5 . Теплотехнический расчет световых проёмов Порядок расчета

1. Определяем приведенное сопротивление теплопередаче с учетом энергосбережения по [ 2, табл. 1а*] R₀^тр_эн :

ГСОП = 5951,4ºСсут (см. исходные данные)

П

(6,табл1б,стр1)

ри ГСОП = 4000 R₀^тр_эн = 0,4

При ГСОП = 6000 R₀^тр_эн = 0,45

Применяем метод интерполяции

2. Выбираем конструкцию окна по [3. табл13, стр37] в зависимости от величины R₀^тр_эн = 0,44 (м²°С)/Вт и с учетом выполнения условия R₀^ф > R₀^тр_эн .

Таким образом, принимаем :двойное остекление в раздельных переплётах с фактическим сопротивлением теплопередаче R₀^ф = 0,44 (м²°С) /Вт.

3. Определяем коэффициент теплопередачи остекления (окна) :

6 . Теплотехнический расчёт наружных дверей

Исходные данные

Коэффициент n=1 [ 2, табл. 3,стр5 ]; Δt^н = 4°С [2, табл.2,стр4].

Порядок расчёта

1.Определяем фактическое сопротивление теплопередаче наружной двери R₀^ф_дв :

2.Определяем коэффициент теплопередачи наружной двери k_дв :

7 . Проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности угла наружного ограждения.

Исходные данные

Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов :

R₀^ф = 3,51 (м²°С)/Вт;

п = 1 [2, табл. 3, стр5];

R_в = 1/α_в = 1/8,7(м²°С)/Вт.

Порядок расчета

1. Определяем температуру внутренней поверхности τ_вп для материала без теплопроводных включений :

[˚С]

2. Вычисляем действительную упругость водяных паров е :

Е_в =2339 (3, табл16, стр54) – максимальная упругость водяных паров при заданной температуре

внутреннего воздуха.

φ_в = 55% (2,табл 1, стр1).

3. Рассчитываем температуру точки росы τ_р :

τ_р = 20,1 - (5,75 - 0,00206×е)² = 20,1 - (5,75 - 0,00206*1287)² = 10,5 °С.

4. Определяем температуру внутренней поверхности в углу τ_уг :

τ_уг = τ_вп – (t_в – t_н)(0,18 – 0,036R₀^ф) = 18,2 – (20+34)(0,18 – 0,036×3,51) = 15,3 °С.

Таким образом, конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения и в углу стены происходить не будет, так как выполняются условия τ_вп > τ_р, т.е. 18,2 > 10,5

и τ_уг > τ_р, т.е. 15,3 > 10,5.

8 . Проверка на возможность конденсации влаги в толще ограждения (стены)

Исходные данные

1.Ограждающая конструкция жилого здания, состоящая из четырёх слоев:

штукатурка из цементно-шлакового раствора γ_шт1=1200 кг/м³ толщиной δ_шт1=0,02м ;кирпичная кладка глиняная обыкновенная на цементно-перлитовом растворе γ_ст2=1600 кг/м³и толщиной δ_ст2=0,5 м; слой утеплителя из пенополистирола γ_ут3=100 кг/м³; толщина утеплителя δ_ут3=0,1 м; штукатурка из цементно-шлакового раствора γ_шт1=1200 кг/м³ толщиной δ_шт1=0,005м

2. Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

t_н=t_нхм = -34 ºС[1, стр25] ; R₀^ф = 3,51 (м²°С)/Вт[принимаем из второго пункта] ;

п = 1 [2, табл. 2,стр5]; φ_в = 55 %[2, табл.1,стр1]; φ_н = 75 % [ 1, табл1,стр1]; λ_шт1= λ_шт4=0,47 Вт/(м°С) ; λ_ст2=0,58 Вт/(м°С) ; λ_ут3=0,064 Вт/(м°С) ; Е_н =2339 Па [ 3, табл. 16,стр54]; R_в = 1/α_в = 1/8,7 = 0,115 (м²°С)/Вт; μ_шт1 = μ_шт4 = 0,14 мг/(м×ч×Па) [2,прил3,стр23];

μ_ст2 = 0,15мг/(м×ч×Па) [2,прил3,стр25];; μ_ут3 = 0,05 мг/(м*ч*Па) [2,прил3,стр29]; R_в^п =0,0266 (м²°С)/Вт; R_н^п = 0,0133 (м²°С)/Вт;Δω_ср=1,5[2,табл14,стр16].

Порядок расчета

1. Вычерчиваем оси координат.

По оси абсцисс откладываем последовательно толщины слоев конструкции ограждения (масштаб: в 1см – 0,02 м), а по оси ординат в едином масштабе - максимально возможную упругость водяных паров Е_х, Па, и действительную упругость водяных паров е_х, Па, (масштаб: в 1 см - 100 Па) (рис.3 ).

2. Находим распределение температуры в толще ограждения τ_х на границах каждого слоя и сечения при t_н :

где R_xi - суммарное термическое сопротивление теплопередаче, начиная от внутреннего воздуха до данного сечения в толще ограждения, (м²°С)/Вт

на поверхности 1

τ₁ = τ_вп = 18,2ºС

на поверхности 2

на поверхности 3

н а поверхности 4

на поверхности 5

на поверхности 6

на поверхности 7

на поверхности 8

на поверхности 9

на поверхности 10

Результаты расчёта τ_х , ºС оформляем графически

3. Вычисляем максимальные значения упругости водяных паров на границах слоёв Е_х по известным значениям температуры [3, табл 16 стр54]:

при τ₁ = 18,2 ºС Е₁ = 2089 Па;

при τ₂ = 18 ºС Е₂ = 2064 Па;

при τ₃ = 17,6 ºС Е₃ = 2012 Па;

при τ₄ = 14,4 ºС Е₄ = 1640 Па;

при τ₅ = 11,1 ºС Е₅ = 1321 Па;

при τ₆ = 7,8 ºС Е₆ = 1059 Па;

при τ₇ = 4,6 ºС Е₇ = 848 Па;

при τ₈ = -14 ºС Е₈ = 199 Па;

при τ₉ = -32,3 ºС Е₉ = 29 Па;

при τ₁₀ = -33 ºС Е₁₀ = 27 Па;

4. Определяем упругость водяных паров в помещении е_в и в наружном воздухе е_н :

5 . Вычисляем общее сопротивление паропроницанию всей конструкции ограждения

где R_в^п; R_н^п - сопротивление паропроницанию соответственно внутренней и наружной поверхностей, , (м²ч×Па)/м²

6. Рассчитываем действительное значение упругости водяных паров на границах отдельных слоёв е_х :

, [Па]

на поверхности 1

, [Па].

на поверхности 2

на поверхности 3

на поверхности 4

на поверхности 5

на поверхности 6

на поверхности 7

на поверхности 8

на поверхности 9

на поверхности 10

Результаты расчёта оформляем графически.

По графику видно, что конденсация влаги в толще ограждения происходить не будет.

9 . Определение коэффициентов теплоусвоения внутренних поверхностей всех ограждений помещения и толщины слоя резких колебаний при колебании температуры воздуха в помещении с периодом T= 4 часа (что соответствует работе системы отопления при пропускании)

Исходные данные.

Определить коэффициенты теплоусвоения и толщины слоёв резких колебаний внутренних поверхностей :

Так как в [ 2, прил. 3*] расчётные коэффициенты теплоусвоения материалов S приводятся при периоде 24 часа, то для периода 4 часа потребуется переводной коэффициент.

Выведем его из формулы (47) [ 5.] : S = (2c/Z)^0,5

S₂₄ = (2c/24)^0,5 = (2c/4*6)^0,5 = (1/6^0,5)(2c/4)^0,5 = (1/6^0,5)*S₄

Переводным коэффициентом будет 6^0,5, т. е. S₄ = S₂₄*6^0,5.

1. Наружная стена состоящая из четырёх слоев (см. теплотехнический расчёт наружнго ограждения стены ):

штукатурка из цементно-шлакового раствора γ_шт1=1200 кг/м³ толщиной δ_шт1=0,02м ;кирпичная кладка глиняная обыкновенная на цементно-перлитовом растворе γ_ст2=1600 кг/м³и толщиной δ_ст2=0,5 м; слой утеплителя из пенополистирола γ_ут3=100 кг/м³; толщина утеплителя δ_ут3=0,1 м; штукатурка из цементно-шлакового раствора γ_шт1=1200 кг/м³ толщиной δ_шт1=0,005м Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов :

λ_шт1= λ_шт4=0,47 Вт/(м°С) ; λ_ст2=0,58 Вт/(м°С) ; λ_ут3=0,064 Вт/(м°С) ;

S_шт1=S_шт4 = 7,15*6^0,5 = 17,51 Вт/(м²°С); S_ст2 = 8,08*6^0,5 = 19,8Вт/(м²°С); S₃ = 0,65*6^0,5 = 1,6Вт/(м²°С)[2, прил.З*].

2. Межэтажное перекрытие состоящее из двух слоёв:

железобетонная плита шириной 1 м с пятью пустотами объемным весом γ₁=2500 кг/м³ и толщиной δ₁= 0,25м; паркет из дуба с γ₂=700 кг/м³ и δ₂=0,025 м.

Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов :

S₁ = 17,98×6^0,5 = 44,04 Вт/(м²°С); S₂ = 6,9*6^0,5 = 16,9 Вт/(м²°С); λ_дуб=0,35Вт/(м°С) [2, прил. 3,стр26]; R_жб=0,17 (м²°С)/Вт (см. Теплотехнический расчет наружного ограждения чердачного (покрытия) R^пр_к=R_жб).

3. Пол состоящий из пяти слоёв : железобетонная плита шириной 1 м с пятью пустотами объемным весом γ₂=2500 кг/м³ и толщиной δ₂= 0,25 м; лароизоляция – цементно-песчаная затирка с γ₅= 1800 кг/м³ и δ₅= 0,005 м; утеплитель – маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) с γ₄=75 кг/м³ и толщиной δ₄ = 0,27 м; воздушная прослойка δ₃=0,03 м; паркет из дуба с γ₁=700 кг/м³ и δ_пол=0,025 м.

Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов :

S _пол1 = 6,9*6^0,5 = 16,9 Вт/(м²°С); S_жб2 = 17,98*6^0,5 = 44,04 Вт/(м²°С); S_ут4 = 0,73*6^0,5 = 1,78 Вт/(м²°С); λ_пол1 = 0,35 Вт/(м°С); λ_ут4=0,064 Вт/(м°С); λ₅=0,76 Вт/(м°С) [2, прил. 3]; R_вп=0,16 (м²°С)/Вт [3, табл. 11]; R_жб= 0,17 (м²°С)/Вт (см. пред. расчёт).

4. Перегородки из пемзобетона γ₀ = 1400 кг/м³ толщиной δ = 0,1 м.

Значения теплотехнических характеристик λ = 0,49 Вт/(м°С).

S = 8,54*6^0,5 = 20,92 Вт/(м²°С) [2, прил. 3].

5. Внутренняя дверь из сосны вдоль волокон толщиной  = 0,04 м.

Значения теплотехнических характеристик  = 0,29 Вт/(м°С);

S = 5,56*6^0,5 = 13,62 Вт/(м²°С) [2, прил. 3].

Расчёт

1. Наружная стена :

D₁ + D₂ > 1

δ_рк , м - слой резких колебаний (от начала 2-го материала)

δ_рк^р , м - слой резких колебаний (от начала конструкции)

δ_рк^р = δ_рк + δ₁ = 0,021 + 0,02 = 0,041 м.

2. Межэтажное перекрытие :

Y_в = S₁= 44,04 Вт/(м²°С)

δ_рк^р , м - слой резких колебаний (от начала конструкции)

δ_рк^р /λ₁×S₁ = 1

δ_рк^р = λ₁/S₁ = 1/(44,04×0,17) = 0,13 м.

3. Пол :

D₁ = R₁S₁ = δ₁S₁/λ₁ = 0,025×16,9/0,35 = 1,21 > 1

Y_в = S₁= 16,9 Вт/(м²°С)

δ_рк^р , м - слой резких колебаний (от начала конструкции)

δ_рк^р /λ₁×S₁ = 1

δ_рк^р = λ₁/S₁ = 0,35/16,9 = 0,02 м.

4. Перегородки :

D = RS = δS/λ = 0,1*20,92/0,49 = 4,27 > 1

Y_в = S= 20,92 Вт/(м²°С)

δ_рк^р , м - слой резких колебаний (от начала конструкции)

δ_рк^р /λ*S = 1

δ_рк^р = λ/S = 0,49/20,92 = 0,023 м.

5. Внутренняя дверь :

D₁ = R₁S₁ = δ₁S₁/λ₁ = 0,04×13,62/0,29 = 1,88 > 1

Y_в = S₁= 13,62 Вт/(м²°С)

δ_рк^р , м - слой резких колебаний (от начала конструкции)

δ_рк^р /λ₁×S₁ = 1

δ_рк^р = λ₁/S₁ = 0,29/13,62 = 0,021 м.

10 . Определение амплитуды колебания температуры воздуха в комнате при условии, что температура наружного воздуха t_н = 5ºС , а регулирование теплопередачи нагревательного прибора осуществляется пропусками. Продолжительность натопа n=2 часа и продолжительность пропуска n=2 часа.

Коэффициент теплопоглащения поверхности

В = 1/(1/α_в + 1/Y_в)

Для окна В = k / 1,08

Ограждения	Расчёт теплопотерь					Расчёт теплопоглащения
	k	F, м2	tв - tн	надбавки, %	Q, Вт	Yв	В	Fв, м2	ВFв
Наружная стена	0,28	5,81	15	13	27,6	17,82	5,88	5,81	34,1
Окно	2,27	2,94	15	13	113,1	-	2,1	2,94	6,17
Пол	0,21	16,8	15	-	53	16,9	5,74	16,8	96,4
Потолок	-	-	-	-	-	44,04	7,26	16,8	121,9
Перегородки	-	-	-	-	-	20,92	6,14	30,8	189,1
Внутренняя дверь	-	-	-	-		13,62	5,31	2	10,6

Q_z = 193,7 ΣBF_в = 424,17

Амплитуда колебаний температуры воздуха в помещении :

A_t = 0,7mQ_z /ΣBF_в = 0,7×1,4×193,7/424,17 = 0,44 ºС.

11 . Расчет дополнительных теплопотерь на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха (t_н = - 34 ºС)