- •Строительная теплофизика
- •Введение
- •1. Исходные данные для расчета
- •2. Расчет коэффициентов теплопередачи через наружные ограждающие конструкции
- •Условия эксплуатации ограждающих конструкций
- •Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности
- •2.1. Расчет коэффициента теплопередачи через наружную стену
- •Теплофизические свойства материалов наружной стены
- •2.2. Расчет коэффициента теплопередачи через пол
- •Теплофизические свойства материалов конструкции пола чердачного перекрытия
- •Расчетная толщина наружной стены составляет
- •2.3. Расчет коэффициента теплопередачи пола первого этажа
- •Теплофизические свойства материалов пола первого этажа
- •2.4. Расчет коэффициента теплопередачи через заполнения
- •3. Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающих конструкций
- •3.1. Расчет разности давлений на наружной и внутренней
- •3.2. Определение требуемого сопротивления воздухопроницанию
- •3.3. Расчет сопротивления воздухопроницанию наружной стены
- •4. Расчет температурно-влажностного режима наружной стены
- •4.1. Определение общего сопротивления паропроницанию наружной стены
- •Общее сопротивление паропроницаемости наружной стены
- •4.2. Расчет плотности потока водяного пара через наружную стену
- •4.3. Расчет распределения температуры, кривых максимальной
- •Расчетные значения функций Rрнс(х), tнс(х), е(х), Rоп(х), е(х), е(х) - е(х)
- •4.4. Анализ кривых упругости водяного пара
- •5. Оформление результатов расчета и защита работ
- •Список использованных источников
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 4
- •Наружной стены
- •Приложение 5
- •Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
- •Продолжение прил. 5
- •Нормируемый температурный перепад
- •Продолжение прил. 5
- •Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей
- •Продолжение табл. П.5.3
- •Продолжение прил. 5
- •Нормативные значения воздухопроницаемости конструкций
- •Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек
- •Продолжение прил. 5
- •Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции
- •Приложение 6
- •Приложение 7
- •Курсовая работа
Расчетная толщина наружной стены составляет
нс = 0,02 + 0,06 + 0,26 + 0,12 = 0,46 м.
Расчетное сопротивление теплопередаче наружной стены вычисляется с уточненной толщиной утеплителя
Roнс
=
= 3,830 (м2К)/Вт.
Расчетный коэффициент теплопередачи наружной стены, в соответствии с (1), составит
kнс = 1/3,830 = 0,261 Вт/(м2К).
Результаты расчета.
Толщина утепляющего слоя ут = 0,26 м.
Толщина наружной стены нс = 0,46 м.
Расчетный коэффициент теплопередачи kнс = 0,261 Вт/(м2К).
2.2. Расчет коэффициента теплопередачи через пол
чердачного перекрытия
Цель расчета. Определить толщину ограждения пт и коэффициент теплопередачи kпт.
Исходные данные. Конструкция пола чердачного перекрытия (показыва-ется на рисунке, как в прил. 3). Размеры железобетонной плиты выбираются по последней цифре порядкового номера в групповом журнале из таблицы прил.
3. Для примера расчета: ж/б = 0,22 м; d = 0,14 м; L = 0,185 м. Теплофизические свойства материалов конструкции выбираются из прил. 4, как показано выше, и сводятся в табл. 4.
9
Таблица 4
Теплофизические свойства материалов конструкции пола чердачного перекрытия
|
Материал, (плотность, кг/м3) |
Расчетные коэффициенты |
Тол- щина слоя , м |
Сопротивление воздухопрони-цанию Rи, м2чПа/кг (толщина слоя , мм) | ||
|
теплопровод- ности , Вт/(мК) |
паропро- ницае- мости , мг/мчПа | ||||
|
А |
Б | ||||
|
Штукатурка цементно- песчаным раствором (1800 кг/м3) |
0,76 |
– |
0,090 |
0,020 |
373 (15) |
|
Железобетон |
1,92 |
– |
0,03 |
0,220 |
19 620 (100) |
|
Плиты минераловатные жесткие на синтетическом связующем (200 кг/м3) |
0,07 |
– |
0,45 |
х |
2 (150) |
Методика и пример расчета. Толщина утепляющего слоя определяется из выражения
(10)
где Rотр – требуемое сопротивление теплопередаче ограждения, (м2∙К)/Вт;
Rпл – термическое сопротивление железобетонной плиты, (м2∙К)/Вт;
р – толщина слоя цементно-песчаного раствора, м;
р – теплопроводность цементно-песчаного раствора, Вт/(м∙К);
Для пола чердачного перекрытия н = 12,0 Вт/(м2К). Требуемое сопротивление теплопередаче ограждения Rотр, отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле (8):
(м2∙К)/Вт
Полученное значение отвечает санитарно-гигиеническим требованиям и комфортным условиям.
Значение
,
отвечающее условиям энергосбережения,
определено ранее по формуле (9) и составляет
6392Ссут.
Из таблицы П.5.1 видим, что
10
при ГСОП = 6000
Ссут.,
значение
=
4,6 (м2∙К)/Вт,
а при
ГСОП = 8000 Ссут.,
значение
=
5,5 (м2∙К)/Вт.
Для значений ГСОП = 6392 Ссут.
(м2∙К)/Вт.
Расчетным значением требуемого термического сопротивления чердачного перекрытия будет в данном случае величина
=
4,776 (м2∙К)/Вт.
Выполним
расчет
.
Входящая
в состав чердачного перекрытия
многопустотная плита является неоднородной
конструкцией. Для нее в соответствии с
2,
п.2.8] определяется приведенное термическое
сопротивление
изложенным ниже способом.
Для упрощения расчета заменяем круглое поперечное сечение пустот в плите равновеликим квадратным (рис. 1) с площадью
.
(11)
Сторона квадрата из (11) будет равна
м.
В соответствии с нормативным методом расчета при Rа/Rб 1,25 [2]
.
(12)
Величина Rа вычисляется с использованием схемы, изображенной на рис. 1, а. Между условными плоскостями, параллельными направлению теплового потока (снизу – вверх), получаем две конструкции: трехслойную с однородными слоями между плоскостями I и II; однослойную – между плоскостями II и III. Площадь, которую воспринимает тепловой поток в трехслойной конструкции, обозначим через F1 = а 1 = 0,124 1 = 0,124 м2. Площадь, которая воспринимает тепловой поток в однослойной конструкции, обозначим через F2 = (1 - а) 1 = (0,185 – 0,124) 1 = 0,061 м2.
Термическое сопротивление трехслойной конструкции определяется по формуле (4)
. (13)
Термическое сопротивление воздушной прослойки Rвп определяем по 2, прил. 4] или из табл. П.5.5. При вп= а = 0,124 м, направлении теплового
11
потока снизу вверх и положительной температуре в прослойке
Rвп = 0,15 (м2∙К) /Вт. Тогда, при 1 + 3 = (ж/б - а), имеем
(м2∙К)/Вт.
Термическое
сопротивление однослойной конструкции
определяем по формуле (3)
(м2∙К)/Вт.
Значение Rа определится по формуле [2]
,
(14)
(м2∙К)/Вт.

Рис.
1. Схемы расчета термического
сопротивления многопустотной
железобетонной
плиты пола чердачного перекрытия
(неоднородная
ограждающая конструкция):
а –
расчетная схема для определения
термического сопротивления Ra;
б –
расчетная схема для определения
термического сопротивления Rб
12
Величина Rб вычисляется с использованием схемы на рис. 1, б. Плоскостями IV и V, перпендикулярными направлению теплового потока (в данном случае горизонтальными), условно разделяем конструкцию на однородные и неоднородные слои. Тогда искомое термическое сопротивление определится как сумма термических сопротивлений однородных слоев R1, R3 и неоднородного слоя R2
Rб = R1 + R2 + R3 . (15)
Термическое сопротивление однородных слоев толщиной 1 и 3 вычисляется по формуле (3)
(м2∙К)/Вт.
Для неоднородного слоя приведенное термическое сопротивление определяется по формуле (14)
,
где
= 0,150 (м2∙К)
/Вт;
(м2∙К)
/Вт.
(м2∙К)/Вт.
По формуле (15) вычисляем Rб
Rб = 0,025 + 0,105 + 0,025 = 0,155 (м2∙К)/Вт.
Убеждаемся, что отношение Rа/Rб = 0,161/0,155 = 1,04 меньше 1,25. Поэтому правомерно использовать формулу (12) для расчета приведенного термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия:
(м2∙К)/Вт.
По формуле (10) определяем толщину утепляющего слоя
м.
Округляем полученное значение в сторону увеличения и принимаем далее в расчет ут = 0,31 м. Толщина ограждения составит
13
пт = р + ж/б + ут = 0,02 + 0,22 + 0,31 = 0,55 м.
Уточняем расчетное значение сопротивления теплопередаче ограждения по формуле (2)
(м2∙К)/Вт.
Искомый коэффициент теплопередачи вычисляем по формуле (1)
Вт/(м2∙К).
Результаты расчета. Толщина ограждения пт = 0,47 м.
Толщина утепляющего слоя ут = 0,31 м.
Коэффициент
теплопередачи
Вт/(м2∙К).
