Теплофизика (3й курс АРХ) / Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій Цимбаленко Арх-31а 2020
.pdf
МІНЕСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Київський національний університет будівництва та архітектури
Кафедра Архітектурних конструкцій
Розрахунково-графічна робота на тему:
Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій
Виконав: студент гр. АРХ 31А Цимбаленко В. О.
Перевірив: профес.
Мартинов В. Л.
КИЇВ 2020
І. Вихідні дані: |
|
|
|
|
||
|
|
|
Середня температура в Києві протягом року |
|||
|
25,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20,00 |
19,00 |
|
20,00 |
|
|
18,30 |
|
|
|
|
|
|
|
||
°C |
|
|
|
14,90 |
|
13,80 |
15,00 |
|
|
|
|
||
, |
|
|
|
|
|
|
температура |
10,00 |
|
8,10 |
|
|
7,30 |
|
|
|
|
|
||
5,00 |
|
|
|
|
|
|
Середня |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00 |
|
|
1,40 |
|
|
|
|
|
|
||
0,00 |
|
|
|
|
-3,40 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
-5,00-5,90 |
-5,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-10,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Середня вологість в Києві протягом року |
|||
100,00
|
90,0083,00 |
|
|
|
85,00 |
86,00 |
||
|
80,00 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
77,00 |
|
|
|
|
80,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74,00 |
|
68,00 |
74,00 |
|
|
|
, % |
70,00 |
|
64,00 |
67,00 |
67,00 |
|
|
|
|
62,00 |
|
|
|
|
|||
вологість |
60,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Середня |
50,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40,00 |
|
|
|
|
|
|
|
20,00
10,00
0,00
|
|
|
Січень |
|
|
Середня швидкість вітру, м\с |
|
Повторюваність вітру, % |
|||
Пн |
|
|
|
|
|
3,2 |
|
|
|
|
|
ПнЗх |
|
ПнСх |
|
|
11,2 |
2,9 |
|
|
|
14,9 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,6 |
Зх 3 |
1,7 |
Сх |
23,5 |
|
5,8 |
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
11,9 |
ПдЗх 3 |
|
|
|
14 |
|
|
ПдСх |
|
|
||
|
|
|
|
||
2,7 |
|
|
|
|
14,1 |
Пд |
|
|
|
|
|
|
|
Липень |
|
|
|
Середня швидкість вітру, м\с |
Повторюваність вітру, % |
|
|||
|
Пн |
|
|
Пн |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,7 |
|
|
18 |
|
ПнЗх |
ПнСх |
ПнЗх |
18 |
|
ПнСх |
2,4 |
2,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9,1 |
|
Зх 2,1 |
1,6 Сх |
Зх20,4 |
|
4,8 |
Сх |
|
|
|
10,4 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,8 |
|
|
11,3 |
|
2,3 |
ПдСх |
ПдЗх |
|
ПдСх |
|
ПдЗх |
|
|
|||
|
2,1 |
|
|
|
|
|
Пд |
|
|
Пд |
|
І.1. Огороджуюча конструкція - зовнішня стіна житлового будинку І.2. Район будівництва: м. Київ
І.3. Умови екстплуатації огороджувальної конструкції:
І.3.1. Вологісний режим - нормальний (за ДБН В.2.6 - 31.2006 ст.29 додаток Б)
І.3.2. Розрахункова температура: tвн внутрішня +22°С
tз зовнішня -22°С (за ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія)
І.3.3. Відносна вологість (за ДБН ст.19 додаток Г) φв=55% І.4. центральне опалення приміщення
|
|
|
|
Розрахункові коефіцієнти |
|
|||
|
Будівельний |
|
γ, |
|
|
|
|
|
|
матеріал |
δ, м |
λ, Вт\м*°C |
S, Вт\м*°C |
|
|||
|
конструктивного |
кг\м |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
слою |
|
|
А |
Б |
А |
Б |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тинькування |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
вапняно-пісчан. |
0,02 |
1600 |
0,7 |
0,81 |
8,69 |
9,76 |
|
|
розчин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кладка із цегли |
|
|
|
|
|
|
|
2. |
керамічн. |
0,25 |
1600 |
0.58 |
0,64 |
7,91 |
8,48 |
|
|
пустотної |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плити |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
утеплювання |
0,10 |
160 |
0,41 |
0,43 |
0,63 |
0,67 |
|
фірми |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«RockWool» |
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Повітряний |
0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
прошарок |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кладка із цегли |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
звичайної |
0,12 |
1800 |
0,7 |
0,81 |
9,20 |
10,12 |
|
|
глиняної |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тинькування |
|
|
|
|
|
|
|
6. |
вапняно-цем. |
0,03 |
1600 |
0,7 |
0,81 |
8,69 |
9,76 |
|
|
розчин |
|
|
|
|
|
|
|
ІІ. Опір теплопередачі багатошарової огороджувальної конструкції розраховуємо за наступною формулою:
RΣ = 1/ внутр + ΣRi + 1/ зовн
RΣ = 1/ в + δ1/λ1 + δ2/λ2 + δ2/λ2 + δ2/λ2 +1/ з
де внутр, зовн - коефіцієнти теплопередачі внутрішньої та зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції (Вт/м² °С)
Ri - термічний опір шару конструкції (м² °С/Вт)
λ1 - теплопровідність матерілу шату конструкції (Вт/м °С)
внутр = 8,7 Вт/м² °Сзовн = 23 Вт/м² °С
Rвнутр =1/ внутр = 1/8,7 = 0,11 м² °С/Вт
Rзовн =1/ зовн = 1/23 = 0,04 м² °С/Вт
R1=0.028 м² °С/Вт
R2=0.43 м² °С/Вт
R3=2.44 м² °С/Вт
R4=0.17 м² °С/Вт
R5=0.17 м² °С/Вт
R6=0.04 м² °С/Вт
R =3,428 В/м2К > 3,3 В/м2К
Тож дана конструкція відповідає нормативним вимогам з теплоізоляції.
III. Визначення температури в межах шарів огороджувальної конструкції
tвн = +22o C tз = -22o C
Відносна вологість φв=55%
Парціальний тиск водяної пари: е=Е* Е – нас. парц. тиск водяної пари Е=2644,7 Па е=Е* = 2644,7*0,55=1454,59 Па
Розрахунок точки роси: tp=12.5° С - температура, при якій волога почне конденсуватися.
Визначення температури на поверхні стіни:
τ в = в − в−з × в в=20,54o C > 12.5=tр, то на стіні не буде конденсуватися
стін
волога.
IV. Графік падіння температури в товщі огороджувальної конструкції
τв = в −
τ1−2 = в
τ2−3 = в
τ3−4 = в
τ4−5 = в
τ5−6 = в
τз = в −
в−х.м. × в в=21,14o C
стін
−в−х.м. × (в + 1) 1-2=20,83o C
стін
−в−х.м. × (в + 1 + 2) 2-3=17,26o C
стін
−в−х.м. × (в + 1 + 2 + 3 ) 3-4= -1,42o C
стін
−в−х.м. × (в + 1 + 2 + 3 + 4 ) 4-5= -2,75o C
стін
−в−х.м. × (в + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 ) 5-6= -4,07o C
стін
в−х.м. × (в + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 ) з= -4,7o C
стін
V. Розрахунок вологісного стану огороджувальної конструкції. tвн = +20° С
φв=55%
tзовн. = -5° С
φ=83%
EВ = 2644 Па
EВ1 = 2502 Па
EВ2 = 2338 Па
EВ3 = 1938 Па
EВ4 = 544 Па
EВ5 = 484 Па
Eз = 433 Па
Парціальний тиск водяної пари: е = φ*Е
ев = φв*Ев = 1454,2 Па eз = φ*Ep = 226,6 Па
VI. Опір паропроникності:
1.Тинькування вапняно-пісчан. розчин: Rn1=0.02/0.12=0.17 Па* год
2.Кладка із цегли керамічн. пустотної: Rn2= 0.25\0.14= 1.79 Па* год
3.Плити утеплювання фірми «RockWool»: Rn3= 0.2 Па* год
4.Повітряний прошарок: Rn4= 0 Па* год
5.Кладка із цегли звичайної глиняної: Rn5= 1.01 Па* год
6.Тинькування вапняно-цем. Розчин: Rn6= 0.25 Па* год
Re=3.42 Па* год
Парціальний тиск в товщі огороджувальної конструкції розраховується за наступною формулою:
е1-2 = 1454,2 – (1454,2 – 226, 6)\ 3,42*0.17=1392,97 Па е2-3 = 1454,2 – 358.95*(0.17+1.79)=750.66 Па е3-4 = 1454,2 - 358.95*(0.17+1.79+0.2)=678, 87 Па
е4-5 = 1454,2 - 358.95*(0.17+1.79+0.2+0)=678, 87 Па е5-6 = 1454,2 - 358.95*(0.17+1.79+0.2+0+1.01)=316.33 Па
е6 = 1454,2 - 358.95*(0.17+1.79+0.2+0+1.01+0.25)=225,591 Па
Висновки
У даній роботі був виконаний теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни житлової споруди.
Значення приведеного (розрахункового) опору теплопередачі RΣ=3,428 В/м2К , відповідало нормативним вимогам з теплоізоляції, тож дана конструкція відповідає нормативним вимогам з теплоізоляції.
Був побудований графік падіння температури в товщині огороджувальної конструкції, який показав, що температура змінюється нерівномірно – у шарі утеплювача різко понижається.
Температура на внутрішній τв°С поверхі перевищує значення точки роси tp, тому конденсату на внутрішній поверхні огороджувальної конструкції немає.
Парціальний тиск водяної пари (е) перевищує парціальний тиск насиченої водяної пари (Е), це не забезпечує нормальний вологісний режим, стіни потребують захисний шар пароізоляції на внутрішній стороні.
Список використаної літератури:
1.ДСТУ Н.Б.В.1.1.27.2010 «Будівельна кліматологія»
2.ДБН В.2.6-31:2016
3.ДСТУ Б.В.2.6-189:2013