Ткеплотехніка 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»
Варіант №5 (2тип)
виконав: ст.гр. АРХ-21-1А Чернишов Т.В.
перевірив: Мартинов В.Л.
КИЇВ - 2023
ЗМІСТ
І. Завдання……………………………………………………………………………3
II. Розрахунки……………………………………………………….………………..6
ІІІ Висновок………………………………………………………………………….10
2
І. ЗАВДАННЯ
3
Аналіз температурного режиму м. Житомир
Середня місячна температура повітря
Місяць |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
-5,1 |
-4,0 |
-0,4 |
7,9 |
14,0 |
17,1 |
18,5 |
17,7 |
13,0 |
7,4 |
1,7 |
-2,8 |
4
Аналіз вітрового режиму м. Житомир
Характеристика переважного напрямку вітру, його повторюваності, %
Місяць |
Пн |
ПнСх |
Сх |
ПдСх |
Пд |
ПдЗ |
З |
ПнЗ |
штиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Січень |
7,6 |
5,1 |
6,6 |
9,5 |
14,4 |
15,4 |
24,0 |
17,4 |
3,7 |
Липень |
13,0 |
7,4 |
6,3 |
7,0 |
8,4 |
7,4 |
20,6 |
29,9 |
10,4 |
Характеристика середньої швидкості вітру, м/с
Місяць |
Пн |
ПнСх |
Сх |
ПдСх |
Пд |
ПдЗ |
З |
ПнЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Січень |
3,6 |
3,1 |
3,5 |
3,8 |
4,3 |
4,4 |
5,2 |
4,7 |
Липень |
3,3 |
3,0 |
2,7 |
3,1 |
3,8 |
3,3 |
3,9 |
3,8 |
5
ІІ. РОЗРАХУНКИ
2.1 Вихідні дані
Зовнішня стіна житлового будинку |
|
||
Район будівництва: м. Житомир |
|
||
1. |
Кліматична зона: І зона (ДСТУ-Н Б В.1.1- |
||
27:2010) |
|
|
|
2. |
Розрахункова |
|
температура |
внутр. |
повітря: |
20 |
|
зовн. повітря: -22 (Додаток Ж. ДБН В.2.6- 31:2006)
3.Вологісний режим: нормальний
4.Умови експлуатації огородж. конструкції: Б
5.Відносна вологість: φ=55 (Додаток Г. ДБН В.2.6-31:2006)
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
= |
|
|
+ ∑ + |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
зов |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= |
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
зов |
||||||||||||||
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
де вн і |
зов |
– |
коефіцієнти |
|
теплопровідності |
|||||||||||||||
внутрішнього і зовнішнього прошарку повітря (Вт/м2К). вн = 8,7 Вт/м2К, зов = 23 Вт/м2К
– це термічний опір ітого шару огороджувальної конструкції
– це теплопровідність матеріалу ітого шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації (додаток Г с.30)
– товщина шару стіни (м)
|
|
№ |
|
Будівельний |
|
, |
|
, |
|
|
, Вт/м |
|
|
S, Вт/м2 |
|
|
, |
|
|
Ri, |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
матеріал |
|
м |
|
кг/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мг/м· |
|
|
м2·К/ |
|
|
|
|
|
|
|
конструктивного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·год· |
|
|
Вт; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
Б |
|
|
А |
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
шару |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·Па |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Тинькування вапняно- |
0,015 |
|
1600 |
|
0,70 |
|
0,81 |
|
8,69 |
|
9,76 |
|
0,12 |
|
0,02 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
піщаний розчин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
Вапняк, блоки |
0,40 |
|
1400 |
|
0,56 |
|
0,58 |
|
7,42 |
|
7,72 |
|
0,11 |
|
0,69 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3 |
Плити облицювання |
0,06 |
|
1000 |
|
0,24 |
|
0,29 |
|
4,20 |
|
4,80 |
|
0,11 |
|
0,21 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
Туф природній |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2 Опір теплопередачі багатошарової огороджувальної конструкції
= |
|
+ ∑ + |
|
|
вн |
зов |
|||
|
|
= 8,71 + 0,02 + 0,69 + 0,21 + 231 = 1,08 м2·К/Вт
< норм
Для Житомира – І кліматична зона – норм = 3,3 м2·К/Вт, тож задана конструкція не відповідає нормативним вимогам. Додамо до даної конструкції між 2 та 3 початковими шарами шар утеплювача.
3,3 – 1,08 = 2,22 –
Тоді конструкція складатиметься з наступних шарів
|
|
|
|
Будівельний |
|
|
, |
|
|
, |
|
|
, Вт/м |
|
|
S, Вт/м2 |
|
|
, |
|
|
Ri, |
|
||||||||
|
|
|
|
матеріал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мг/м· |
|
|
|
|||||||||||||
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м2·К/ |
|
|||||
|
|
|
конструктивного |
|
|
м |
|
|
кг/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·год· |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
Б |
|
|
А |
|
|
Б |
|
|
|
|
Вт; |
|
||||||
|
|
|
|
шару |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·Па |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
Тинькування вапняно- |
|
0,015 |
|
1600 |
|
0,70 |
|
0,81 |
|
8,69 |
|
|
9,76 |
|
0,12 |
|
0,03 |
|
|||||||||||
|
|
|
піщаний розчин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
Вапняк, блоки |
|
0,40 |
|
1400 |
|
0,56 |
|
0,58 |
|
7,42 |
|
|
7,72 |
|
0,11 |
|
0,69 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
Пінополіуретанові |
|
0,12 |
|
80 |
|
0,05 |
|
0,05 |
|
0,67 |
|
|
0,70 |
|
0,05 |
|
2,4 |
|
|||||||||||
|
|
|
плити |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
Плити облицювання |
|
0,06 |
|
1000 |
|
0,24 |
|
0,29 |
|
4,20 |
|
|
4,80 |
|
0,11 |
|
0,21 |
|
|||||||||||
|
|
|
Туф природній |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
′ = |
1 |
|
+ 0,02 + 0,69 + 0,21 + 2,4 + |
1 |
= 3,48 м2·К/Вт |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
23 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
8,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3,48 > Rнорм = 3,3, тож тепер конструкція відповідає вимогам.
2.3 Визначення точки роси
Точка роси – температура, при якій волога почне конденсуватися.
Парціальний тиск водяної пари:
е = Е · φ
де Е - насичений парціальний тиск водяної пари.
Для tвн +20°С Е = 2338 Па (ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010)
7
Отже: е = Е · φ = 2338 · 0,55 = 1285,9 Па |
|
|
|
вн |
20 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для Житомира: tp = 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
зов |
-22 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
55% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4 Визначення температури на внутрішній поверхні стіни: |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= вн − |
вн |
− зов |
вн |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
1 |
= |
1 |
≈ 0,11 |
|
|
= 20 − |
20−(−22) |
0,11 ≈ 18,7 |
18,7 > 11 |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
вн |
вн |
8,7 |
|
|
3,48 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
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. = -5,1 ( ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010)
τі = вн − вн− х.м.
вн = 20 − 20+5,13,48 0,11 ≈ 19,2вн−2 = 20 − 20+5,13,48 (0,11 + 0,03) ≈ 19,0
2−3 = 20 − 20+5,13,48 (0,11 + 0,03 + 0,69) ≈14,03−зовн = 20 − 20+5,13,48 (0,11 + 0,03 + 0,69 + 2,4) ≈ -3,3
зов = 20 − 20+5,13,48 (0,11 + 0,03 + 0,69 + 2,4 + 0,21) ≈-4,8
8
2.6 Розрахунок вологісного стану огороджувальної конструкції
, |
Е, Па |
19,2 |
2227 |
19,0 |
2200 |
14,0 |
1600 |
-3,3 |
468 |
-4,8 |
408 |
2.7Парціальний тиск водяної пари:
Е= 0,01 φ Е
евн = 0,01 · φ · Евн = 0,01 · 55 · 2227 = 1224,85 Па езовн = 0,01 · φ · Езовн = 0,01 · 85 · 408 = 346,8 Па
2.8 Опір паропроникності
= ∑ == |
|
= |
|
[ ] = м2год Па/м2 |
|
|
|
||||
|
|
|
1.Тинькування вапняно-піщаний розчин
1 = 0,0150,12 = 0,125 м2год Па/м2
2.Вапняк, блоки
1 = 0,400,11 = 3,64 м2год Па/м2
3.Пінополіуретанові плити
1 = 0,120,05 = 2,4 м2год Па/м2
4.Плити облицювання. Туф природній
1 = 0,060,11 = 0,55 м2год Па/м2
= 6,715 м2год Па/м2
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
1−2 = 1224,85 − 1224,85 − 346,8 0,125 = 1208,5 Па
6,715
9
2−3 = 1224,85 −
3−4 = 1224,85 −
4−5 = 1224,85 −
1224,85 − 346,8
6,715
1224,85 − 346,8
6,715
1224,85 − 346,8
6,715
(0,125 + 3,64) = 732,5 Па
(0,125 + 3,64 + 2,4) = 418,7 Па
(0,125 + 3,64 + 2,4 + 0,55) = 346,8 Па
Е– насичений парціальний
тиск водяної пари
е – звичайний парціальний тиск водяної пари
Так як графіки не перетнулись, то не відбувається конденсації, тож конструкція не потребує вдосконалення шляхом додавання пароізоляційної мембрани.
ІІІ ВИСНОВОК
Користуючись даними ДБН та ДСТУ ми повинні були розрахувати різні аспекти конструкції в експлуатації, а саме: тепловий опір та опір паропроникності даної конструкції. І у випадку, якщо конструкція не відповідаю нормам, внести зміни.
Теплопровідність початкової конструкції = 1,08 /Вт , що не відповідає нормам. Було прийнято рішення додати шар утеплювача шириною 0,12 м, після чого ′ = = 3,48 /Вт, що задовольняє норми.
Побудувавши графіки парціального тиску у шарах конструкції та опір паропроникності ми виявили, що волога не конденсується. Тому у додаванні шару пароізоляції немає потреби.
В результаті ми отримали відповідну області та вимогам огороджувальну конструкцію.
10