Здания и сооружения
Лабораторная работа
Здания и сооружения
Задача
Требуется проверить наружную стену здания расположенного в городе на теплоустойчивость по амплитуде колебания температуры. Стена однослойная с фактурными слоями из раствора на цветном цементе.
Исходные данные:
Город: Ставрополь;
Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха 19,7;
Материал стен – перлитобетон;
Плотность материала стен 1200 кг/мі;
Методика решения
В жилых зданиях, помещениях больниц, поликлиник, детских яслей и садов, а так же в ряде производственных помещений, в которых по условиям производства необходима постоянная температура внутреннего воздуха, должна проводиться проверка ограждений в районах, где наружная среднемесячная температура воздуха в июле 21˚С и больше, а тепловая инерция стен D < 4.
Амплитуда
колебаний
температуры
внутренней
поверхности
ограждений
не должна быть
более требуемой
амплитуды
.
≤
,
(1)
Требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности определяют по формуле:
= 2,5 – 0,1(
– 21˚), (2)
где
- среднемесячная
температура
наружного
воздуха за
июль, ˚С,
[1].
Амплитуду колебания температуры на внутренней поверхности ограждения определяют в зависимости от климатических условий по формуле:
=
,
(3)
где
- расчетная
амплитуда
колебания
температуры
наружного
воздуха с учетом
солнечной
радиации, ˚С;
– величина
затухания
расчетной
амплитуды
колебаний
температуры
наружного
воздуха.
=
+ 0,5
,
(4)
где
- коэффициент
поглощения
солнечной
радиации материалом
наружной поверхности
ограждения,
принимается
по приложению
7СНиП [2].
,
– соответсвенно
максимальное
и среднее значения
суммарной
солнечной
радиации (прямой
и рассеянной)
за июль на наружные
поверхности
ограждения,
Вт/мІ;
- максимальная
амплитуда
суточных колебаний
температуры
наружного
воздуха в июле,
˚С, принимается
по табл.1 приложения;
- коэффициент
теплоотдачи
наружной поверхности
ограждения
в летних условиях,
Вт/(мІ
* ˚С), определяемый
по формуле:
= 1,16(5 + 10
),
(5)
где
- минимальная
из средних
скоростей ветра
по румбам за
июль, принимаемая
по СНиП [1], но не
менее 1м/с. (
=1)
Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждении приблизительно определяют по формуле (6).
= 0,9
,
(6)
где е – основание натурального логарифма, равное 2,718;
D – тепловая инерция ограждающей конструкции определяется по формуле (7);
,
,…,
– расчетные
коэффициенты
теплоусвоения
материала
отдельных слоев
ограждения,
Вт/(мІ
* ˚С), определяется
по СНиП [2] (порядок
нумерации слоев
принят в направлении
от внутренней
поверхности
к наружной);
,
,…,
– коэффициенты
теплоусвоения
наружных поверхностей
слоев ограждения,
начиная с внутренней
стороны, Вт/(мІ
* ˚С), определяются
по формулам
(9)-(11);
- коэффициент
теплоотдачи
внутренней
поверхности
ограждения,
определяется
по СНиП [2].
Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции предварительно вычисляют тепловую инерцию D ограждающей конструкции, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции), по формуле (7).
D
=
…
,
(7)
где
,
,…,
- термические
сопротивления
отдельных слоев
ограждения,
(мІ
* ˚С)/Вт, определяется
по формуле (8).
,
(8)
где δ – толщина слоя ограждения,м;
λ – расчетный коэффциент теплопроводности материала слоя ограждения, Вт/(м * ˚С), принимается по СНиП [2].
Если слой имеет тепловую инерцию D ≥ 1, то для этого слоя:
Y = S (9)
для слоев с тепловой инерцией D < 1 коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности находят следующим образом:
,
(10)
для i-го слоя
=
,
(11)
Затем
определяются
величина затухания
амплитуды
колебания
температуры
наружного
воздуха
и амплитуда
колебания
температуры
на внутренней
поверхности
ограждения
.
После чего
проверяется,
удовлетворяет
ли данная конструкция
требованию
≤
.
Решение:
δ 1= 0,025(3) δ2= 0,35 (2)
λ 2 = 0,50
λ 1= λ3= 0,93
S1= S3 = 11,09 = S3
S2 = 8,01
=R3=0,025/0,93=0,027
=0,35/0,5=0,7
D1=D3=0,027*11,09=0,299; 0,299 < 1 значит Y1 по формуле 10 считаем, а Y3 по формуле 11
D2=0,7*8,01=5,607, значит Y2=S2=8,01
…
6,205
=8,7
=
=0,9
= 1,16(5 + 10
) = 17,4;
= 648,
= 155;
=
0,4;
Аtн = 19,7;
=
+ 0,5
;
=
= 2,5 –
0,1(21,9 – 21) = 2,41;
0,2 ≤ 2,41
Вывод: Данная конструкция удовлетворяет требованиям.