- •«Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания»
- •1. Требования к составу и содержанию курсовой работы
- •2. Подготовка к выполнению курсовой работы
- •3. Методика выполнения работы
- •1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации
- •2. Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания
- •3. Расчет влажностного режима ограждающей конструкции
- •Приложения
3. Методика выполнения работы
1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации
Целью расчета является определение:
- необходимой толщины теплоизоляционного слоя,
- сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции,
- соответствия температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции нормативным требованиям.
Порядок расчета
1.1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче Rreq
Требуемое сопротивление теплопередаче Rreq определяется в зависимости от градусо-суток отопительного периода в районе строительства D, °С · сут.
Градусо-сутки D рассчитываются по формуле
D = (tint – tht)· zht , (1)
где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, найденная в предыдущем пункте;
tht , zht – средняя температура наружного воздуха и продолжительность в сутках отопительного периода. Принимаются для периода с температурой наружного воздуха не более 10°С – при проектировании лечебно-профилактических и детских учреждений, и не более 8°С – в остальных случаях (табл. Г.1 Приложения Г).
Значение Rreq рассчитывают по формуле
Rreq = a · D + b , (2)
где a и b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы В.5 Приложения В для соответствующих групп зданий и вида ограждающих конструкций.
1.2. Определение необходимой толщины слоя утеплителя
Решение этой задачи осуществляется из условия равенства фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции требуемому значению:
R0 = Rreq. (3)
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, состоящей из n слоев, определяется по формуле
, (4)
где δi – толщина слоя i, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала слоя i, Вт/(м· °С) (таблица 1);
отношение - это термическое сопротивление i –го слоя ограждения (обозначается Ri);
αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции, Вт/(м2· °С), принимается по табл.В.4 Приложения В;
αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения (таблица В.3 Приложения В);
и - термические сопротивления слоев воздуха у внутренней и наружной поверхностей конструкции.
Неизвестная толщина слоя теплоизоляции находится из выражения (4) с использованием условия (3).
Например, для трехслойной стены, сопротивление теплопередаче определяется по формуле
Приравнивая фактическое сопротивление теплопередаче требуемому значению, выразим толщину слоя утеплителя δ2 по формуле
. (5)
Найденную толщину слоя округляем в большую сторону с точностью до 0,01 м.
1.3. Определение термического сопротивления слоя утеплителя и фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0
После определения толщины вычисляем термическое сопротивление слоя утеплителя (в примере с трехслойной стеной оно равно δ2 / λ2).
Толщины и термические сопротивления всех слоев сводим в таблицу 2 (толщины воздушных слоев не учитываем). Сумма термических сопротивлений равна фактическому сопротивлению теплопередаче R0 (формула (4)). Согласно нормам по тепловой защите зданий должно выполняться условие: R0 ≥ Rreq. Делаем вывод о том, удовлетворяет ли данная ограждающая конструкция нормам.
Таблица 2
Толщины и термические сопротивления слоев ограждающей конструкции
Наименование слоя |
Толщина δi, м |
Термическое сопротивление Ri, м2· °С/ Вт |
Слой воздуха у внутренней поверхности |
- |
|
1-ый слой |
|
|
2-ой слой |
|
|
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||
Слой воздуха у наружной поверхности |
- |
|
Σ |
|
|
1.4. Ограничение температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции
Расчетный температурный перепад t между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины t n.
t tn (6)
Нормируемый перепад t n устанавливается по табл. В.6 Приложения В.
Расчетный температурный перепад определяется по формуле
, (7)
где n – коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, определяется по табл. В.7 Приложения В; text – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки по табл. Г.1 Приложения Г.
Делаем вывод о соответствии температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции нормативным требованиям.