Teplotekhnika

относительная влажность внутреннего воздуха ϕв = 60 % – из табл. 2 прил. 1 данного указания – для жилых зданий.

Влажностный режим помещений принимаем по табл. 1 [3] или табл. 4 прил. 2 – нормальный.

Условия эксплуатации в зависимости от зоны влажности (сухая) и нормального влажностного режима принимаем по рис. 2 [3] или табл. 5 приложения 1 – А.

Вычерчиваем расчетную схему кирпичной стены (рис. А) с назначением материалов и толщины всех слоев ограждения по заданию руководителя курсовой работы по табл. 3 прил. 1 методического указания.

Примечания:

1.Наружную и внутреннюю отделку условно не считают за слои, но в расчетах необходимо их учитывать;

2.1, 2, 3, 4 – номера слоев конструкции;

3.Расчетную схему конструкции стены принимаем № 2 по табл. 3 приложения 1 методического указания;

Теплотехнические характеристики материалов слоев принимаем по условию эксплуатации – А, из прил. 3 [3] или табл. 6 приложения 2 и сводим их в табл. А.

Таблица А. Теплотехнические показатели наружной стены

Данные для расчета:

n =1−по табл. 3 [3] или табл. 7 прил. 1 пособия; tnt = −4,3 DC −по табл. 1 [1] или табл. 8 прил. 1;

11

энергосбережения Rreq в зависимости от Dd по табл. 12 прил. 2 (формула 26):

Rreq :

R0 = Rreq =1/ αв + R1 + R2 + R3 + R4 +1/ αн =1/ αв +δ1 / λ1 +δ2 / λ2 +δ3 / λ3 +δ4 / λ4 +1/ αн

4. Определяем толщину теплоизоляционного слоя из полученного равенства (9):

X = (Rreq −1 / αв −δ1 / λ1 −δ2 / λ2 −δ4 / λ4 −1 / αн ) λ3 = (3,07 −1 / 8,7 −0,015 / 0,76 −

0,25 / 0,58 −0,12 / 0,47 −1/ 23) 0,041 = 0,09 м

Полученное значение Х округляем до 0,01 м. Толщину теплоизоляционного слоя Х (δ3) принимаем 0,10 м.

5. Определяем термические сопротивления теплоизоляционного слоя и всех остальных слоев ограждения, общее сопротивление многослойной кирпичной кладки по формулам 4, 7, 3, 2 или 1 и сводим результаты в табл. А.

1 αВ =1 8,7 = 0,12 м2 °С Вт; 1 αН =1 23 = 0,04 м2 °С Вт;

12

Общее (фактическое) сопротивление конструкции:

R0 =1/ αв + R1 + R2 + R3 + R4 +1/ αн = 0,12 + 0,02 + 0,43 + 2,44 + 0,26 + 0,04 = 3,31 м °С / Вт

ся, то согласно теплотехнического расчета, выполненного для зимних условий эксплуатации г. Саратова толщину теплоизоляционного слоя пенополистирола принимаем равной 0,10 м.

Окончательно принимаем толщину наружной неоднородной кирпичной стены 0,50 м с внутренней штукатуркой из цементно-песчаного раствора.

1.4. Пример расчета № 2

Определить толщину теплоизоляционного слоя совмещенного невентилируемого покрытия производственного здания в г. Челябинске.

Исходные данные:

Место строительства – г. Челябинск;

Znt = 218 сут. −по табл. 8 прил.;

Зона влажности – сухая – принимаем по рис. 2 прил. 2; Влажностный режим помещений – сухой – принимаем по табл. 4 прил. 1; Условия эксплуатации конструкций А – по табл. 5 прил. 1.

Назначаем конструкцию, материалы и ориентировочные толщины слоев покрытия производственного здания: по табл. 3 прил. 1 пособия принимаем расчетную схему № 14.

.

13

Рис. Б. Расчетная схема покрытия

Теплофизические показатели материалов слоев для условий эксплуатации А принимаем по табл. 6 прил. 1 и сводим их в табл. Б.

Таблица Б. Теплотехнические показатели элементов покрытия

Данные для расчета:

n =1 для покрытий по табл. 7 приложения 1 пособия;

αв = 8,7 Вт / м2 °С по табл. 11 приложения 1 пособия;

αн = 23 Вт / м2 °С по табл. 12 приложения 1 пособия.

Расчет производим по методике теплотехнического расчета для неоднородных (стеновых) конструкций.

14

Порядок расчета:

1. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия исходя из условий энергосбережения в зависимости от градусо-суток отопительного периода определяемых по формуле (2):

3. Приравняв общее (действительное) сопротивление к требуемому Rreq = R0 , находим толщину утеплителя (х) из уравнения:

R0тр =1 / αв +δ1 / λ1 +δ2 / λ2 + х/ λ3 +δ4 / λ4 +δ5 / λ5 +1 / αн →

X =(Rreq1/ αв +δ1 / λ1 +δ2 / λ2 +δ4 / λ4 +δ5 / λ5 +1/ αн) λ3 =

= (2,068 −1 / 8,7 −0,03 / 1,92 −0,002 / 0,17 −0,02 / 0,76 −0,01 / 0,17 −1 / 23) 0,052 =

= (2,068 −0,115 −0,016 −0,012 −0,026 −0,059 −0,043) 0,052 = 0,09 м

Принимаем толщину утеплителя из пенополистирола плотностью

150кг/м3 Х = 100 мм.

4.Определяем общее сопротивление теплопередачи по формуле:

R0 = Rв + Rк + Rн

Поскольку, условиеRreq =2,07 м2 °С/ Вт ≤ R0 =2,19 м2 °С/ Вт выполняется, то в соответствии с выполненным теплотехническим расчетом для зимних условий эксплуатации принимаем в качестве утеплителя совмещенного невентилируемого покрытия производственного здания, проектируемого в городе Челябинске, пенополистирол плотностью 150 кг/м3 толщиной 100 мм.

15

Тема 2. Определение теплоустойчивости ограждающих конструкций при летних условиях эксплуатации

2.1.Методика расчета

1.Определение амплитуды суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле с учетом солнечного радиационного тепла.

Амплитуда колебаний температуры наружного воздуха в июле с учетом

где Atn −амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в

июле, °С, приложение 2 [2];

Imax −максимальная интенсивность суммарной солнечной радиации,

Вт/м2, приложения 6,7 [2];

Icp −средняя интенсивность суммарной солнечной радиации, Вт/м2, при-

ложения 6,7 [2]; αн −коэффициент теплопередачи наружной поверхности, определяемый

для летних условий по формуле:

где υ −минимальная из средних скоростей ветра по румбам в июле, повторяемость которых составляет 16% и более, (табл. 8 приложения).

2. Определение нормативной (требуемой) амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Требуемое значение амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности рассчитывается по формуле:

где tн −средняя температура наружного воздуха в июле (таблица 8. приложения).

3.Определение требуемой величины затухания температурных колебаний

вограждающей конструкции.

16

Требуемая величина затухания температурных колебаний определяется отношением.

Аусл

υтр = tn ; (12)

Atвв

4.Расчет затухания температурных колебаний в каждом слое конструкции

инаружном пограничном слое воздуха.

Затухание колебаний в произвольном (I-М) слое ограждающей конструкции определяется по формуле:

где e=2,718 – основание натуральных логарифмов;

Si – коэффициент теплоусвоения материала i − го слоя конструкции, принимается в зависимости от условий эксплуатации (А или Б) по таблице 1 приложения;

Дi – тепловой инерции i − гослоя конструкции, определяется по формуле:

где Ri – термическое сопротивление i − гослоя конструкции, определяемое по формуле (5)

коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя (Yi ) равным коэффициенту теплоусвоения материала ( Si ) этого слоя: Yi = Si (6).

Значения показательной функции ex , входящей в формулу (4), рассчитывается с помощью калькулятора или принимается по таблице 9. приложения.

17

Определение нормативной (требуемой) амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Требуемое значение амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности рассчитывается по формуле:

АtbnH = 2,5 −0,1 (tH − 21)= 2,5 −0,1 (21,4 − 21)= 2,46DC;где tH = 21,4 DC.

Определение требуемой величины затухания температурных колебаний в ограждающей конструкции.

Требуемая величина затухания температурных колебаний определяется отношением

Расчет затухания температурных колебаний в каждом слое конструкции и наружном пограничном слое воздуха:

19

Д1 = R1 S1 = 0,26 6,16 =1,6

Д2 = R2 S2 = 2,12 0,89 =1,89

Д3 = R3 S3 = 0,43 8,08 = 3,47

Д4 = R4 S4 = 0,02 9,6 = 0,2;

где е = 2,718 −основание натуральных логарифмов. Проверка теплоустойчивости ограждающих конструкций: 6,58 < 485,14 – условие выполняется, значит наружное ограждение толщиной 50 см соответствует теплотехническим требованиям и климатическим условиям г. Саратова при зимних и летних условиях.

Тема 3. Теплотехнический расчет однородных ограждающих конструкций при зимних условиях эксплуатации

3.1. Общие положения

Однородными считаются конструкции, состоящие из одного слоя (материала). Наружные однослойные стеновые панели изготовляют из конструктив- но-теплоизоляционного легкого или ячеистого бетона, толщиной 300-500 мм. Однослойные стеновые панели изготовляют в заводских условиях с фасадным декоративно-защитным слоем толщиной 20-25 мм и с внутренним отделочным слоем толщиной 15-20 мм из известково-песчаного или цементно-песчаного раствора, которые в расчетах условно не считают за слои.

20