Пункт строительства- г. Иркутск

1 2

Кафедра физики

Дисциплина: Строительная физика

Курсовая работа

“Расчет тепловой защиты помещения”

Выполнил

Материал предоставлен «HELP4GASU»

http://help4gasu.narod.ru

Санкт-Петербург

Г.

Расчет тепловой изоляции помещения

Пункт строительства- г. Иркутск

I.Выборка исходных данных

1.1.Климат местности

1.Средние месячные температуры воздуха и упругости водяных паров в нем.

Величина	месяц
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
t_н,˚C	-20,9	-18,3	-9,7	1,0	8,4	14,8	17,6	15,0	8,1	0,5	-10,8	-18,7
e_н, Па
А_t_н, ˚C	10,9	12,6	12,8	12,7	14,2	13,1	12,6	12,4	11,5	12,5	11,1	11,9

2. Температура воздуха, ˚C:

-средняя наиболее холодной пятидневки –37 ˚C

-средняя отопительного сезона -8,9 ˚C

3.Продолжительность периода, сут.:

-влагонакопительного 176

-отопительного 241

4. Повторяемость П и скорость ветра V

месяц	характеристика	румбы
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь Июль	П, %
V, м/с	1,3	1,0	1,6	2,9	2,1	0,7	2,0	2,8
П, %
V, м/с	2,0	1,3	1,8	2,2	1,7	1,4	2,3	3,0

1.2. Параметры микроклимата помещения

административное здание

t_в=20˚С

φ_в=55 %

H=19м

1.3. Теплофизические характеристики материалов в конструкции

1. При t_в=20˚С и относительной влажности φ_в=55 %, в помещении нормальный режим влажности.

#G0 Режим	Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре
	до 12 °С	св. 12 до 24 °С	св. 24 °С
Сухой	До 60	До 50	До 40
Нормальный	Св. 60 до 75	● Св. 50 до 60	Св. 40 до 50
Влажный	Св. 75	Св.60 до 75	Св. 50 до 60
Мокрый	-	Св. 75	Св. 60

2. г. Иркутск расположен в сухой зоне влажности (3).

3.Эксплуатационная влажность материалов будет соответствовать

условию А

#G0Влажностный режим помещений	Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности
	сухой	нормальный	влажный
Сухой	А	А	Б
Нормальный	●А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

4.Характеристика материалов

Номер слоя	Материал	Номер по прил.	Плотность ρ_о, кг/м³	Коэффициенты
Теплопроводности λ, Вт/(м*К)	Паропроницания μ,мг/(мчПа)
	Сухая штукатурка			0,19	0,075
	Плиты минераловатные жесткие			0,052	0,60
	Кирпич глиняный обыкновенный			0,70	0,11
	Раствор цементно-песчаный			0,76	0,09

II.Определение точки росы

Упругость насыщающих воздух водяных паров E_в=2338 Па при t_в=20˚С

Определяем фактическую упругость водяных паров по формуле:

е_в= = Па

Следовательно, точка росы t_р=10,7˚С

III.Определение нормы тепловой защиты

3.1.Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

1.В заданном городе жесткость отопительного периода

X=(t_в-t_от)*z_от=(20-(-8,9))*241=6964,9 град*сут

2. Постоянные линейного уравнения для определения приведенного сопротивления стены промышленного здания

R=1,4 м²*К/Вт

β=0,00035 м²/Вт*сут

3.Минимально допустимое значение приведенного сопротивления теплопередача по первому этапу энергосбережения

R_оэ=R+β*X=1,4+ 0,00035*6964,9=3,838 м²*К/Вт

3.2. Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

1.По нормам санитарии в промышленном здании перепад температур между воздухом и поверхностью стены не должен превышать Δt^н=7˚С

#G0	Нормируемый температурный перепад , °С, для
Здания и помещения	наружных стен	покрытий и чердачных перекрытий	перекрытий над проездами, подвалами и подпольями
1. Жилые, лечебно- профилактические и детские учреждения, школы, интернаты	● 4,0	3,0	2,0
2. Общественные, кроме указанных в п.1, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом	4,5	4,0	2,5
3. Производственные с сухим и нормальным режимами	, но не более 7	0,8 но не более 6	2,5
4. Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом		0,8	2,5
5. Производственные здания со значительными избытками явного тепла (более 23 Вт/м )			2,5

2. Коэффициент контактности наружной стены с наружным воздухом n=1

#G0Ограждающие конструкции	Коэффициент
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наужным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	● 1
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	0,9
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли	0,6
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4

3.Коэффициент теплопередачи на внутренние поверхности стены α_в=8,7Вт/(м²*К)

#G0 Внутренняя поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи , Вт/(м · °С)
Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты ребер к расстоянию между гранями соседних ребер	● 8,7
Потолков с выступающими ребрами при отношении	7,6
Зенитных фонарей	9,9

4.Минимально допустимое сопротивление теплопередаче (требуемое) по условию санитарии

R_ос= 1,638 м²*К/Вт

3.3.Норма тепловой защиты

R_о^тр=R_оэ=3,838 м²*К/Вт

IV.Расчет толщины утеплителя

1.Коэффициент теплоотдачи зимой на наружной поверхности стены

α_н=23Вт/(м²*˚С)

2.Сопротивление теплообмену на поверхности стены

- внутренней (в помещении)

R_в= м²*К/Вт

- наружной (на улице)

R_н= м²*К/Вт

3.Термического сопротивления конструктивных слоев (с известными толщинами)

R₁= 0,063 м²*К/Вт=R₃

R₃= 0,357 м²*К/Вт=R₃

R₄= 0,032 м²*К/Вт=R₃

4.Термическое сопротивление расчетного слоя (утеплителя)

м²*К/Вт

5.Минимально допустимая толщина расчетного слоя

округляем до строительного модуля δ₂=0,18м

6.Термическое сопротивление расчетного слоя после унификации (округления до модуля)

3,461 м²*К/Вт

7.Общее сопротивление теплопередачи

_{0,115+0,043+0,063+0,357+0,032+3,}₄₆₁₌₄_,₀₇ м²*К/Вт

VI.Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

1.Температура на внутренней поверхности ограждения

18,4˚С > t_р=10,7˚С

Роса не будет выпадать на стене

2.Термическое сопротивление конструкции

м²*К/Вт

3.Температура в углу наружных стен ˚С

τ_у=13,3˚С <t_р=10,7˚С

поэтому в углу выпадения росы не будет.

VII.Проверка выпадения росы в толще ограждения

1.Сопротивление паропроницанию слоев

м²*ч*Па/мг

конструкции в целом

м²*ч*Па/мг

2.При среднеянварской температуре на улице t_н_I=-20,9˚С на внутренней поверхности будет температура

˚С,

которой будет соответствовать упругость насыщенных водяных паров

3.Графическим методом (см. график 1) находим изменение температуры по толще ограждения при средней температуре самого холодного месяца

4.По температурам на границах слоев находим значения E для этих границ см.график 1.

5.Строим график изменения значений e и E по толщине ограждения (см. график 2).Линии пересекаются, что свидетельствует о выпадении росы в толще ограждения.

6. По max провисанию линии E под линией находим, что плоскость возможной конденсации находится в 3-4 слоях.

7. Из графика имеем:

- сопротивление паропроницания слоев между плоскостью возможной конденсации и внутренней поверхностью ограждения

м²*ч*Па/мг

- сопротивление паропроницания слоев между плоскостью возможной конденсации и наружной поверхностью ограждения

м²*ч*Па/мг

Пересечение линий E и e,линия E расположена ниже e,поэтому требуется проверка влажностного режима конструкции.

VIII.Проверка влажностного режима ограждения

1. См. график.

2. См. п. VII-7.

3. См. график.

4. Средние температуры:

- зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже 5˚С, t_зим=-15,68˚С;

- весенне-осеннего периода, включая месяцы со средними температурами от –5 до +5 ˚С,t_во=0,75˚С;

- летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более 5 ˚С, t_л=12,76˚С;

- периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0˚С и ниже,t_вл=-15,68˚С.

5. Графическим способом находим значение температур в плоскости возможной конденсации, а по ним определяем, пользуясь прилож. 3 и 4, значение E.

Период и его индексы	Месяцы	Число месяцев,z	Наружная температура,t, ˚С	В плоскости конденсации
t, ˚С	E, Па
1-зимний	1,2,3,11,12		-15,68	-12.2
2-весенне-осенний	4,10		0,75	2,6
3-летний	5,6,7,8,9		12,76	13,4
0-влагонакопления	1,2,3,11,12		-15,68	-12,2

6.Среднегодовая упругость водяных насыщающих паров в плоскости возможной конденсации

4.Среднегодовая упругость водяных паров в наружном воздухе

7.Требуемое сопротивление паропроницаемости внутренних слоев, которое исключает накопление влаги из года в год

8. Средняя упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления

_,где z_о- число месяцев в периоде, имеющих ˚С

9. Так как зона конденсации распространяется с большей потерей на 3 слой, то увлажняемый слой – кирпич глиняный обыкновенный толщиной δ=0,250 м, плотностью 1800 кг/м³, который допускают приращение массовой влажности на

10. Требуемое сопротивление паропроницания внутренних слоев, которое ограничивает прирост влажности материала значением

м²*ч*Па/мг

м²*ч*Па/мг > R_пв=0,60 м²*ч*Па/мг

Необходимо устроить пароизоляцию из листов древесно-волокнистых мягких, помещенных под минераловатные плиты.

IX.Проверка ограждения на воздухопроницание

1.Плотность воздуха

в помещении:

на улице:

2.Температурный перепад давления

3.Расчетная скорость ветра в январе месяце

4.Ветровой перепад давления

6.Допустимая воздухопроницаемость стен адм.здания G^н=0,5

7.Требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации

м²*ч*Па/мг

8. Сопротивление воздухопроницания, которым обладают слои

Номер слоя	Материал	Толщина слоя,мм	Пункт прил.9	Сопротивление Rи_i_, м²чПа/мг
	Сухая штукатурка
	Плиты минераловатные жесткие
	Кирпич глиняный обыкновенный
	Раствор цементно-песчаный