Пример расчетки 1
.pdf
М³н³стерство осв³ти ³ науки Укра¿ни |
Ки¿вський Нац³ональний Ун³верситет Буд³вництва ³ |
Арх³тектури |
Кафедра арх³тектурних конструкц³й |
Розрахунково-граф³чна робота з |
буд³вельно¿ ф³зики |
на тему «Теплотехн³чний розрахунок огороджувальних |
конструкц³й» |
Виконала: ст.гр. А-18-1 |
Шпетна О.В. |
Перев³рив: Мартинов В.Л. |
Êè¿â - 2020 í.ð. |
|
- |
|
|
+ |
І. Вихідні дані: |
δ3 |
δ2 |
δ1 |
|
|
|
|||
І.1. Огороджуюча конструкція - зовнішня стіна житлового будинку |
|
|
|
|
І.2. Район будівництва: м. Вінниця |
|
|
|
|
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 +20°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 |
|
|
|
|
ІІ. Опір теплопередачі багатошарової огорождувальної конструкції розраховуємо за |
||||
наступною формулою: |
|
|
|
|
|
R∑ = 1/ внутр + ∑Ri + 1/ зовн |
|
|
|
|
R∑ = 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) |
|
|
|
Rвнутр |
=1/ внутр = 1/8,7 = 0,11 м² °С/Вт |
|
|
|
внутр = 8,7 Вт/м² °С |
|
|
|
|
Rзовн |
=1/ зовн = 1/23 = 0,04 м² °С/Вт |
|
|
|
зовн = 23 Вт/м² °С |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Опір теплопередачі шару: |
Ri=δі/λі - товщина/теплопровідність |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
D=Ri*S |
|
|
|
|
|
|
|
шар |
матеріал |
δ, м |
γ˳, кг/м |
λ, Вт/м °С |
Ri, м² °С/Вт |
S, Вт/м² °С |
|
D |
μ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мг/м*год*Па |
1 |
Керамзитобетон |
0,10 |
1 200 |
0,58 |
0,172 |
7,72 |
1,327 |
0,075 |
||
2 |
Пінобетон |
0,12 |
600 |
0,26 |
0,461 |
3,91 |
1,802 |
1,17 |
||
3 |
Залізобетон |
0,04 |
2500 |
2,04 |
0,019 |
16,95 |
0,332 |
0,03 |
||
|
|
|
|
∑ |
0,652 |
|
|
3,461 |
|
|
Сумарний опір теплопередачі стіни: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R∑ = Rвнутр + ΣRi + Rзовн = 0,11 + 0,652 + 0,04 = 0,802 м² °С/Вт |
|
|
|
|
|||||
За за ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія порівнюємо визначений опір з |
||||||||||
вимогами відповідно до температурної зони. |
|
|
|
|
|
|
||||
Для Винниці - I температурна зона - Rнорм = 3,3 м² °С/Вт |
|
|
|
|
|
|||||
Так як R∑ < Rнорм , тож дана конструкція не відповідає нормативним вимогам з |
|
|||||||||
теплоізоляції. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тому треба додати конструктивного шару такі матеріали: |
|
|
|
|
|
|||||
4 |
Утеплювач |
0,15 |
45 |
0,05 |
3 |
0,54 |
|
1,62 |
0,025 |
|
плити |
|
|||||||||
|
з піностерола |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Вапняно піщаний |
0,02 |
1600 |
0,81 |
0,02 |
9,76 |
0,195 |
0,12 |
||
|
розчин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
3,672 |
|
|
5,276 |
|
|
Сумарний опір теплопередачі стіни: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R∑ = Rвнутр + ΣRi + Rзовн = 0,11 + 3,672+ 0,04 = 3,822 м² °С/Вт |
|
|
|
|
|||||
Тепер R∑ > Rнорм , тож дана конструкція відповідає нормативним вимогам з теплоізоляції. |
||||||||||
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
2 |
δ5 |
δ4 |
δ3 |
δ2 |
δ1 |
|
ІІІ. Визначення температури на межах шарів огороджувальної конструкції
Вихідні дані:
tвн внутрішня +20°С
tз зовнішня -22°С
Відносна вологість φв=55%
ІІІ.1. Парціальний тиск водяної пари:
е=Е*φ
Е - насичений парціальний тиск водяної пари
За ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія для: tвн +20°С
Е=2338 Па
Отже: е=Е*φ= 2338*0,55= 1285,9 Па
ІІІ.2. Розрахунок точки роси:
Для Винниці: tp = 11оС - температура, при якій волога почне конденсуватися
ІІІ.3. Визначення температури на внутрішній поверхні стіни:
τв= t- |
tв-tзовн |
*Rвн |
τв= |
20- 20+22 *0,11 |
= 18,78 °С ≈ 18,8°С |
|
|
||||
|
Rстін |
|
3,8 |
|
|
tp = 11оС < τв=18,8°С
Так, як на внутрішній поверхні огороджуваної конструкції τв > tp то на стіні не буде конденсуватись волога.
3
ІV. Графік падіння температури в товщі огороджувальної конструкції |
|
|
|||||||
τв=tв - tв-tх.м. * Rз |
|
τв= |
20 - 20+5,1 * 0,11 |
= 19,27°С - t°С пов. біля стіни |
|
||||
Rст |
|
|
|
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
де tх.м. = -5,1°С (за ДСТУ для Вінниці) |
|
|
|
|
|
||||
τВ1= 20 - 20+5,1 * (0,11+0,172) = 18,13°С |
|
|
|
|
|
||||
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τВ2=20 - 20+5,1 * (0,11+0,172+0,461)= 15,09°С |
|
|
|
|
|
||||
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τВ3= 20 - 20+5,1 * (0,11+0,172+0,461+0,019)= 14,97°С |
|
|
|
|
|||||
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τВ4= 20 - 20+5,1 * (0,11+0,172+0,461+0,019+3)= -4,82°С |
|
|
|
|
|||||
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τВзовн.= 20 - 20+5,1 * (0,11+0,172+0,461+0,019+3+0,02)= -4,96°С |
|
|
|
||||||
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графік падіння to в товщі огороджувальної коннструкції |
|
|
|
|
|||||
- |
|
|
|
+ |
- |
|
|
|
+ |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
19,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18,13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15,09 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14,97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
0,15 |
0,4 |
0,12 |
0,10 |
R5 |
R4 |
R3 |
R2 |
R1 |
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
V. Розрахунок вологісного стану огороджувальної конструкції
Вихідні дані: |
|
|
|
Розрахункова температура |
tвн = +20°С |
|
|
Значення відносної вологості |
φв=55% |
|
|
Сереньомісячна температура по січню |
tзовн. = -5,1°С |
для Вінниці |
|
Середньомісячна відносна вологість за ДСТУ |
φ=85% |
|
|
Графік розподілу парціального тиску насиченої водяної пари (Е) в товщі огороджувальної конструкції визначається по значеннях температур з теплотехнічного розрахунку (52 ст. додаток 1)
ЕВ = 2238Па |
τВ =19,27°С |
||
|
|
|
|
ЕВ1-2 |
= 2077 Па |
τВ1 |
=18,13°С |
|
|
|
|
ЕВ2-3 |
= 1716 Па |
τВ2 |
=15,09°С |
|
|
|
|
ЕВ3-4 |
= 1695 Па |
τВ3 |
=14,97°С |
ЕВ4-зовн. = 453,5 Па |
τВ4 |
=-4,82°С |
|
Езовн. =451 Па |
τВзовн. =-4,96°С |
||
|
|
||
|
|
|
|
VI. Парціальний тиск водяної пари:
е=0,01*φ *Е
Внутрішнього повітря: еВ=0,01*φ *ЕВ = 0,01*55*2238= 1230,9 Па
Зовнішнього повітря: еВ=0,01*φ *ЕЗ =0,01*85*451= 383,35 Па
VII. Опір паропроникності:
|
i=n |
δi |
|
δ |
|
|
R = ∑ |
|
[1] = м2 год Па/м2 |
||||
μi |
= μ |
|||||
e |
i=1 |
|
||||
1.Керамзитобетон: Rn1=0,10/0,075= 1,33 м2 год Па/м2
2.Пінобетон: Rn2=0,12/1,17= 0,10 м2 год Па/м2
3.Залізобетон: Rn3=0,04/0,03= 1,33 м2 год Па/м2
4.Плити утеплення: Rn4=0,15/0,025= 6 м2 год Па/м2
5.Вапняно піщаний розчин: Rn1=0,02/0,12= 0,16 м2 год Па/м2
Rе= 8,92 м2 год Па/м2
5
VIII. Парціальний тиск в товщі огороджувальної конструкції розраховується за |
||||||||||||
наступною формулою: |
|
|
ев - езовн. *Reх |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ех= |
ев - |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
∑Re |
|
|
|
|
|
|
де |
Reх |
- опір паропроникнення огороджувальної конструкції на відстані |
х |
від |
||||||||
внутрішньої поверхні |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
∑Re |
- опір паропроникнення огороджувальної конструкції |
|
|
||||||||
e1-2 = 1230,9 - |
1230,9 - 383,35 |
*1,33 = 1104,52 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
8,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2-3 = 1230,9 - 95,01*(1,33+0,10) = 1095,04 |
|
|
|
|
|
|
||||||
e3-4 = 1230,9 - 95,01*(1,33+0,10+1,33) = 968,68 |
|
|
|
|
|
|||||||
e4-5 = 1230,9 - 95,01*(1,33+0,10+1,33+6) = 398,62 |
|
|
|
|
||||||||
e5 = 1230,9 - 95,01*(1,33+0,10+1,33+6+0,16) =383,42 |
|
|
|
|||||||||
Графік зміни парціального тиску в товщі |
|
- Парціальний тиск насиченої пари |
|
|||||||||
огороджувальної коннструкції |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
- Звичайний парціальний тиск |
|
|
||||||
Па |
|
5 |
|
4 |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
|
|
2300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2238 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ех |
|
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2077 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1750 |
|
|
|
|
|
1716 Па |
Ех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1695 Па |
Ех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1230,9 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ех |
|
|
|
|
|
|
|
1095,04 Па |
|
ех |
1104,52 Па |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
968,68 Па |
ех |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ех |
ех |
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
Ех |
453,5 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
451 Па |
|
398,62Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
383,42 Па |
ех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
250 |
|
0,02 |
|
0,15 |
|
0,40 |
|
|
0,12 |
0,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
Висновок:
Значення приведеного( розрахункового) опору теплопередачі R∑=0,802 м² ° С/Вт, не відповідало ормативним вимогам з теплоізоляції. Тому до конструктивного шару додали додакткові матеріали: утеплювач та вапняно піщаний розчин. Тепер R∑ > Rнорм , тож дана конструкція відповідає нормативним вимогам з теплоізоляції.
Температура на внутрішній τв°С поверхі перевищує значення точки роси tp, тому конденсату на внутрішній поверхні огороджувальної конструкції немає.
Парціальний тиск водяної пари (е) не перевищуе парціальний тиск насиченої водяної пари (Е), це забеспечує нормальний вологісний режим, стіни не потрибують захисний шар пароізоляції.
7
Bикористана література:
1.ДБН в.2.6-31:2006 "ТЕПЛОВА ІЗОЛЯЦІЯ БУДІВЕЛЬ"
2.ДСТУ-н б в.1.1-27:2010 "Будівельна кліматологія"
3.https://stud.com.ua/27019/tovaroznavstvo/vologisniy_rezhim_ogorodzhuvalnih_konstruktsiy
8