Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Архитектурно-строительная теплотехника. Учебное пособие
.pdf
дует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца с учетом среднесуточной амплитуды.
Б. Исходя из условий энергосбережения.
оС .
тр
здесь являются
о
сут, рассчитывае-
Основным параметром для определения R
градусо-сутки отопительного периода ГСОП,
мые по формуле:
ГСОП = (tв – tоп) zоп , (6.2)
где tоп, zоп – средняя температура наружного воздуха, оС, и продолжительность отопительного периода, сут., со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 10 оС – для лечебнопрофилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 оС – в остальных случаях (табл. П1.14).
tв – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,
о
С, принимаемая по табл. П1.3; П1.4.
Значения R
тр
для величин ГСОП, отличающихся от таблич-
о
ных, определяем по формуле
R
тр
= а (ГСОП) + в , (6.3)
о
где а, в – коэффициенты, значения которых следует принимать по
табл. П1.6.
В дальнейших расчетах для определения толщины утеплителя
следует принимать большее из найденных значений R
тр
.
о
Требования энергосбережения не предъявляются:
- к зданиям с влажным и мокрым режимом;
- к зданиям, предназначенным для сезонной эксплуатации (вес-
ной и осенью);
- к зданиям с расчетной температурой внутреннего воздуха tв <
12 о С;
- при расчете внутренних ограждающих конструкций при раз-
ности температур на их поверхностях более 6 о С.
Сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м
2 о
С), ограждающей
конструкции с последовательно расположенными слоями, определяют по формуле
Rо= 1/αв + Rк+1/αн, (6.4)
41
где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м
2.о
С),
принимаемый по табл. П1.8;
αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограж-
дающей конструкции, принимаемый по табл. П1.9;
R
– термическое сопротивление ограждающей конструкции,
к
Вт/(м
2.о
С), с последовательно расположенными однородными слоями,
которое определяется по формуле
Rк = R1 +R2+ …+Ri = δ1/λ1+δ2/λ2+…+ δi/λi , (6.5)
где δi и λi - толщина, м и расчетный коэффициент теплопроводности
материала i-го слоя, Вт/(м
2. о
С), принимаемый с учетом условий экс-
плуатации конструкций по табл. П2.
Приведенное сопротивление теплопередаче характерного i-го
слоя ограждающей конструкции допускается определять по формуле
R
r
о
= R
.
r, (6.6)
о
где Rо – сопротивление теплопередаче i-го участка однородной ограждающей конструкции;
r – коэффициент теплотехнической однородности i-го участка ограждающей конструкции, определяемый по табл. П1.10.
6.2. Определение расчетного температурного перепада
Расчетный температурный перепад ∆tо, оС, между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины
∆tн, оС, (по табл. П1.5) и определяется по формуле
∆tо =(tв- tн)/ Rо αв ≤ tв – tр, (6.7)
где tв, tн, αв – то же, что и в формуле (6.1);
tр – температура точки росы, определяемая по табл. П1.11.
Условие будет выполняться, если выполняется неравенство
(6.7).
42
6.3. Расчет паропроницания
Определение возможности образования конденсата в толще ограждающей конструкции производится сравнением графиков действительной упругости водяного пара е
и максимально возможной его
ij
упругости при данной температуре Еij и выполняется в три этапа:
1. Определяем значения температур τ
на границах слоев анали-
ij
тическим или графическим способами. При этом в качестве расчетной зимней температуры наружного воздуха принимаем среднюю
температуру наиболее холодного месяца t
нхм
.
2. По полученным температурам τij в табл. П1.13 и П1.14 находим значения максимально возможной упругости водяного пара Еij и
строим график ее распределения.
3. Рассчитываем величины действительной упругости водяного
пара еij, строим график и накладываем его на график Еij.
Если значения еij не превышают величин Еij ни в одной точке
конструкции, то образование конденсата в толще ограждения не ожидается. В случае пересечения графиков конденсат возможен и необходимо устройство дополнительного слоя пароизоляции.
Подробно расчет рассматривается в примере 4.
6.4. Примеры расчета
Пример 1
Определить необходимую толщину трехслойной стеновой панели на гибких связях из стержней диаметром 12 мм, установленных с
шагом 0,6 м, предназначенной для производственного здания, расположенного в г. Острогожске (рис. 6.1).
Исходные данные для расчета:
Район строительства – г. Острогожск.
Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.4):
- расчетная температура tв = 15 оС;
- относительная влажность φв=55 %;
Влажностный режим помещения– нормальный (по табл. П1.1).
Зона влажности района строительства – 3 (сухая), (табл. П3).
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А
(по табл. П1.2).
43
50
Керамзитобетон
с шагом 0,6м
Гибкие связи
Минераловатные плиты
100
δ
у
Рис. 6.1. Схема трехслойной
стеновой панели
Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):
- температура наиболее холодной пятидневки t
- средняя температура отопительного периода tоп = -2,5 оС;
- продолжительность отопительного периода Zоп=190 сут.
Расчетные коэффициенты теплопроводности (по табл. П2):
- керамзитобетон ρ=1400 кг/м3; λ=0,56 Вт/(м
- минераловатные плиты ρ=200 кг/м3; λ=0,07 Вт/(м
Расчет.
Приведенное сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м
.о
0.92
5
С);
= -24.оС;
.о
С).
2.о
С), наружной стены из панелей на гибких связях следует принимать не менее значения R
тр
, Вт/м
о
2.о
С, определяемого по табл. П1.6 в зависимо-
сти от градусо-суток района строительства ГСОП по формулам 6.2 и
6.3:
ГСОП = (tв – tоп) z
= (15-(-2,5)) 190 = 3325 оС сут;
оп
тр
R
= 0,0002 (3325) + 1,0 = 1,665 (м
о
2.о
С) / Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче наружной панель-
ной стены определяем по формулам (6.4) – (6.6).
44
Подставляя найденные значения параметров в формулу (6.4),
получаем
Rо =1/8,7+0,1/0,56+ δут/0,07+0,05/0,56+1/23 = δут/0,07+0,426.
Принимаем коэффициент теплотехнической однородности для
панелей с гибкими связями по табл. П1.10: r = 0,87.
Приведенное сопротивление теплопередаче панельной стены
R
r
о
= R
.
r= (δут/0,07+0,426) 0,87 ≥ 1.665 = R
о
Решая неравенство относительно δут, находим толщину утепли-
теля:
δут ≥ (1,665/0,87- 0,426) 0,07 = 0,104 м.
тр
.
о
Суммарная толщина панели:
δ
= 0,1+0,104+0,05 = 0,254 м.
огр
Принимаем толщину стеновой панели 0,25 м в соответствии с
существующим размерным рядом, при этом мы произвели округление толщины утеплителя в меньшую сторону (допускается до 5 %).
Расчетный температурный перепад ∆tо между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины
∆tн (табл. П1.6) и определяется по формуле (6.7):
∆tо =(tв- tн)/ Rо αв ≤ tв – tр,
где tр – температура точки росы, определяемая по табл. П1.11. В данном случае для tв=15 оС tр=6,04 оС.
Подставив в формулу значения величин, получаем
∆tо=(15+24)/(1,665.8,7)=2,69 оС<15-6,04=8,96 оС.
Условие выполняется, т.е. образование конденсата на внутренней поверхности стены не ожидается.
45
Пример 2
Определить толщину утеплителя покрытия с последовательно
расположенными слоями (рис. 6.2) для производственного здания,
расположенного в г. Острогожске.
Рис. 6.2. Схема покрытия
Исходные данные для расчета.
Район строительства – г. Острогожск.
Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.4):
- tв=15 оС;
- относительная влажность φв=55 %.
Влажностный режим помещения– нормальный (по табл. П. 1.1).
Зона влажности района строительства – 3 (сухая), (табл. П3).
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А
(по табл. П1.2).
Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):
- температура наиболее холодной пятидневки t
0.92
= -24 оС;
5
- средняя температура отопительного периода tоп = -2,5 оС;
- продолжительность отопительного периода Zоп=190 сут.
Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов
(табл. П2):
С);
. о
С);
.о
С);
. о
С);
-железобетон ρ=2500 кг/м3; λ=1,92Вт/(м
-пергамин на мастике λ=0,17 Вт/(м
.о
-минераловатные плиты ρ=200 кг/м3; λ=0,07 Вт/(м
-цементно-песчаный раствор ρ=1800 кг/м3; λ=0,76 Вт/(м
-экарбит λ=0,17 Вт/(м
.о
С).
46
Расчет.
Приведенное сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м
2.о
С), покрытия должно быть не менее нормируемого значения R
Вт/(м
от градусо-суток района строительства ГСОП,
2.о
С), определяемого для покрытия по табл. П1.6, в зависимости
о
С сут, по формулам
(6.2) и (6.3):
тр
,
о
ГСОП = (tв – tоп). z
= (15-(-2,5)) 190 = 3325 оС сут;
оп
тр
R
= 0,00025(3325) + 1,5 = 2,33 (м
о
2.о
С) / Вт.
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции покрытия с последовательно расположенными слоями определяем по
формуле (6.4):
Rо=1/8,7+0,03/1,92+0,005/0,17+δут/0,07+0,02/0,76+
тр
+0,015/0,17+1/23 ≥2,33= R
о
(м
2.о
С) / Вт.
Отсюда находим толщину утеплителя δут:
δ
≥(2,331-0,115-0,016-0,029-0,026-0,088-0,043) 0,07=0,141м.
ут
Принимаем толщину утеплителя 0,14 м.
Расчетный температурный перепад ∆t определяем по формуле
(6.7):
∆tо =(tв- tн)/ Rо αв ≤ 0.8(tв – tр ).
Подставив значения величин, получим
∆tо =(15- (-24) / (2,331
.
8.7)=1,92.оС < 0,8(15 – 6,04)=7,17 оС;
Требование выполняется.
Пример 3
Определить толщину утеплителя в наружной стене жилого дома,
расположенного в г. Казани, выполненной из силикатного кирпича
(рис. 6.3).
47
Сложный
плэкс
380
δ
раствор
Кладка из
силикатного
кирпича
Пено-
Кладка из керамического кирпича
Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.3):
- температура внутреннего воздуха tв = 20 0С;
- относительная влажность φ = 55 %.
Зона влажности района строительства -3 (сухая), (табл. П3).
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А
(табл. П1.2).
Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):
- температура наиболее холодной пятидневки t
- средняя температура отопительного периода tоп = -4,8 оС;
- продолжительность отопительного периода Zоп=208 сут.
20
120
Рис. 6.3. Схема наружной стены из кирпича
с утеплением и облицовкой
0.92
5
= -31 оС;
Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов
(по табл. П2).
- раствор сложный ρ=1700 кг/м3; λ=0,7Вт/(м
- силикатный кирпич ρ=1800 кг/м3; λ=0,76Вт/(м
-экструзионный пенополистирол ρ=35 кг/м3; λ=0,029Вт/(м
-керамический кирпич ρ=1300 кг/м3; λ=0,52Вт/(м
Расчет.
Градусо-сутки отопительного периода для жилого дома находим
по формуле (6.2):
ГСОП = (tв – tоп) zоп = (20-(-4,8)) . 208= 5158 оС . сут.
48
.о
С);
.о
С);
.о
С).
.о
С);
Приведенное сопротивление теплопередаче находим по формуле (6.3):
R
= а. ГСОП + в = 0,00035 . 5158 + 1,4= 3,21 Вт/(м
отр
2 о
С),
где по табл. П1.5: а = 0,00035; в = 1,4.
Сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м
2 о
С), ограждающей
конструкции с последовательно расположенными слоями с учетом
гибких связей (r=0,87) определяют по формуле (6.5):
Rо= (1/8,7+0,02/0,7+ 0,38/0,76 +δут /0,029+
+0,12/0,52+1/23).0,87 ≥ R
тр
=3,21 Вт/(м
о
2 .о
С).
Решая неравенство относительно δут, находим
δут≥ 0,08 м.
С учетом конструктивных требований принимаем δ
Тогда общее сопротивление теплопередаче составит
Rо=0,87.(1/8,7+0,02/0,7+0,38/0,76+0,14/0,029+0,12/0,52+1/23)=
=4,98 Вт/(м
2.о
С).
Определим температуру на внутренней поверхности стены по
формуле
τв= tв-( tв- t
0,92
5
)/ R
о
.
αв.
Подставив значения параметров, получим
τв= 20-((20-(-4,8))/(4,98.8,7) =18,82 оС.
= 140 мм.
ут
В табл. П1.11 находим температуру точки росы τр=10,69 оС.
Следовательно, образование поверхностного конденсата не
ожидается.
18,82 оС = τв> τр=10,69 оС.
49
Пример 4
Проверить возможность образования конденсата в толще стены.
Исходные данные взяты из примера 3.
Дополнительно:
- средняя температура наиболее холодного месяца
t
= -11,6 оС (по табл. П1.14);
нхм
- средняя относительная влажность наружного воздуха наибо-
лее холодного месяца φ
=83 % (по табл. П1.14).
нхм
Расчетные значения коэффициентов паропроницаемости мате-
риалов (по табл. П1.2):
- раствор сложный ρ=1700 кг/м3; μ=0,098.мг/(м.ч.Па);
- кирпич силикатный ρ=1800 кг/м3; μ=0,11.мг/(м.ч.Па);
- экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс» ρ=35 кг/м3;
μ=0,018 мг/(м.ч.Па);
- кирпич керамический пустотный ρ=1300 кг/м3;
μ=0,16 мг/(м.ч.Па)
Расчет.
А. Строим график распределения температур в толще ограждения двумя способами, основанными на том, что падение температуры
на каждом слое конструкции прямо пропорционально его термическому сопротивлению.
1. Аналитический способ.
Определим значение условного общего сопротивления теплопередаче по формуле (6.6):
усл
R
= Rо/r = 4,48/0,87 = 5,15 Вт/(м
о
Температура на внутренней поверхности ограждения равна
τв= tв-(( tв- t
=20-((20-(-11,6))/(5,15))(1/8,7)=19,4 оС.
Температура на границе 1-го и 2-го слоев равна
τ12= tв-(( tв- t
=20-((20-(-11,6))/(5,15)).(1/8,7+0,02/0,7)=19,2 оС.
Температура на границе 2-го и 3-го слоев равна
5
0,92
0,92
5
)/ R
усл
)/ R
)(1/αв)=
о
усл
)(1/αв+δ1/λ1)=
о
2 о
С).
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]