Строительная теплотехника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа №1

Задание: подобрать толщину утепляющего слоя для чердачного перекрытия из штучных материалов, в жилом здании в г. Стародуб. Конструкция панели: внутренний несущий слой - железобетон, 120 мм, утепляющий слой - гравий керамзитовый плотностью ₀=600 кг/м³, стяжка -из цементно-известковый раствора, 40 мм. Максимальная толщина утеплителя - 300 мм.

1. Определяем требуемое приведенное сопротивление ОК теплопередаче из условий энергосбережения:

По СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» определяем для г. Стародуб:

В соответствии с главой СНиП «Жилые здания» расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем 18 С, т.к.

Вычисляем градусо-сутки отопительного периода:

По табл. 1, применяя интерполяцию, определяем значение :

Размещено на http://www.allbest.ru/

для чердачного перекрытия, жилых зданий при ГСОП=4000 Ссут,  м²С/Вт, а при ГСОП=6000 Ссут,  м²С/Вт. Геометрическая интерпретация линейной интерполяции представлена на рисунке. Значение , соответствующее ГСОП=4121Ссут, вычисляем:

.

2. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

По табл. 2 коэффициент n, учитывающий положение ОК по отношению к наружному воздуху равен 1.

По табл. 3 нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхностью ОК покрытий и чердачных перекрытий t^н=3 С.

По табл. 4 коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ОК _в=8,7 Вт/м²С.

.

В дальнейший расчет вводим значение, полученное из условия энергосбережения, как максимальное.

3. По карте приложения 1 зона влажности - нормальная. Влажностный режим помещений нормальный (в соответствии с главой СНиП «Жилые здания» и табл. 6). По табл. 7 условия эксплуатации ОК - Б.

4. По приложению 2 принимаем расчетные коэффициенты теплопроводности использованных в конструкции материалов:

железобетон 2500 кг/м³- ₁=2,04 Вт/мС;

гравий керамзитовый (ГОСТ9759-83) 600 кг/м³ - ₂=0,20 Вт/мС;

цементно- известковый раствор - ₃=0,81 Вт/мС.

5. В основном условии теплотехнического расчета приравниваем правую и левую части, подставляем выражение для R_o и раскрываем его для случая трехслойной ОК:

.

6. Выражаем из последнего уравнения толщину утепляющего слоя и вычисляем ее:

.

7. Вывод: толщина утепляющего слоя в 0,6967 м нереальна для данной конструкции, так как общая толщина чердачного перекрытия будет составлять при этом 0,12+0,6967+0,04=0,857 м, а вес панели размером 33 м будет не менее (0,122500+0,697600+0,041600)33=7040 кг (2500 и 1600 кг/м³ - плотности соответственно железобетона и цементно- известкового раствора в сухом состоянии). Таким образом, применение для утепляющего слоя гравия керамзитового плотностью 600 кг/м³ невозможно при заданных условиях эксплуатации.

8. Определим требуемый коэффициент теплопроводности утепляющего слоя при максимальной толщине 300 мм. Толщина утепляющего слоя при этом может составить ₂=0,46-0,12-0,04=0,3 м.

Для этого выразим из общего условия теплотехнического расчета не толщину, а коэффициент теплопроводности утепляющего слоя:

.

По приложению 2 определяем, что гравия керамзитового, применяемых в производстве двухслойных панелей, близким коэффициентом теплопроводности обладает Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865_67) 100 кг/м³ (=0,08 Вт/мС).

9. Вывод: принимаем следующую конструкцию чердачного перекрытия для эксплуатации в жилом здании г. Стародуб: несущий слой - железобетон, 120 мм, утепляющий слой - гравий керамзитовый плотностью 100 кг/м³, 300 мм, стяжка - цементно-известкового раствор, 40 мм.

Приведенное сопротивление теплопередаче стеновой панели данной конструкции составляет

,

что больше требуемого сопротивления теплопередаче .

Лабораторная работа №2

Определение возможности образования конденсата на внутренней поверхности ОК

Задание: для ограждающей конструкции, запроектированной в примере 1, проверить возможность образования конденсата на ее внутренней поверхности для двух случаев:

Конструкция не содержит теплопроводных включений.

Конструкция имеет железобетонное теплопроводное включение типа IV размерами а=85 мм, с=250 мм.

Исходные данные для расчета:

температура наружного воздуха t_н= -31 С;

температуры по психрометру Августа:

сухого термометра (температура внутреннего воздуха) t_в=21 С;

влажного термометра t_вл=19 С.

1. Определяем температуру внутренней поверхности ОК для конструкции без теплопроводных включений. Общее приведенное сопротивление ОК теплопередаче уже определено в примере 1: R_о=4,02 м²С/Вт. Значения коэффициентов n и _в также совпадают с принятыми в примере 1. По формуле (11) имеем

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.

Определяем температуру внутренней поверхности ОК в районе теплопроводного включения по формуле (12).

Сопротивление ОК теплопередаче вне теплопроводного включения совпадает с общим приведенным сопротивлением ОК теплопередаче R_о:

.

Сопротивление ОК теплопередаче в районе теплопроводного включения определяем по формуле (4) как для теплотехнически однородного многослойного (трехслойного) ограждения с учетом (5), (6):

= м²С/Вт.

Для определения коэффициента вычисляем и . По табл. 9, интерполируя, определяем =0,39.

По формуле (12) определяем температуру внутренней поверхности ОК в районе теплопроводного включения

Определяем температуру точки росы

По данным психрометра (t_сух=t_в=21 С, t_вл=19 С, t=t_сух-t_вл=2 С) определяем относительную влажность воздуха с помощью табл. 11:

=81 %.

По температуре внутреннего воздуха t_в=21 С, пользуясь табл. 12, определяем максимальную упругость водяного пара:

Е=18,65 мм. рт. ст.

По формуле (14) определяем действительную упругость водяного пара:

 мм. рт. ст.

Пользуясь табл. 12 «в обратном порядке», определяем: при какой температуре данное значение действительной упругости станет максимальным. Как следует из таблицы, значению 15,09 мм. рт. ст. соответствует температура 17,6 С. Она и является температурой точки росы.

t_р=17,6 С. утеплитель перекрытие конденсат стена

Выводы:

а) Так как температура точки росы ниже температуры внутренней поверхности ОК вне теплопроводного включения (t_р=17,6 < _в=19,51 С), в этих местах образования конденсата при данных температурно-влажностных условиях не ожидается.

б) В то же время в районе теплопроводного включения температура внутренней поверхности ОК ниже температуры точки росы (_в'=19,87 > t_р=17,6 С). Таким образом, в районе теплопроводного включения на внутренней поверхности ОК невозможно образование конденсата.

Лабораторная работа №3

Задание: подобрать утеплитель для наружной стены жилого здания в г. Туле. Стена выполнена в виде облегченной (колодцевой) кладки толщиной в 2 кирпича с утепляющим слоем.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наружный и внутренний слои кладки имеют толщину Ѕ кирпича. Перевязка между наружным и внутренними слоями осуществляется через 6 кирпича (между гранями стенок колодцев). Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе. Ориентировочно принять в качестве утеплителя шлакопемзобетон плотностью 1200 кг/м³. Отделочными слоями пренебречь.

1. Определяем требуемое приведенное сопротивление ОК теплопередаче, как это показано в примере расчета однородной ОК.

Определяем требуемое приведенное сопротивление ОК теплопередаче из условий энергосбережения:

По СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» определяем для г.Тула:

В соответствии с главой СНиП «Жилые здания» расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем 18 С.

Вычисляем градусо-сутки отопительного периода:

По табл. 1, применяя интерполяцию, определяем значение : для стен жилых зданий при ГСОП=4000 Ссут,  м²С/Вт, а при ГСОП=6000 Ссут,  м²С/Вт. Геометрическая интерпретация линейной интерполяции представлена на рисунке. Значение , соответствующее ГСОП=4513Ссут, вычисляем:

.

В дальнейший расчет вводим значение, полученное из условия энергосбережения, как максимальное.

Условия эксплуатации ОК (как и в том же примере) Б.

По приложению 2 принимаем расчетные коэффициенты теплопроводности использованных в конструкции материалов:

Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе - _кирп=0,81 Вт/мС; шлакопемзобетон плотностью 1200 кг/м³ - _утепл=0,47 Вт/мС;

Для расчета принимаем часть конструкции, заключающую в себе стенку «колодца» и по половине «колодца» с каждой стороны. По высоте конструкция однородная, поэтому расчет проводим для участка высотой 1 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, разрезаем конструкцию на 3 теплотехнически однородных участка, из которых 1^й и 3^й являются многослойными (и одинаковыми в данном случае), а 2^й - однослойным.

Определяем термические сопротивления участков: для однослойного участка 2 по формуле (6):



для одинаковых трехслойных участков 1 и 3 по формуле (5)

.

Определяем термическое сопротивление ОК R_а по формуле (8). Так как расчет ведется для участка конструкции высотой 1 м, площади участков численно равны их длине.

= м²С/Вт.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, разрезаем конструкцию на 3 однослойных участка (условно обозначим их как 4^й, 5^й и 6^й), из которых 4^й и 6^й являются теплотехнически однородными (и одинаковыми в данном случае), а 5^й - неоднородным.

Вычисляем термические сопротивления каждого участка:

для теплотехнически однородных участков по формуле (6):

;

для неоднородного участка следует воспользоваться процедурой, примененной в п. 4:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рассматривая только этот участок, плоскостями, параллельными направлению теплового потока, разрезаем его на три однородных однослойных участка (5-1, 5-2 и 5-3, участки 5-1 и 5-3 одинаковы).

Определяем термическое сопротивление каждого участка по формуле (6):

; .

Определяем термическое сопротивление 5-го участка по формуле (8):

.

Определяем термическое сопротивление ОК R_б как сумму сопротивлений отдельных участков:

.

Оценим применимость данной методики в нашем случае.

,

что менее допустимых 25 %. Кроме того, конструкция стены плоская. Таким образом, расчетная методика применима в данном случае.

Вычисляем приведенное термическое сопротивление ОК по формуле (9):

.

Вычисляем общее сопротивление ОК теплопередаче по формуле (7):

.

Вывод: применение в данной конструкции в качестве утеплителя керамзитового гравия плотностью 800 кг/м³ не обеспечивает достаточное для жилого здания в г. Москве сопротивление теплопередаче:

.

Требуется применить более эффективные в теплотехническом отношении материалы, или увеличить толщину кладки, или увеличить расстояние между стенками «колодцев».

Литература

СНиП II-3-79**. Строительная теплотехника / Госстрой СССР. - ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 32 с.

СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

Размещено на Allbest.ru