Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Размещено на /

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

По выполнению «теплотехнического расчета ограждающих конструкций» по дисциплине «Архитектура ПГЗ» для студентов строительного факультета специальности 1202 «ПГС»

Методика выполнения теплотехнического расчета

1 Расчет ограждения по зимним условиям эксплуатации здания

Порядок выполнения работы

1.1 Изображается разрез конструкции ограждения с указанием материалов слоев ограждения, их толщины и плотности

1.2 Условно принимается тепловая инерция ограждения Д. Практика теплотехнических расчетов показала, что при расчете стен рекомендуется принимать тепловую инерцию 4<Д<7, а при расчете совмещенного покрытия Д<4

1.3 Определяется требуемое сопротивление ограждение теплопередаче R(м°С)/Вт, по формуле

tв -расчетная температура внутреннего воздуха, С;

tн -расчетная зимняя температура наружного воздуха, С, принимается в соответствии с указаниями табл.5 СНиП П-3-79х

n -коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

-нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения, С;

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м°С)

1.4 Принимается влажностный режим помещения ,%

1.5 По схематической карте «Зоны влажности территории СССР» определяется зона влажности пункта строительства

1.6 В соответствии с определенной в п. 1.5 зоной влажности пункта строительства и принятым в п. 1.4 влажностным режимом помещения определяется , по каким условиям (А или Б) следует принимать в расчете значение коэффициентови. Принимаются значения и для материалов слоев рассчитываемой ограждающей конструкции

1.7 Вычисляются термические сопротивления отдельных слоёв ограждения, R, (м°С)/Вт

- толщина слоя ограждения, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя ограждения, Вт/(м°С)

Причём, при наличии в ограждении замкнутой воздушной прослойки, её термическое сопротивление Rвп определяется по Приложению 4 СНиП П-3-79 .

Вычисляется ощее сопротивление теплопередаче многослойного ограждения R(м°С)/Вт, по формуле

или по формуле:

если внутри ограждения имеется воздушная прослойка.

Нумерация слоёв ограждения ведется последовательность от внутренней поверхности к наружной.

-сопротивление тепловосприятию,

-сопротивление теплоотдаче

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м°С)

-коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждения, Вт/(м °С)

1.9 Приравнивая значения и ,определяется толщина слоя утеплителя в покрытии или толщина кирпичной кладки, а затем их термическое сопротивление

1.10 Вычисляется тепловая инерция отдельных слоёв рассчитываемого ограждения по формуле

D = RS

а затем фактическая тепловая инерция всего ограждения по формуле:

-коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждения

Вт/( °С)

-термические сопротивления отдельных слоёв ограждения, (°С)/Вт

При определении теплоусвоения воздушных прослоек принимается коэффициент теплоусвоения воздуха .

Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются в расчете.

1.11 Сравнивается фактическая степень тепловой инерции ограждающей конструкции с принятой условно в начале расчета и делается вывод

Если фактическая тепловая инерция ограждения не совпадает с условно принятой в начале расчета – это значит, что принятая зимняя температура наружного воздуха при определении принята неправильно и расчет следует пересчитать в соответствии с вновь принятой температурой для фактической тепловой инерции ограждающей конструкции.

П. Расчёт ограждения, находящегося под воздействием солнечной редакции

Порядок выполнения работы

П.1 Вычисляется расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха с учетом солнечной радиации , °С , по формуле

-соответственно максимальное и среднее суточные значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) за июль, падающей на наружную поверхность ограждения, принимаемые для наружных стен как для вертикальной поверхности западной ориентации и для покрытия как для горизонтальных поверхностей;

-коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждения;

-максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, °С ;

-коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, который определяется по формуле, Вт/(°С);

v -минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16% и более, но не менее 1 м/С; А- переводной коэффициент, А = 1,16

П .2 Вычисляется величина затухания амплитуда колебаний температуры наружного воздуха в ограждении по формуле

-расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждения, Вт/(°С);

-коэффициенты теплоусвоения наружных поверхностей отдельных слоёв ограждения , Вт/(°С);

, - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждения, Вт/(°С);

e=2,718 -основание натуральных логарифмов;

D -тепловая инерция всего ограждения;

n -число слоёв в ограждении.

Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слои У, Вт/(°С), с тепловой инерцией D 1 следует принимать равным коэффициенту теплоусвоения S материала этого слоя конструкции, т. е. У = S.

Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя У с тепловой инерцией D<1 следует определять расчётом, начиная с первого слоя ( считая от внутренней поверхности ограждения) следующим образом:

а) для первого слоя по формуле

б) для n -го слоя по формуле

-коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности соответственно первого, n-го и (n-1)-го слоёв ограждения, Вт /(°С);

-термические сопротивления соответственно первого и n-го слоёв ограждения

(°С)/ Вт

-коэффициенты теплоусвоения материалов соответственно первогои n-го слоёв ограждения, Вт / (°С);

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт /(°С);

П. 3 Вычисляется амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждения °С , по формуле

П. 4 Вычисляется требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждения , °С , по формуле

-среднемесячная температура наружного воздуха за июль , °С.

П. 5 Сравнивая величины и , делаются выводы. Если при расчёте окажется, что > , то необходимо будет предусмотреть специальные мероприятия, защищающие здание от перегрева.

Ш. Расчёт температурно-влажностного режима ограждения

Порядок выполнения работы

Ш.1 Вычисляется температура внутренней поверхности ограждения , С, по формуле

,-то же, что в п. 1.3,

-то же, что в п. 1.8.

-температура наружного воздуха наиболее холодного месяца.

Ш. 2 Определяется упругость водяного пара , Па, в помещении, соответствующая температуре внутреннего воздуха помещения , °С.

III. 3 Вычисляется действительная упругость военного пара внутреннего воздуха в помещении , Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха по формуле:

III. 4 Определяется температура, соответствующая найденному значению , которая будет являться точной росы.

III. 5. Сравнивая значения температуры точки росы и температуры внутренней поверхности ограждения , делается вывод о возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения. Если будет больше , то конденсация паров на поверхности ограждения не будет. Если при сравнении окажется, что <, то необходимо предусмотреть меры против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения.

III. 6. Вычисляется температура на поверхности отдельных слоев ограждения ,°С, по формуле:

-сумма термических сопротивлений n-I слоев ограждения;

- сопротивление теплопередачи ограждения;

- температура наружного воздуха;

- температура внутреннего веса;

-сопротивление тепловосприятию ограждения;

III. 7 Определяются соответствующие найденным температурам поверхностей отдельных слоев ограждения значение упругости водяного пара .

III. 8 Вычисляется сопротивление паропроницанию отдельных слоев ограждения

()/мг по формуле

- толщина слоя ограждения, м;

- Расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоев ограждения, мг/(м•ч•Па).

Сопротивление паропроницанию воздушных слоев следует принимать равным нулю независимо от их толщины и расположения.

III.9 Вычисляется общее сопротивление паропроницанию ограждения Rоп мг/(м•ч•Па), по формуле

- сопротивление влагообмену внутренней поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па);

- сопротивление влагообмену наружной поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па);

-сопротивление паропроницанию отдельных слоев ограждения, мг/(м•ч•Па).

Сопротивление определяется по формуле:

- относительная влажность воздуха в помещении, %

Поскольку величина значительно меньше сопротивления паропроницанияю отдельных слоев ограждения, для практических расчетов можно принимать

=0,2мг/(м•ч•Па), =0,1 мг/(м•ч•Па).

III. 10 Сравнивая значение сопротивления паропроницанию первого и последнего слоев ограждения и делается вывод о необходимости расчета ограждения на диффузионное увлажнение. Необходимость выполнения этого расчета возникает в том случае, если <. Если >, то дальнейший расчет не производят, т.к. не происходит диффузионное увлажнение ограждения.

III. 11 Определяется относительная влажность наружного воздуха наиболее холодного месяца .%

III. 12 Определяется упругость водяного пара наружного воздуха , Па, соответствующая средней температуре наружного воздуха наиболее холодного месяца , °С.

III. 13 Вычисляется действительная упругость водяного пара наружного воздуха , Па по формуле:

III. 14 Вычисляется упругость водяного пара на границах слоев ограждений по формуле

-упругость водяного пара на внутренней поверхности любого n-1 слоев ограждение, Па;

-сумма сопротивлений паропроницанию n-1 слоев ограждения, считая от внутренней поверхности, мг/(м•ч•Па)

- сопротивление влагообмену внутренней поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па)

- общее сопротивление внутренней поверхности ограждения, мг/(м•ч•Па)

- упругость водяного пара внутренней и наружной поверхности ограждения, Па

III.15 Вычисляется относительная влажность воздуха отдельных слоев ограждения , %, по формуле:

III. 16 Анализируя полученные результаты при определении относительной влажности воздуха в слоях ограждения, делается вывод. Если в каком-либо слое относительная влажность воздуха превышает 100%,это значит , что в этом слое ограждения выпадает конденсат. В этом случае необходимо предусмотреть меры по борьбе с конденсацией влаги в ограждении.

Ш. 17 Вычерчивается схема температурно-влажностного состояния ограждающей конструкции.

Изучение распределения влажности в наружных кирпичных стенах в зимнее время показано, что влажность материала оказывается максимальной в середине стены и понижается к внутренней и наружной её поверхности.

При построении схемы температурно-влажностного режима ограждения отсутствие пересечения линий «е» и «Е» показывает , что в этом случае конденсации влаги в ограждении нет.

Меры по защите зданий от перегрева.

Мерами по защите зданий от