КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Общая часть
КУРСОВОГО ПРОЕКТА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
В этом разделе расчетно-пояснительной записки указываются: а) область строительства и его расчетные климатические характеристики (средние температуры наружного воздуха - наиболее холодной пятидневки (t5,ОС), холодных суток (tX,С .,ОС [1, табл. 4.3.]), продолжительность отопительного периода (ZОТ, сут) и среднесуточная температура за отопительный период (tН.ОТ.,оС) – [1, табл.4.4], условия эксплуатации ограждений [1,табл.4.2], наибольшая скорость ветра за январь- [1,табл. 4.5]; б) краткое описание здания, ориентация главного фасада, характеристика материалов ограждающих конструкций, температура внутреннего воздуха (tВ,ОС) – [1,табл.4.1], стоимость тепловой энергии СЭ руб/Гдж; стоимость утеплителя в конструкциях СУТ, руб/м3; в) теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций ( - коэффициент теплопроводности, Вт/(м·ОС), S - коэффициент теплоусвоения, Вт/(м2 ·С), выбираемые в соответствии с [1,табл.4.2,прил.А]. г) характеристика системы водяного отопления здания, температуры воды в подающей и обратной магистралях (tГ, tО, ТГ,ТО, 0С), способ присоединения системы отопления к тепловым сетям с параметрами воды (ТГ,ТО, 0С), давление Р(Н)Э, кПа. Климатические данные области строительства, параметры воздушной среды в помещениях здания, теплотехнические характеристики (, S) материалов ограждений являются основной для выполнения теплотехнического расчета ограждающих конструкций.
3.2 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Теплотехнический расчет ограждений выполняют в соответствии с требованиями СНБ 2.04.01.-97. Цель расчета - определение оптимальной в теплотехническом отношении и экономически целесообразной толщины утеплителя бУТ (м) в наружной ограждающей конструкции и определение общего сопротивления теплопередаче RO (м2·ОС/Вт) для этой же конструкции с учетом толщины утеплителя (бУТ , м).
Сопротивление теплопередаче наружных ограждений RO (м2·0С/Вт) за исключением заполнений проемов и ограждений помещений с избытками явной теплоты следует принимать равным экономически целесообразному RЭК, определяемому по формуле (2), но не менее требуемого сопротивления теплопередаче RОТР, определяемого по формуле (1), и не менее нормативного сопротивления теплопередаче RНОРМ, приведенного в [1,табл.5.1.].
ПОРЯДОК РАСЧЕТА. 3.2.1. Определяют требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции по выражению: , (м2оС)/Вт (1) где n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, принимаемый по [1,табл.5.3]; - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ м2 ОС, [1, табл. 5.4]; tВ - расчетная температура внутреннего воздуха, ОС [1, табл. 4.1]; tН - расчетная температура наружного воздуха, принимаемая в зависимости от тепловой инерции Д ограждающей конструкции, согласно [1,табл.5.2.,4.3]. Обычно при подсчете RОТР значение тепловой инерции Д заранее неизвестно, поэтому для определения tН следует ориентировочно принять величину Д с последующей проверкой в конце расчета. Если Д 1,5, то tН=tХ.С. обеспеченностью 0, 98; 1,5 < Д 4, то tН=tХ.С. обеспеченностью 0,92; 4 < Д 7, то tН = обеспеченностью 0,92; Д > 7, то tн = t5 обеспеченностью 0,92, округляя до целого градуса; DtН, ОС - расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, [1, табл.5.5]. Сопротивление теплопередаче RО наружных дверей (кроме балконных), ворот принимают не менее 0,6 RОТР стены, определяемого по формуле (1) при tН = t5 обеспеченностью 0,92.
3.2.2. Определяют экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rэк, (м2·ОС/ Вт) на основе выбора толщины утеплителя по формуле:
, (2);
где tВ - то же, что и в формуле (1); СЭ - стоимость тепловой энергии, руб/Гдж, принимаемая по действующим ценам (в курсовом проекте принять СЭ = 3,35 руб/Гдж по ценам 1991 года); ZОТ - продолжительность отопительного периода, сут., принимаемая по [1,табл. 4.4]; tН.ОТ. - средняя за отопительный период температура наружного воздуха ОС, принимаемая по [1, табл. 4.4]; СУТ - стоимость материала однослойной или теплоизоляционного материала многослойной ограждающей конструкции, руб/м3, принимаемая по действующим ценам (в курсовом проекте взять стоимость на период цен 1991 года); УТ - коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной конструкции ограждения в условиях эксплуатации А или Б согласно [1, табл.4.2], (м2·ОС/ Вт), принимаемый по [1,табл.А1]. При наличии в теплоизоляционном слое ограждения сквозных включений из материалов с другим, чем у материала этого слоя коэффициентом теплопроводности для определения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче принимают приведенный коэффициент ПР: , (3), где 1 и F1 - коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая теплоизоляционным материалом; 2 и F2 - коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая материалом включения.
3.2.3. Определение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции. Сопротивление теплопередаче RО, (м2·ОС/Вт) ограждающей конструкции определяют в соответствии с [1, п. 5.9] по формуле:
, (4);
где В, Н - коэффициенты теплоотдачи соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции, Вт/(м2·ОС), [1,табл.5.4и5.7]; RК - термическое сопротивление ограждающей конструкции (м2·оС/Вт), определяемое для однослойной однородной конструкции по формуле: , (5), где d и l - толщина и коэффициент теплопроводности слоя, соответственно. Для многослойной конструкции ограждения с последовательно расположенными однородными слоями, включая слой теплоизоляционного материала и замкнутые воздушные, если они имеются, прослойки, термическое сопротивление определяют по выражению:
, (6); где - сумма термических сопротивлений однородных слоев, определяемых по формуле (5) ; - сумма термических сопротивлений имеющихся замкнутых воздушных прослоек в ограждении, (м2 ·оС/Вт), [1, табл. Б-1]; RУТ =dУТ/lУТ- термическое сопротивление теплоизоляционного слоя. Термическое сопротивление многослойной неоднородной ограждающей конструкции (пустотелые блоки, каменная многослойная стена облегченной кладки с теплоизоляционными вкладышами) определяют в соответствии с [1,п. 5.11] следующим образом: а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, условно разрезают ограждающую конструкцию на характерные в теплотехническом отношении на участки, состоящие из одного или нескольких слоев. В пределах каждого участка термическое сопротивление ограждающей конструкции должно быть одинаковым. Термическое сопротивление конструкции определяют по выражению: (м2·оС)/Вт, (7); где Fi - площади отдельных участков по поверхности ограждения; м2; Ri - термическое сопротивление в пределах каждого из этих участков, вычисляемое для однослойных участков по формуле (5), для многослойных - по формуле (6), (м2·оС)/Вт; б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, конструкция условно разрезается на слои, из которых одни могут быть однородными - из одного материала, а другие - неоднородными - из однослойных участков разных материалов. Термическое сопротивление однородных слоев определяют по формуле (5), неоднородных - по формуле (7). Термическое сопротивление конструкции в направлении, перпендикулярном тепловому потоку Rб, получают как сумму термических сопротивлений однородных и неоднородных слоев. После получения величин Ra и Rб находят среднее термическое сопротивление неоднородного ограждения по формуле: (м2·оС)/Вт, (8).
3.2.4. Определяют толщину материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной конструкции, используя [1, п. 5.1], согласно которому RО³RЭК и RО ³ RНОРМ. К расчету принимают большее.
Искомая толщина, м , (9). Найденную толщину слоя ограждения округляют до ближайшей толщины, кратной размеру стандартного элемента (кирпича, шлакоблока и т.д.), и уточняют его термическое сопротивление по формуле (5).
3.2.5. Проверяют значение принятой тепловой инерции ограждающей конструкции по формуле:
, (10);
где - термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м2·оС/Вт); формула (5); - коэффициенты теплоусвоения материалов отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2×0C), принимаемые по [1, прил. А]. Если полученная величина Д отличается от предварительно принятой, следует по фактической Д найти температуру и снова определить по формуле (1), а затем произвести перерасчет и толщины УТ - формула(9).
3.2.6. Корректируют действительное сопротивление теплопередаче Ro (формула 4) при принятой толщине утеплителя. Сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) определяют по [1, прил. Г]. Сопротивление теплопередаче для подземной части стены, полов, расположенных на грунте или лагах, определяют по условным зонам [2, прил. 9, п.3]. Поверхность пола делят на условные зоны - полосы шириной 2 м, параллельные наружным стенам по всему периметру здания, см. рис.1. Зоны нумеруются, начиная от внутренней поверхности наружной стены. Всего 4 зоны. Полы, расположенные непосредственно на грунте, считаются неутепленными независимо от толщины и числа составляющих их слоев, если коэффициент каждого слоя l ³1,2 Вт/(м·оС). Сопротивления теплопередаче неутепленных полов равны: R = 2,1 (м2·оС)/Вт; R = 4,3 (м2·оС)/Вт; R = 8,6 (м2·оС)/Вт; R = 14,2 (м2·оС)/Вт. Полы, расположенные непосредственно на грунте, считаются утепленными, конструкция которых включает хотя бы один слой с l <1,2 Вт/(м·оС). Сопротивление теплопередаче утепленных полов определяют для каждой зоны по формуле: (м2·оС)/Вт, (11). Для полов на лагах по кирпичным столбикам: RЛ= 1,18; RУТ = 1,18(RНП + ), (12).
ПРИМЕР 1. Произвести теплотехнический расчет наружной стены жилого дома, расположенного в Витебской области. Исходные данные: расчетная температура воздуха внутри помещения tВ =18оС, относительная влажность j = 50 60%, расчетная температура наружного воздуха: (средняя) температура наиболее холодной пятидневки и наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 соответственно равны t5 =- 25 оС и tХ.С. = - 31оС. Продолжительность отопительного периода ZОТ= 207 сут., [1, табл.4.4], среднесуточная температура наружного воздуха за отопительный период tН.ОТ.= -2оС, [1, табл. 4.4]. Наибольшая средняя скорость ветра за январь w= 5,4 м/с, [1, табл. 4.5]. Стоимость пенополиуретана при ρ3 = 80 кг/м3 равна 120 руб/м3. Конструкция стены: 1. Известково-песчаная штукатурка ρ1 = 1600 кг/м3; d1 = 0,02 м; 2. Кирпичная кладка из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе r2 = 1800 кг/м3; d2 = 0,38 м. 3. Пенополиуретан r3 = 80 кг/м3; d3 =? м; 4. Известково-песчаная штукатурка r4 = 1600 кг/м3; d4 =0,01 м.
РЕШЕНИЕ: Определяем условия эксплуатации наружных ограждений по [1, табл.4.2] - “ Б “; Теплотехнические характеристики материалов конструкции стены находим по [1, прил. А];
l1 = 0,81 Вт/(м·оС); S1 = 9,76 Вт/(м2·оС); l2 = 0,81 Вт/(м·оС); S2 = 10,12 Вт/(м2·оС); l3 = 0,05 Вт/(м·оС); S3 = 0,7 Вт/(м2·оС); l4 = 0,81 Вт/(м·оС); S4 = 9,76 Вт/(м2·оС);
1. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче по ф. (1): Принимаем 4≤D<7, тогда ; (м2·оС)/Вт; где tВ = 18оС, n =1, ∆ tН = 6оС, αВ = 8,7 Вт/(м2·оС). 2. Определяем экономически целесообразное сопротивление для наружной стены по ф. (2): RЭК = 0,5·0,88 + (м2·оС)/Вт;
3. Определяем по [1, табл.5.1] для наружной стены величину нормативного сопротивления теплопередаче RНОРМ = 2 (м2·оС)/Вт; 4. Определяем сопротивление теплопередаче наружной стены по ф.(4): RО= , (м2·оС)/Вт; Толщину слоя пенополиуретана определяем RО³ RНОРМ, d3 (2 - )×0,05 = 0,067 м; Принимаем d3 = 0,1 м, тогда R3 = 0,1/0,05=2. 5. Проверяем величину тепловой инерции наружной стены Д по ф.(10): Д= 0,025·9,76+0,469·10,12+2·0,7+0,012·9,76 = 6,507; Условие 4< Д ≤7 выполняется. 6. Корректируем RО (ф.4) для наружной стены при d3 = 0,1 м: Ro= 0.115 + 0.025 + 0.469 + 2 + 0.012 + 0.043 = 2.664 м2·оС/Вт.
ПРИМЕР 2. Рассчитать термическое сопротивление многопустотной ж/б плиты с диаметром пустот 100 мм (рис. 2) для жилого здания в Витебской области, если плотность железобетона = 2500 кг/м3.
РЕШЕНИЕ. Определяем условия эксплуатации ж/б плиты в Витебской области по [1,табл. 4.2] – Б. Коэффициент теплопроводности ж/б плиты находим по [1,прил. А]; =2.04 Вт/(м·0С). Определяем среднее термическое сопротивление RCР многопустотной ж/б плиты, так как конструкция плиты является неоднородной в теплотехническом отношении. Для упрощения круглые отверстия-пустоты плиты диаметром 100 мм заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной а, равной:
а. Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, условно разрезаем ж/б плиту на два характерных участка и определяем термическое сопротивление ж/б плиты по ф. (7). где, RІ - термическое сопротивление участка І-І (два слоя железобетона толщиной 30мм и воздушная прослойка толщиной 90мм). Согласно ф. 6: (м2·оС)/Вт где RВ.П .=0.18 – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки [1,табл. Б1]; RІІ - термическое сопротивление участка II- II (толщина глухой части ж/б плиты равна 0.15м): (м2·оС)/Вт FІ,FІІ – площади характерных участков по поверхности плиты, м2. Для определения FІ и FІІ берем участок ж/б плиты 1м, тогда FІ= 0.09·1=0.09 м2, FІІ=0.03·1=0.03 м2 Определяем (м2·оС)/Вт б. Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, условно разрезаем ж/б плиту на три слоя. Термические сопротивления для 1-го и 3-го слоев определяем по ф. 5: (м2·оС)/Вт Термическое сопротивление 2-го слоя (воздушные прослойки и железобетонные перемычки), как неоднородного в теплотехническом отношении, определяем по ф. 7, условно разрезая его на 2 участка (см. рис.2). Для участка I-I (воздушная прослойка толщиной 0.09м) R1 = RВ.П.= 0.18(м2·оС)/Вт [1,табл. Б1] Для участка II-II (ж/б перемычка толщиной 0.09м) (м2·оС)/Вт Определяем по ф. 7: (м2·оС)/Вт Сумма термических сопротивлений для всех трех слоев (ф. 6): (м2·оС)/Вт Среднее термическое сопротивление плиты определяем по ф. (8): (м2·оС)/Вт
Дата добавления: 2015-06-28; Просмотров: 421; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |