Теплотехніка розрахунок стіни
.pdf
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ
КАФЕДРА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ
Розрахунково-графічна робота з будівельної фізики
на тему:
«Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій за зимовими умовами»
Варіант №16
виконала: ст.гр. АРХ-21-1А
Колот Є.Р.
перевірив: Мартинов В.Л.
(проф.)
КИЇВ - 2023
|
ЗМІСТ |
|
І. Завдання .......................................................................................................................... |
3 |
|
1.1 |
Аналіз температурного режиму м. Сімферополь ................................................. |
4 |
1.2 |
Аналіз вітрового режиму м. Сімферополь ............................................................ |
4 |
ІІ. Розрахунок..................................................................................................................... |
6 |
|
2.1 |
Вихідні дані............................................................................................................... |
6 |
2.2 |
Опір теплопередачі багатошарової огороджувальної конструкції ..................... |
7 |
2.3 |
Визначення точки роси............................................................................................ |
8 |
2.4 |
Визначення температури на внутрішній поверхні стіни: .................................... |
8 |
2.5 |
Падіння температури в товщі огороджувальної конструкції .............................. |
8 |
2.6 |
Розрахунок вологісного стану огороджувальної конструкції ............................. |
9 |
2.8 |
Парціальний тиск водяної пари ............................................................................ |
10 |
2.9 |
Парціальний тиск в товщі огороджувальної конструкції .................................. |
10 |
ІІІ Висновок...................................................................................................................... |
11 |
|
2
І. Завдання
3
1.1 Аналіз температурного режиму м. Сімферополь Середня місячна температура повітря
Місяць |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
-0,3 |
0,4 |
3,7 |
10,1 |
15,1 |
19,2 |
21,8 |
21,3 |
16,7 |
11,0 |
6,1 |
2,1 |
1.2 Аналіз вітрового режиму м. Сімферополь Характеристика переважного напрямку вітру, його повторюваності, %
Місяць |
Пн |
ПнСх |
Сх |
ПдСх |
Пд |
ПдЗ |
З |
ПнЗ |
Штиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Січень |
5,6 |
30,1 |
13,4 |
6,9 |
18,7 |
13,7 |
8,2 |
3,4 |
2,0 |
Липень |
8,3 |
20,6 |
15,6 |
9,0 |
12,5 |
12,2 |
17,2 |
4,6 |
2,0 |
4
Характеристика середньої швидкості вітру, м/с
Місяць |
Пн |
ПнСх |
Сх |
ПдСх |
Пд |
ПдЗ |
З |
ПнЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Січень |
3,7 |
5,8 |
4,7 |
3,8 |
4,6 |
5,4 |
4,1 |
3,7 |
Липень |
3,8 |
4,7 |
3,6 |
3,1 |
3,2 |
4,1 |
4,8 |
3,7 |
5
ІІ. Розрахунок
2.1 Вихідні дані
Зовнішня стіна житлового будинку
Район будівництва: м. Cімферополь
1.Кліматична зона: ІІ зона
2.Розрахункова температура внутр. повітря: 20
зовн. повітря: -19 (Табл В.4. ДБН В.2.6-31:2006)
(за ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010)
3.Вологісний режим: нормальний
4.Умови експлуатації огородж. конструкції: Б
5.Відносна вологість: φ=55
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
|
|
+ ∑ + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
вн |
зов |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|||
вн |
|
|
|
|
|
зов |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
де вн і зов – коефіцієнти теплопровідності внутрішнього і зовнішнього прошарку повітря (Вт/м2К).
вн = 8,7 Вт/м2К, зов = 23 Вт/м2К (Додаток Е. ДБН В.2.6-31:2006)
– це термічний опір і-того шару огороджувальної конструкції
– це теплопровідність матеріалу і-того шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації (додаток Г с.30)
– товщина шару стіни (м)
|
|
|
|
Будівельний |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
S, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
, |
|
|
Вт/м |
|
|
Вт/м2 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
№ |
|
матеріал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ri, |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
конструктивного |
|
|
м |
|
|
кг/м |
|
|
|
|
|
|
мг/м*год*Па |
|
|
м2*К/Вт |
|
||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
шару |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Керамзитобетон |
|
0,12 |
|
1800 |
|
|
0,92 |
|
12,33 |
|
0,090 |
|
|
0,13 |
|
||||||
2 |
|
Пінополістерольні |
|
0,10 |
|
150 |
|
|
0,06 |
|
0,99 |
|
0,050 |
|
|
1,70 |
|
||||||
|
плити |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
Керамзитобетон |
|
0,08 |
|
1800 |
|
|
0,92 |
|
12,33 |
|
0,090 |
|
|
0,09 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
2.2 Опір теплопередачі багатошарової огороджувальної конструкції
= 8,71 + 0,120,92 + 0,100,06 + 0,080,92 + 231 ≈ 2,04 м2*К/Вт
Rqmin – мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, мінімальне значення опору теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м2*К/Вт;
= 3,3 м2*К/Вт;
<
Тож задана конструкція не відповідає нормативним вимогам теплоізоляції, потрібно додати шар утеплювача та штукатурки.
|
|
|
|
|
Будівельний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
S, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
, |
|
Вт/м |
|
|
Вт/м2 |
|
|
, |
|
|
|
|
||||||||||
|
№ |
|
|
|
матеріал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ri, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
конструктивного |
|
|
|
м |
|
|
кг/м |
|
|
|
|
|
мг/м*год*Па |
|
|
м2*К/Вт |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
шару |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Керамзитобетон |
|
|
|
|
0,12 |
|
|
1800 |
|
0,92 |
|
12,33 |
|
0,090 |
|
|
0,13 |
|
||||||||||||||||
2 |
|
Пінополістерольні |
|
|
|
0,10 |
|
|
|
150 |
|
0,06 |
|
0,99 |
|
0,050 |
|
|
1,70 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
плити |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
|
Керамзитобетон |
|
|
|
|
|
|
1800 |
|
|
|
12,33 |
|
0,090 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
0,92 |
|
|
|
|
0,09 |
|
|||||||||||||||||||||
4 |
|
Плити утеплення |
|
|
|
0,06 |
|
|
|
160 |
|
0,043 |
|
0,67 |
|
0,48 |
|
|
1,40 |
|
||||||||||||||||
|
фірми Rockwool |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
5 |
|
Вапняно- |
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
1600 |
|
0,81 |
|
9,76 |
|
0,12 |
|
|
0,025 |
|
||||||||||||||
|
цементний розчин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
′ |
= |
1 |
+ |
0,12 |
+ |
0,10 |
|
+ |
0,08 |
+ |
0,06 |
|
+ |
0,02 |
+ |
1 |
≈ 3,46 м2*К/Вт |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
8,7 |
0,92 |
|
0,06 |
|
|
0,92 |
0,043 |
0,81 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
′ = , > = ,
Тож задана конструкція відповідає нормативним вимогам теплоізоляції.
7
2.3 Визначення точки роси
Точка роси – температура, при якій волога почне конденсуватися.
Парціальний тиск водяної пари: е = Е * φ
Е - насичений парціальний тиск водяної пари |
вн |
20 |
|
зов |
-19 |
||
Для tвн +20°С Е = 2338 Па |
|||
вн |
55% |
||
|
|||
Отже: е = Е*φ = 2338*0,55= 1285,9 Па |
|
84% |
|
|
|
||
Для Сімферополя: tp = 10,7 ≈ 11 |
|
|
2.4 Визначення температури на внутрішній поверхні стіни:
= вн − вн− зов вн
вн = |
1 |
= |
1 |
|
≈ 0,11 |
|
вн |
8,7 |
|||||
|
|
|
||||
= 20 − 20−(−19)3,46 0,11 ≈ 18,8
18,8 > 11
Так, як на внутрішній поверхні огороджувальної конструкції τв > tр, то на стіні не буде конденсуватись волога.
2.5 Падіння температури в товщі огороджувальної конструкції tх.м. = -0,3 для Сімферополя (за ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010)
τі = вн − вн− х.м.
вн = 20 − 20+0,33,46 0,11 ≈ 19,4
1−2 = 20 − 20+0,33,46 (0,11 + 0,13) ≈ 18,6
2−3 = 20 − 20+0,33,46 (0,11 + 0,13 + 1,70) ≈ 8,6
3−4 = 20 − 20+0,33,46 (0,11 + 0,13 + 1,70 + 0,09) ≈ 8,1
4−5 = 20 − 20+0,33,46 (0,11 + 0,13 + 1,70 + 0,09 + 1,40) ≈ - 0,1
зов = 20 − 20+0,33,46 (0,11 + 0,13 + 1,70 + 0,09 + 1,40 + 0,025) ≈ - 0,3
8
2.6 Розрахунок вологісного стану огороджувальної конструкції
|
|
, |
|
|
|
Е, Па |
|
|
|
|
19,4 |
|
|
|
|
2254 |
|
|
|
18,6 |
|
|
|
|
2144 |
|
|
|
8,6 |
|
|
|
|
1118 |
|
|
|
8,1 |
|
|
|
|
1081 |
|
|
|
-0,1 |
|
|
|
|
608 |
|
|
|
-0,3 |
|
|
|
|
597 |
|
2.7 Опір паропроникності |
|
|
|
|
|
|
|
|
= ∑ == |
|
|
= |
|
|
[ ] = м2год Па/м2 |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
1. Керамзитобетон
1 = 0,0900,12 = 1,3 м2год Па/м2
2.Пінополістерольні плити
2 = 0,0500,10 = 2 м2год Па/м2
3.Керамзитобетон
3 = 0,0900,08 = 0,9 м2год Па/м2
4. Плити утеплення фірми Rockwool
9
4 = 0,060,48 = 0,125 м2год Па/м2
5. Вапняно-цементний розчин
5 = 0,020,12 = 0,17 м2год Па/м2
= 4,495 ≈ 4,5 м2год Па/м2
2.8 Парціальний тиск водяної пари е=0,01*φ *Е
Внутрішнього повітря: евн=0,01 * φ * Евн = 0,01 * 55 * 2254 = 1239,7 Па
Зовнішнього повітря: езов=0,01 * φ * Езов =0,01 * 84 * 597 = 501,48 Па
2.9 Парціальний тиск в товщі огороджувальної конструкції
|
= |
− |
вн − зов |
|
|
|
|
||||
|
вн |
|
∑ |
||
|
|
|
|
||
де – опір паропроникнення огороджувальної конструкції на відстані х від внутрішньої поверхні
– опір паропроникнення огороджувальної конструкції
|
= 1239,7 − |
1239,7 −501,48 |
|
1,3 = 1026,4 Па |
||
|
|
|||||
1−2 |
|
4,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
= 1239,7 |
− |
1239,7 −501,48 |
(1,3 + 2) = 698,3 Па |
||
|
||||||
2−3 |
|
4,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
= 1239,7 |
− |
1239,7 −501,48 |
(1,3 + 2 + 0,9) = 550,7 Па |
||
|
||||||
3−4 |
|
4,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
= 1239,7 |
− |
1239,7 −501,48 |
(1,3 + 2 + 0,9 + 0,125) = 530,2 Па |
||
|
||||||
4−5 |
|
4,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
= 1239,7 |
− |
1239,7 −501,48 |
(1,3 + 2 + 0,9 + 0,125 + 0,17) = 502,3 Па |
||
|
||||||
5−6 |
|
4,5 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
10