Курсовая по строительной физике. Расчёт тепловой оболочки здания
Подождите немного. Документ загружается.
Вариант 9.
Задача 1.
Район строительства: г. Рязань.
Жилой дом (угловая комната).
Рис. Дано:
int
= 50%
Цементно-песчаная
int
t
= +20
0
С
штукатурка
xc
ext
t
5
= -27
0
С
(
1800
кг/м
2
) r = 0,81
int
= 8,7 Вт/(м
2
·
0
С)
Тяжёлый монолитный
tåõ
= 23 Вт/(м
2
·
0
С)
железобетон
ht
t
= -4,2
0
С
(
2500
кг/м
2
)
ht
z
= 212 сут
a – 0,00035
Пенополистирол b –1,4
(
150
кг/м
2
)
λ
1
= 0,93 Вт/(м·
0
С)
Кладка из глиняного λ
2
= 2,04 Вт/(м·
0
С)
Кирпича
380 (
1800
кг/м
2
) λ
3
= 0,06 Вт/(м·
0
С)
λ
4
= 0,81 Вт/(м·
0
С)
120 15
Определить: толщину слоя утеплителя (пенополистирол).
R
red
- нормируемое значение сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, м
2
·
0
С/Вт.
R
о
- фактическое значение сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, м
2
·
0
С/Вт
R
si
- сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждающих конструкций, м
2
·
0
С/В
R
se
- сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждающих конструкций, м
2
·
0
С/В
R
con
- термическое сопротивление толщи конструкции теплоотдаче, м
2
·
0
С/В
Dd - градусо-сутки отопительного периода,
0
С·сут.
a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих
групп зданий.
int
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м
2
·
0
С).
tåõ
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для условий холодного периода, Вт/(м
2
·
0
С).
λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м·
0
С).
δ – толщина слоя материала, м.
r - коэффициент неоднородности материала.
int
– средняя относительная влажность воздуха помещения, %.
int
t
- расчётная температура внутри помещения,
0
С.
xc
ext
t
5
- средняя температура самой холодной пятидневки,
0
С.
ht
z
- продолжительность отопительного периода, сут.
ht
t
- средняя температура отопительного периода,
0
С.
R
о
= R
si
+ R
con
+ R
se
34 2
1
-
+
R
si
= 1/
int
= 1/8,7 = 0,11 м
2
·
0
С/В
R
se
= 1/
tåõ
= 1/23 = 0,043 м
2
·
0
С/В
R
red
= aDd + b = 0,00035 * 5130,4 +1,4 = 3,196 м
2
·
0
С/В
Dd = (
int
t
-
ht
t
)·
ht
z
= (20 – (-4,2))*212 = 5130,4
0
С·сут.
õñ
ext
óò
r
5
11
4
4
óò
2
2
1
1
int
= R
red
043,0
0,81
12,0
06,0
81,0*
04,2
38,0
93,0
015,0
11,0
óò
= 3,196 м
2
·
0
С/Вт
06,0
81,0*
óò
= 2,69 м
2
·
0
С/В
óò
= 0,199м
Проверка толщина утеплителя
043,0
0,81
12,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
11,0
= 3,196 м
2
·
0
С/Вт
3,203 м
2
·
0
С/Вт ≥ 3,196 м
2
·
0
С/Вт
R
о
≥ R
red
=> фактическое сопротивление конструкции теплопередаче выше, чем
нормируемое.
Ответ: толщина утеплителя (пенополистирол) необходимая для стен данного жилого дома в г. Рязань
равна 0,2м.
Задача 2.
Рис.
t
0
С
Дано:
int
= 50%
int
t
= +20
0
С
xc
ext
t
5
= -27
0
С
r = 0,81
1800
øò
кг/м
2
0
2500
/
áæ
кг/м
2
150
ïåí
кг/м
2
1800
/
êèðãë
кг/м
2
0
380
120 15
Определить: место положения плоскости нулевых температур. Проверить соответствие конструкции
второму требованию СНиП 23-02-2003.
Построить график падения температур в толще слоистого ограждения.
τ
х -
температура на границе слоёв,
0
С
τ
si
–
температура внутренней поверхности,
0
С.
τ
se
–
температура наружной поверхности,
0
С.
τ
1
–
температура поверхности первого слоя,
0
С.
t – санитарно-гигиенический параметр микроклимата обозначающая температурный перепад между
температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения.
t
n
– нормируемая температура микроклимата помещения зависит от назначения и местоположения
ограждающей конструкции.
R
con
=
ext
j
j
i
i
11
0
int
R
ут
=
óò
r
óò
τ
х
=
int
t
-
i
i
SI
ext
RiR
R
tt
xs
0
0
int
*
)(
5
τ
si
=
11,0*
203,3
))27(20(
20
= 18,39
0
С
τ
1
=
)11,0
93,0
015,0
(
203,3
))27(20(
20
= 18,15
0
С
34 2
1
-
+
τ
2
=
)11,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))27(20(
20
= 15,42
0
С
τ
3
=
)11,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))27(20(
20
= -24,29
0
С
τ
4
=
)11,0
81,0
12,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))27(20(
20
= -26,47
0
С
τ
se
=
)043,011,0
81,0
12,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))27(20(
20
= -27,1
0
С
Tребование СНиП 23 03-2003
t
н
t (не менее чем на 15%)
t = 20
0
– 18,38
0
= 1,62
0
С
t
n
= 4
0
С
Ответ: перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкцией соответствует второму требованию СНиП 23 03-2003, т.е не превышает 4
0
С.
Задача 3.
Определить. Необходимо проверить удовлетворяет ли конструкция третьему требованию СНиП
недопущение конденсации влаги во внутренней поверхности ограждений, и проверить возможность
выпадения конденсата в толще ограждения.
Дано:
int
= 50%
ext
= 84%
E
int
= 2338 Па
E
ext
= 235 Па
μ
1
= 0,09 мг/(м·ч·Па)
μ
2
= 0,03 мг/(м·ч·Па)
μ
3
= 0,05 мг/(м·ч·Па)
μ
4
= 0,11 мг/(м·ч·Па)
.
E
о
– величина упругости водяного пара, в плоскости конденсации при наружной температуре, равной
средней температуре за период всех месяцев с отрицательной температурой, Па.
е
int
– упругость водяного пара во внутренней среде помещения зависит от функции помещения, Па.
е
ext
– средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период, Па.
E
int
– значение парциального давления насыщенного водяного пара во внутренней среде помещения, Па.
E
ext
– значение парциального давления насыщенного водяного пара наружного воздуха, Па.
Rvp – необходимое сопротивление ограждения паропроницанию, м
2
ч Па/мг.
φ – относительная влажность воздуха,%.
μ – расчётный коэффициент, паропроницаемость, мг/(м·ч·Па).
φ =
Å
å
*100% е
int
=
0
0
int
100
* Å
е
ext
=
0
0
100
*
ext
Å
Rvp
o
= Rvp
si
+ Rvp
con
+ Rvp
se
=> Rvp
o
= Rvp
con
е
x
= е
int
– (
vp
vp
ext
R
R
eå
(*)
int
) Rvp = Σ
е
int
= 50% * 2338 *100% = 1169 Па
е
ext
= 84% * 235 *100% = 197,4 Па
Rvp =
11,0
12,0
05,0
2,0
03,0
38,0
09,0
015,0
= 17,925 м
2
ч Па/мг
е
1
= 1169 -
09,0
015,0
*
925,17
4,1971169
= 1160 Па
е
2
= 1169 -
)
03,0
38,0
09,0
015,0
(*
925,17
4,1971169
= 473,4 Па
е
3
= 1169 -
)
05,0
2,0
03,0
38,0
09,0
015,0
(*
925,17
4,1971169
= 256,6 Па
е
4
= 1169 -
)
11,0
12,0
05,0
2,0
03,0
38,0
09,0
015,0
(*
925,17
4,1971169
= 197,47 Па
τ
х
=
int
t
-
i
i
SI
ext
RiR
R
tt
0
0
int
*
)(
τ
si
=
11,0*
203,3
))1,11(20(
20
= 18,93
0
С
τ
1
=
)11,0
93,0
015,0
(
203,3
))1,11(20(
20
= 18,78
0
С
τ
2
=
)11,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))1,11(20(
20
= 16,97
0
С
τ
3
=
)11,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))1,11(20(
20
= -9,25
0
С
τ
4
=
)11,0
81,0
12,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))1,11(20(
20
= -10,68
0
С
τ
se
=
)043,011,0
81,0
12,0
06,0
81,0*2,0
04,2
38,0
93,0
015,0
(
203,3
))1,11(20(
20
= -11,1
0
С
τ
si
= +18,93
0
С => Е
si
= 2186,5 Па
τ
1
= +18,78
0
С => Е
1
= 2166,4 Па
τ
2
= +16,97
0
С => Е
2
= 1933,4 Па
τ
3
= -9,25
0
С => Е
3
= 282 Па
τ
4
= -10,68
0
С => Е
4
= 248,2 Па
τ
sе
= -11,1
0
С => Е
sе
= 237,4 Па
Задача 4. Рис.
34 2 1
- +
380
15
Ответ: из графика видно, что линия фактической влажности проходит ниже максимальной
соответственно конструкция удовлетворяет третьему требованию СНиП, возможность конденсации
влаги во внутренней поверхности ограждений и выпадения конденсата в толще ограждения
исключается.
Задача 5.
Определить. Необходимо проверить возможность просыхания конструкции в осеннее летний период.
E – величина упругости водяного пара, в плоскости возможной конденсации за годовой период, Па
е – средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период, Па.
R
е
vp - сопротивление паропроницанию наружного по отношению к плоскости конденсации слоя
ограждения, м
2
ч Па/мг.
Rvp1
reg
– необходимое сопротивление ограждения паропроницанию из условия недопустимости в нём
накопления влаги за годовой период, м
2
ч Па/мг.
Rvp2
reg
– необходимое сопротивление ограждения паропроницанию из условия ограничения в нём влаги
за период с отрицательными наружными температурами, м
2
ч Па/мг.
Z
0
– продолжительность периода влагонакопления, сутки.
Z
1,2,3…
– продолжительность периодов,(месяцев).
t
z1,2,3…-
средняя температура наружного воздуха,
0
С.
ext
Å
0
- средняя упругость водяного пара наружного воздуха за период месяцев с отрицательными
месячными температурами, Па.
ρ
w
– плотность материала, увлажняемого слоя.
δ
w
– толщина увлажняемого слоя
ΔW– предельно допустимое приращение расчётно массового отношения в материале увлажняемого
слоя, за период влагонакопления.
t
ext
-
средняя температура наружного воздуха периода месяцев с отрицательной температурой,
0
С.
Rvp2
reg
R
*
vp
Rvp1
reg
Rvp1
reg
=
eE
REå
vp
e
)(
int
Rvp2
reg
=
W
EåZ
ww
)(0024,0
0int0
R
*
vp =17,925 - 0,167 = 17,758 м
2
ч Па/мг Rvp =
11,0
12,0
05,0
2,0
03,0
38,0
09,0
015,0
= 17,925 м
2
ч Па/мг
R
е
vp =
R
е
vp=
09,0
015,0
= 0,167 м
2
ч Па/мг
t
ext
= - 7,5
0
С => Е
0
=324 Па Z
0
=151(сут) е
int
= 50% * 2338 *100% = 1169 Па е
ext
= 776 Па
Средние температуры наружного воздуха и продолжительность периодов в разное время года.
t
z1
= -8,8
0
С Z
1
= 4 мес E
1
= 289 Па
t
z2
= +1,9
0
С Z
2
= 3 мес E
2
= 701 Па
t
z3
= +15,3
0
С Z
3
= 5 мес E
3
= 1727 Па
Е =
12
1
(Е
1
Z
1
+ E
2
Z
2
+ E
3
Z
3
) Е =
12
1
(1156
+ 2103 + 8635) = 991,17 Па
Rvp1
reg
=
77617,991
167,0*)17,9911169(
=
17,215
7,29
= 1,138 м
2
ч Па/мг
ext
Å
0
352 Па
Rvp2
reg
=
W
EåZ
ww
)(*0024,0
0int0
=
)76,60(%25*2,0*150
)3241169(*151*0024,0
=
26,53
23,306
= -5,75 м
2
ч Па/мг
vp
e
ext
R
ZåÅ
000
)(0024,0
=
167,0
151*)352324(0024,0
= -60,76 мг/(м * ч * Па)
-5,75 м
2
ч Па/мг
17,758 м
2
ч Па/мг
1,138 м
2
ч Па/мг
Ответ: конструкции в осеннее летний период просыхает т.к.соответствует данному неравенству.
Задача 6.
Определить: удовлетворяет ли конструкция нормам по инфильтрации.
Инфильтрация – поток воздуха, проходящий через толщу стены с наружи внутрь здания.
Дано: Н = 3,6м; V
2
= 7,3м/с; Gn = 0,5кг/м
2
·ч.
Gn – воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/м
2
·ч.
V
2
– максимальная из средних скоростей ветра по румбат за январь (м/с)
Н – высота здания от чистого пола до плиты покрытия, м.
R
inf –
сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций, м
2
ч Па/мг.
Δρ – разность давлений поверхности ограждения внутреннего и наружного, Па.
R
des
inf
–
фактическое сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций, м
2
ч Па/мг.
R
reg
inf
–
регулируемое сопротивление воздухопроницанию материалов и конструкций, м
2
ч Па/мг.
ext
J
int
J
R
inf
=
í
i
i
R
des
inf
>R
reg
inf
R
des
inf
=
Gn
p