняв, что данные элементы имеют правильную геометрическую форму прямоугольника со сторонами 0,1х0,1.

Определим термическое сопротивление элементов при условии деления их плоскостями, параллельными тепловому потоку. Конструктивное решение представлено на рисунке 1.2.1.

Рисунок1.2.1 (1) Элемент перекрытия 1

Рисунок1.2.1(2) Элемент перекрытия 2

Определяем площади элементов:

 м²;

 м²;

Термическое сопротивление элемента при условии деления его плоскостями,

Параллельными тепловому потоку:

 

 

Находим термическое сопротивление при условном делении его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку. Конструктивное решение представлено на рисунке 1.2.2

Рисунок 1.2.2 Конструкция перекрытия при условии деления его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку

 (м²· ⁰С)/Вт;

 

 (м²· ⁰С)/Вт;

 

 (м²· ⁰С)/Вт;

Тогда,

 

 

 

Итак, получили: (м²∙°С)/Вт. (м²∙°С)/Вт.

 

Так как термическое сопротивление  не превышает величину  более чем на 25%, то термический расчет конструкции выполняют согласно формуле:

 

(м²∙°С)/Вт.

Вывод: данная конструкция перекрытия не удовлетворяет требованиям [1] по теплопроводности, так как нормативное сопротивление конструкции

R^норм = 6,0(м²∙°С)/Вт., что больше расчетного сопротивления R=1,57(м²∙°С)/Вт, для того, что бы расчетное сопротивление было больше нормативного увеличим толщину теплоизоляционного слоя и повторим расчет.

Рисунок1.2.1 (1) Элемент перекрытия 1

Рисунок1.2.1(2) Элемент перекрытия 2

Определяем площади элементов:

 м²;

 м²;

Термическое сопротивление элемента при условии деления его плоскостями,

Параллельными тепловому потоку:

 

 

Находим термическое сопротивление при условном делении его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку. Конструктивное решение представлено на рисунке 1.2.2

Рисунок 1.2.2 Конструкция перекрытия при условии деления его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку

 (м²· ⁰С)/Вт;

 

 (м²· ⁰С)/Вт;

 

 (м²· ⁰С)/Вт;

Тогда,

 

 

 

Итак, получили: (м²∙°С)/Вт. (м²∙°С)/Вт.

 

Так как термическое сопротивление  не превышает величину  более чем на 25%, то термический расчет конструкции выполняют согласно формуле:

 

(м²∙°С)/Вт.

Вывод: данная конструкция перекрытия удовлетворяет требованиям [1] по теплопроводности, так как нормативное сопротивление конструкции

R^норм = 6,0(м²∙°С)/Вт., что меньше расчетного сопротивления R=6,19(м²∙°С)/Вт,