Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Строительный факультет

Кафедра архитектуры

Теплотехнический расчет конструкций

Работу выполнила студентка группы ВВ-11.1зу Шарапова Е.В.

Работу проверил и принял преподаватель Шамарина А.А.

Пермь 2012

1.Теплотехнический расчет

1.1.Расчет наружной кирпичной стены слоистой конструкции (определение толщины утеплителя и выполнения санитарно- гигиенических требований тепловой защиты здания)

Место строительства – г. Саратов

Заданный город относится к климатическому району II, подрайону IIВ (СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" карта 1)

Зона влажности – 3 (сухая) – определена по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" карта 2

Средняя расчетная температура наружного воздуха в течение отопительного периода t_ht для г. Саратов составляет - 4,3°C;

Расчетную температуру наружного воздуха t_ext= -27°C, принимаем по СНиП 23-01-99 (обеспеченность 0,92 по графе 5 табл. 1).

Продолжительность отопительного периода zht = 196 суток.

Влажностный режим помещения – нормальный;

условия эксплуатации ограждающих конструкций А.

Расчет произведен для двухэтажного жилого дома:

расчетная средняя температура внутреннего воздуха t_int = +21°С (опред. по СНиП 23-01-99);

относительная влажность воздуха внутри здания для холодного

времени года φ=55%. Определена по СНиП 23-02-2003 п.5.9;

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций aint=8,7 Вт/м²° С

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций aext=23 Вт/м² °С

Расчетная схема 1

Данные о конструктивных слоях сведены в таблицу 1

№ п\п	Наименование слоя	Плотность в сухом состоянии γ, кг/м3	Толщина слоя δ, м	теплопроводность λ, Вт/(м·°С)	Термическое сопротивление R, м2 °С/Вт
1 1	Цементно-песчаный раствор	1800	0,02	0,76	0,026
22	Кирпичная кладка из глиняного кирпича	1800	0,38	0,7	0,54
33	Минераловатная плита полужесткая	40-60		0,041
44	Кирпичная кладка из керамического кирпича (облицовка)	1600	0,12	0,58	0,207

Таблица 1

1. определение градусо-суток отопительного периода.

D_d=196*(21-(-4.3))=4958.8 °Cсут

2. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003:

Rreq = 0,00035*4958,8+1,4=3,14 м²°C/Вт

3. Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле

R₀^r = R₀^усл r

R₀^усл – сопротивление теплопередаче кирпичных стен без учета теплопроводных включений,

r- коэффициент теплотехнической однородности, который для стен толщиной 510 мм равен 0,74 (СП 23-101-2004 п.8.17).

Расчет ведется из условия равенства R0r = Rreq , следовательно

R₀^усл=3,14/0,74=4,24 м^2°C/Вт

R₀^усл = R_si + R_k + R_se , отсюда

R_k = R₀^усл –(R_si + R_se)

R_k- термическое сопротивление конструкции;

R_si= 1/α_int

R_sе= 1/α_ехt

R_k=4,24-(1/8,7+1/23)=4,09 м^2°C/Вт

4. термическое сопротивление наружной кирпичной стены

, отсюда

R_ут= R_к- (R₁ +R₂+ R₄)

R_i=δ/λ -Термическое сопротивление отдельного слоя

R_ут=4.09-(0.207+0.54+0.026) = 3.32 м^2°C/Вт

5. определение толщины утеплителя

δ_ут=0,041*3,32=0,14 м

Принимаем толщину утеплителя 150 мм

6. проверка с учетом принятой толщины утеплителя

R₀^r= r(R_si + R₁ + R₂ + R_ут + R₄+ R_se)

R₀^r = 0,74 ( 0,11+ 0,207 + 0,54 + 3,41 + 0,026 + 0,04 ) = 3,39 м²°С/Вт.

Условие R₀ ^r > Rreq

3.39>3.14 выполняется.

Общая толщина стены равна 150 мм+380 мм+120 мм=650 мм

7. проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания.

• Условие ∆t ≤∆t_n

∆t_n - нормируемый температурный перепад. Согласно табл.5 СНиП 23-02-2003 ∆t_n = 4°C

∆t= (21+27)/3.39*8.7=1.63 °C

1,63°C <4°C →условие выполняется

Условие τ_si> t_d

-температура внутренней поверхности

t_d- точка росы =11,62°C (по прилож. СП 23-101-2004)

τ_si= °C

19,37°C >11,62°C→Условие выполняется

Вывод: ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

1.2. Расчет чердачного перекрытия (определение толщины утеплителя и выполнения санитарно- гигиенических требований тепловой защиты здания)

Место строительства – г. Саратов

Зона влажности – сухая.

Продолжительность отопительного периода zht = 196 суток.

Средняя расчетная температура наружного воздуха в течение отопительного периода t_ht для г. Саратов составляет - 4,3°C;

Расчетную температуру наружного воздуха t_ext= -27°C, принимаем по СНиП 23-01-99 (обеспеченность 0,92 по графе 5 табл. 1)

Расчет произведен для двухэтажного жилого дома:

расчетная средняя температура внутреннего воздуха t_int = +21°С (опред. по СНиП 23-01-99);

относительная влажность воздуха внутри здания для холодного

времени года φ=55%. Определена по СНиП 23-02-2003 п.5.9;

влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций aint=8,7 Вт/м²° С

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций aext=12 Вт/м² °С

Расчетная схема 2

Данные о конструктивных слоях сведены в таблицу 2

Таблица 2

№ п\п	Наименование слоя	Плотность в сухом состоянии γ, кг/м3	Толщина слоя δ, м	теплопроводность λ, Вт/(м·°С)	Термическое сопротивление R, м2 °С/Вт
1	Минераловатная плита полужесткая	40-60		0,041	0,026
2	Пароизоляция (1 слой рубероида)	600	0,005	0,17	0,03
3	ПК	2500	0,22	1,92	0,11

1. определение градусо-суток отопительного периода.

D_d=196*(21-(-4.3))=4958.8 °C*сут

2. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (1) СНиП 23-02–2003:

Rreq = 0,00045*4958,8+1,9=4,13 м²°C/Вт

3. Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r наружных кирпичных стен с эффективным утеплителем жилых зданий рассчитывается по формуле

R₀ = R₀^усл

R₀^усл – сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия без учета теплопроводных включений.

По формуле (7) СП 23-100–2004 определяем термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк

R_k = R₀^усл – (R_si + R_se)

R_k- термическое сопротивление конструкции;

R_si= 1/α_int

R_sе= 1/α_ехt

R_k=4,13-(1/8,7+1/12)=3,94м^2°C/Вт

4. термическое сопротивление наружной ограждающей конструкции

, отсюда

R_ут= R_к- (R_жб +R_пар)

R_i=δ/λ -Термическое сопротивление отдельного слоя

R_ут=3,94-(0,11+0,03) = 3,8м^2°C/Вт

5. определение толщины утеплителя

δ_ут=0,041*3,8=0,16м

Принимаем толщину утеплителя 200 мм

6. фактическое сопротивление теплопередаче

R₀^ф= R_si +R_ут + R_пар + R_жб + R_se

R₀^ф = 1/8,7 + 4,88+ 0,03 + 0,11 + 1/12 = 5,21 м²°С/Вт.

R₀ ^ф > Rreq

5,21 м²°С/Вт >4,13 м²°С/Вт→условие выполняется

7. проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания.

• Условие ∆t ≤∆t_n

∆t_n - нормируемый температурный перепад. Согласно табл.5 СНиП 23-02-2003 ∆t_n = 3°C

∆t= (21+27)/5,21*8.7=1,06 °C

1,06°C <3°C →условие выполняется

• Условие τ_si> t_d

-температура внутренней поверхности

t_d- точка росы =11,62°C (по прилож. СП 23-101-2004)

τ_si= °C

19,94°C >11,62°C→Условие выполняется

Вывод: чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.