Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены жилого дома 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены жилого дома



 

Исходные данные

 

1. Ограждающая конструкция – наружная стена из многослойных железобетонных панелей с утеплителем из мягких минераловатных плит (ρ g = 100 кг/м3) толщиной d = 0,08 м, общая толщина панели dп = 0,30 м

2. Здание – жилое.

3. Пункт строительства – Великий Новгород.

 

Порядок расчета

 

Расчетная температура внутреннего воздуха tintв = 1820 оС,[ табл. 16, прил. 4], относительная влажность j = 55%, табл. 1. [1].

Следовательно, влажностный режим помещения – нормальный, табл.31.

 

 

Рис. 41. Разрез ограждающей конструкции

 

d1 = 0,12 м; d2 = 0,08 м; d3 = 0,10 м;

 

Великий Новгород находится в строительно-климатической зоне II В [2], и во II зоне по влажности (нормальной), прил. 21. [1, прил. 1].

При нормальном влажностном режиме помещения в нормальной зоне по влажности – условия эксплуатации "Б", прил. 32. [1, прил. 2].

 


tintв = 2018 оС табл. 1 [6, табл. 4]

n = 1 табл. 53 [1, табл. 3*]

Dtnн = 4 оС табл. 42

aiв = 8,7 табл. 64

aeн = 23 (табл. 75)

S1 = S = 16,95 прил. 54 [1, прил. 3*]

S2 = 0,73

l1 = l3 = 2,04

l2 = 0,07

 

 

1. Зимнюю температуру наружного воздуха teн принимаем в соответствии с п. 1.1. Для указанного пункта строительства (Великий Новгород) она равна teн = -27 оС, [2].

2. Требуемое сопротивление теплопередаче определяем по формуле (3):

R0 req о.тр = 1[2018 - (- 27)] / 4,0 × 8,7 = 1,3529 м2 оС/Вт

3. Термическое сопротивление отдельных слоев конструкции определяем по формуле (4):

R1 = d1 / l1 = 0,12 / 2,04 = 0,059 = 0,06

R1 = d2 / l2 = 0,08 / 0,07 = 1,143 = 1,14

R3 = d3 / l3 = 0,049 = 0,05

4. Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк рассчитываем по формуле (5), учитывая п. 1.2.:

Rkк = 0,06 + 1,14 + 0,05 = 1,25 м2×оС/Вт

5. Сопротивление теплопередаче Rо многослойной панели определяем по формуле (8):

Rо = 1/8,7 + 1,25 + 1/23 = 1,41 м2×оС/Вт

Первое условие – Rо ³ R0 req Rо.тр – выполняется:

1,41 м2×оС/Вт > 1,3529 м2×оС/Вт

6. Подсчитываем градусо-сутки отопительного периода (Dd ГСОП) по формуле (9):

для Великого Новгорода tот.пер = -2,36 оС

zот.пер = 2210 сут.

Dd ГСОП = [1820-(-2,36)]2210 = 4928486,3532 гр. сут.

7. Проверяем условие энергосбережения, по табл. 6

Ro reqо.тр = 3,122,973,0 м2×оС/Вт

Сопротивление теплопередаче Ro меньше нормируемого значения.Условие энергосбережения не выполняется, т.к.

R0 req Rо = 1,41 м2×оС/Вт < Roreq RIIо.тр = 3,122,973,0 м2×оС/Вт

- условие не выполняется.

Таким образом, наружная ограждающая конструкция с толщиной утеплителя 0,08 м не отвечает предъявленным требованиям, и поэтому не может применяться для рассматриваемого варианта.

8. Рассчитаем толщину ограждающей конструкции, которая соответствовала бы требуемым условиям, изменяя толщину утеплителя.

Rreq RIIо.тр = 1/aв + R1 + dут/lут + R3 + 1/aен

Отсюда

dут = (R0 req RIIо.трR1 – R3 – 1/ aiв – 1 /aен) × lут =

= (3,122,973,0 – 0,06 – 0,05 – 0,11 – 0,04) × 0,07 = 0,2019 м

Вывод: Предлагаемая ограждающая конструкция может быть применена для рассматриваемого варианта в Великом Новгороде при толщине утеплителя не менее 0,2019 м.

Пример 2

Расчет сопротивления теплопередаче неоднородной

Ограждающей конструкции

 

Исходные данные

 

1. Ограждающая конструкция – наружная стена из асбестоцементных панелей (ρg = 1800 кг/м3) с утеплителем из пенополиуретана (g ρ = 60 кг/м3) толщиной 0,06 м, общая толщина панели dп = 0,08 м, высота 0,6 м, длина 6 м; с учетом горизонтального стыка из пенополистерола (ρg = 150 кг/м3).

2. Здание производственное.

3. Пункт строительства – г. Великий Новгород.

 

Порядок расчета

 

Расчетная температура внутреннего воздуха tintв = 18 оС, относительная влажность j = 55%. Следовательно, влажностный режим помещения нормальный (табл. 31).

При условиях эксплуатации "Б" (см. пример 1):

tintв = 18 оС

n = 1

Dtnн = 8 оС

aiв = 8,7

aeн = 23

lасб = 0,52 прил. 54

lутепл = 0,041

lпенополистер = 0,06

Sасб = 8,12

Sутепл = 0,55

Sпенополистер = 0,99

1. Панель условно разрезается плоскостями:

а) параллельными направлению теплового потока на участки I–XIV

(см. рис. 52);

б) перпендикулярными направлению теплового потока на слои 1-5

(см. рис. 52).

Рис. 52. Расчетная схема панели

 

2. Рассчитываем термическое сопротивление (R) согласно пункта 1.4

 

а) участков I-XIV:

- однородных участков по формуле 4;

RI = RIII = RVII = RIX = RXI = RXIII =


- неоднородных участков по формуле 5:

RII = RIV = RVI = RX = RXII = RXIV =

RVIII =

Определяем суммарную площадь этих участков с учетом длины панели

6 м:

I + FАIII + FАV + FАVII + FАIX + FАXI + FАXIII = 0,01 ´ 6 ´ 7 = 0,42 м2

II + FАIV + FАVI + FАX + FАXII + FАXIV = 0,084 ´ 6 ´ 6 = 3,024 м2

VIII = 0,026 ´ 6 = 0,156 м2

 

Тогда термическое сопротивление RаТа всех участков I-XIV согласно формуле 6 будет равно

RаТ =

 

б) Рассчитаем термическое сопротивление:

- для однородных слоев 1 и 5 по формуле 3:

R1 = R5 =

- для неоднородных слоев 2, 3, 4 по формуле 6:

Тогда термическое сопротивление Rб всех слоев 1-5 согласно формуле 5 будет равно:

RТб = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 0, 019 ´ 2 + 0,085 ´ 2 + 0,406 = 0,614

 

3. Сравниваем величины RаТ и RТб.

4. Поскольку величина RаТ = 0,727 превышает величину

RТб = 0,614 не более чем на 25 %, то приведенное термическое сопротивление определяется по формуле 7:

5. Рассчитаем сопротивление теплопередаче данной ограждающей конструкции:

Rо =

 

6. Подсчитываем градусо-сутки отопительного периода (Dd ГСОП) для Великого Новгорода по формуле 9:

Dd ГСОП = [18-(-2,36)] 2210 = 4486,3532 гр.сут.

 

7. Проверяем условие энергосбережения по табл. 86:

Сопротивление теплопередаче панели ниже нормируемого значенияУсловие энергосбережения не выполняется, т.к.

Rо = 0,81 < 1,901

 

Таким образом, предлагаемая наружная ограждающая конструкция не отвечает предъявляемым современным требованиям и поэтому не может быть применима в Великом Новгороде.


32. ОЦЕНКА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

 

Колебания температуры внутренней поверхности стен и покрытий возникают в основном в результате изменения температуры наружного воздуха. Свойство ограждения сохранять постоянство или ограничивать колебания температуры на внутренних поверхностях называют теплоустойчивостью.

В современном строительстве или применении легких ограждений фактор теплоустойчивости приобрел особое значение. В возводимых зданиях ограждения обычно имеют небольшую толщину, поэтому колебания температуры не затухают в толще ограждения и в значительной мере передаются с наружной поверхности на внутреннюю.

Мерой интенсивности затухания колебаний температуры является безразмерная величина D Д, называемая показателем тепловой инерции ограждения. Для теплофизически однородного слоя конструкции

DД = R × S (10)

где R – термическое сопротивление, ;

S – коэффициент теплоусвоения, .

 

Коэффициент теплоусвоения (S) по своему физическому смыслу является коэффициентом теплообмена при передаче через ограждение периодических тепловых воздействий путем теплопроводности.

Ограждения при одинаковом сопротивлении теплопередаче могут обладать различной тепловой инерцией, т.е. свойством в различной мере воспринимать тепло при периодическом колебании температуры наружного воздуха.

Ограждающие конструкции считаются:

- легкими при £ 4;

- средней массивности при 4 < £ 7;

- массивными при > 7.

Теплоустойчивость ограждения зависит от порядка расположения слоев и от того, какой материал будет располагаться в слое резких колебаний, который непосредственно прилегает к наружной поверхности.

Расчеты многослойных ограждений показывают, что конструкция более теплоустойчива, когда материал с высоким коэффициентом теплоусвоения располагается с внутренней стороны ограждения.

Наличие в конструкции ограждения воздушной прослойки увеличивает теплоустойчивость конструкции. В замкнутой воздушной прослойке целесообразно устраивать теплоизоляцию с теплоотражающей поверхностью. Слои конструкции, расположенные между вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой и наружной поверхностью ограждающей конструкции должны иметь как можно меньшую толщину, поэтому целесообразно применять тонкие металлические или асбестоцементные листы.

Расчет теплоустойчивости заключается в проверке теплотехнических свойств ограждающей конструкции согласно [I, гл. 73].

В теплый период года Вв районах со среднемесячной температурой июля 21 оС и выше амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций зданий Аtintв не должна быть более требуемой амплитуды Аtвтр при тепловой инерции наружных стен менее 4 и покрытий менее 5.

 

2.1. Тепловую инерцию ДD ограждающей конструкции следует определять по формуле:

DД = R1×S1 + R2×S2 + … + Rn×Sn, (11)

где R1, R2, …Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые по формуле (3) (см. п. 1.2.);

S1, S2, … Sn – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, , принимаемые в зависимости от условий эксплуатации "А" или "Б" по прил. 54.2 [I, прил. 3*].

 

2.2. Требуемая амплитуда колебаний внутренней поверхности ограждения Аtвтр определяется по формуле

Аtвтр = 2,5 – 0,1×(textн – 21),

где textн – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, оС, [2].

 

2.3. Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения следует определять по формуле

(13)

 

2.4. Аtнрасч – расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, оС, определяемая:

А tнdesрасч = 0,5 А t,textн + , (14)

где r - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности конструкции, прил. 65; [I, прил. 7];

А texttн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, оС [2,3];, прил. 2];

JImaxмакс, JIср – соответственно максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации, Вт/м2, [СП 23-101], прил. 87;2, прил. 7];

aен – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, :

aен = 1,16×(5 + 10 ), (15)

где – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более, но не менее 1 м/с [2].[2, прил. 4].

 

2.5. Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции следует определять по формуле

v = 0,9 (16)

где е = 2,718 – основание натуральных логарифмов;

S1, S2,…Sn – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, , принимаемые по прил. 54;2 [1, прил. 3*];

Y1, Y2,…Yn – коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые согласно п. 2.6;

aiв – то же, что в формуле 3;

aeн – то же, что в формуле 14.

 

Порядок нумерации слоев принят в направлении от внутренней поверхности к наружной.

 

Для многослойной неоднородной конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих рёбер v следует определять согласно ГОСТ 26253-84 "Здания и сооружения. Метод определения теплоустойчивости ограждающих конструкций".

2.6. Коэффициент теплоусвоения слоя Y с тепловой инерцией D ³ 1 следует принимать равным расчетному коэффициенту теплоусвоения S материала этого слоя.

При D £ 1коэффициент теплоусвоения слоя определяется расчетом:

для первого слоя – Y1 = ; (17)

для i -го слоя - Yi = ; (18)

где R1,Ri и S1, Si см п. 2.1.

 

В холодный период года

Расчетная амплитуда колебаний температуры помещений жилых и общественных зданий , 0С, не должна превышать ее нормируемого значения в течение суток:

- при наличии центрального отопления и печей при непрерывной топке – 1,50С;

- при стационарном электро-теплоаккумулирующем отоплении – 2,50С;

- при печном отоплении с периодической топкой – 30С.

При наличии в здании отопления с автоматическим регулированием температуры внутреннего воздуха теплоустойчивость помещений в холодный период года не нормируется.

2.7. Расчетная амплитуда колебаний температуры воздуха в помещении , 0С определяется по формуле

, (19)

где М – коэффициент неравномерности теплоотдачи нагревательным прибором, принимаемый по табл. 9;

Qо – средняя теплоотдача отопительного прибора, Вт, равная теплопотерям в соответствии с нормативными документами;

Аi – площадь i -й ограждающей конструкции, м2;

Вi – коэффициент теплопоглощения поверхности i - го ограждения, Вт/м2·0С, определяемый по формуле

Вi = 1/[(1/ , (20)

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/м2·0С, равный 4,5 + αk;

αk коэффициент конвективного теплообмена внутренней поверхности, Вт/м2·0С, принимаемый равным для:

- внутреннего ограждения - 1,2;

- окна - 3,5;

- пола - 1,5;

- потолка - 3,5;

- коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности i-й ограждающей конструкции, Вт/м2·0С, определяемый согласно [3].

Нумерация слоев принимается в направлении от внутренней поверхности ограждения к наружной.

 

Пример 3



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; просмотров: 1894; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.80.155.163 (0.082 с.)