Теплотехнический расчет помещения и наружных ограждений

Реферат

Содержанием данной курсовой работы, является проведение подробного теплотехнического расчета наружной стены и общего теплотехнического расчета остальных наружных ограждений, а также расчет теплового режима помещения Общее количество графиков 3

Общее количество рисунков 1

Общее количество таблиц 6

Количество литературных источников 7

Строительная наука состоит из большого числа разделов, затрагивающих разные отрасли знаний. Многие из этих разделов до недавнего времени бывшие частями физики, механики, геологии и других наук превратились в самостоятельные научные дисциплины. Одной из таких является строительная теплофизика, в которой изучается явление передачи тепла, переноса тепла, влаги, инфильтрации воздуха, применительно к строительству. Для строителя важны многие вопросы, относящиеся к области строительной теплофизики. Она просматривает вопросы создания микроклимата в помещении, применение систем кондиционирования, отопления и вентиляции с учетом влияния наружного климата через ограждения, режима ограждения под действием внутренних условий и наружного климата в связи с долговечностью конструкций и их эксплуатационными свойствами.

1. Выбор исходных данных

1.1 Характеристика здания

1 Назначение здания — жилое

2 Район пристройки — Анадырь

3 Число этажей-5

4 Наличие чердака — бесчердачное покрытие

5 Ориентация главного фасада — западная

6 Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях здания: tвср. ж=20C; tвуг. ж=22C; tкух=18С; tл.к.=16C; tмус.=5C

7.Расчетное значение относительной влажности внутреннего воздуха: в=55%

Климатическая характеристика района постройки.

2.3.1 Средняя температура наиболее холодной пятидневки: t= - 400С

2.3.2 Средняя температура отопительного периода: t=-11,30С

2.3.5 Средняя температура наиболее холодного месяца: t=-220С

2.3.6 Относительная влажность наружного воздуха для самого холодного месяца: н=81%

2.3.7 Расчетная скорость ветра для холодного периода года: =11,4 м/с

2.3.8 Продолжительность отопительного периода: N=307

2.3.9 Влажностная зона: Бвлажная

3 Характеристика ограждающих конструкций

Таблица 1 — Характеристика ограждающих конструкций

Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений

1 Наружные ограждения:

1.1 Наружная стена

RГСОП=4.76

x=0.270, x=100+100+50+25=275 мм

1.2 Бесчердачное покрытие

RГСОП=7.00

x=0.37, х=100+100+100+80=380мм

1.3 Неотапливаемый подвал

Rф=6.20

х=0.45 мм; х=0.46

1.4 Оконный проём

Rф=0.54 R=0.86

Трёхслойный стеклопакет в деревянных переплетах окон, с заполнением межстекольного пространства аргоном.

1.5 Наружная дверь

=1.03 Двойная дверь с тамбуром Таблица 2 — Теплотехнические характеристики наружных ограждений

Распределение температур по толщине наружной стены.

Значение температуры t0C в характерных сечениях ограждения определяются по формуле, 0С

=10.85<12.55

Так как температура на внутренней поверхности угла ниже температуры точки росы, значит в моём случае возможна конденсация водяного пара в наружном углу ограждения.

Определение общего сопротивления паропроницанию конструкции стены.

— сопротивление влагообмену на внутренней поверхности ограждения, равное =0,267 м2ч гПа/ч

— сопротивление влагообмену на наружной поверхности ограждения, равное =0,053 м2ч гПа/ч

RП=0.267+0.12*10/0.03+0.275*10/0.05+0.08*10/0.03+0.053=122

Расчет интенсивности потока водяного пара через ограждение.

ев (н) — парциальное давление водяного пара во внутреннем (наружном) воздухе помещения ев (н)=Ев (н) в (н) Ен=1.23 ен=0.996

Ев=23.40 ев=11.7

=

Выявление зоны возможной конденсации пара.

Конденсация водяного пара в толще стены.

Графическим методом строим кривые изменения парциального давления водяных паров по значениям парциального давления в характерных сечениях. В произвольном сечении ограждения парциальное давление равно

— сопротивление паропроницанию от воздуха помещения до сечения х, в котором определяется парциальное давление, м2ч гПа/ч Построим распределение температур в толще стены при температуре наружного воздуха, равной средней за наиболее холодный месяц.

Найдём при данных температурах значения фактического парциального давления водяных паров при полном насыщении в характерных сечениях.

Найдём значения фактического парциального давления водяных паров в характерных сечениях.

По графику мы, видим, что кривые на чертеже пересекаются, значит в ограждении возможна конденсация водяного пара. В этом случае необходимо предусмотреть меры, предупреждающие внутреннюю конденсацию

=508,5 Па;

==43,57 м² ч Па/мг

==19,07 м² ч Па/мг

==246 Па

м2 ч Па/мг Для предупреждения внутренней конденсации в толще ограждения необходимо предусмотреть дополнительную пароизоляцию на внутренней поверхности ограждения, сопротивление которой, м2 ч Па/мг можно определить по формуле В качестве дополнительного слоя пароизоляции принимается 2 слоя пленки полиэтиленовой, толщиной 0,32 мм, сопротивление паропроницанию которой равно 7,3 м2чПа/мг.

Определение приведенного сопротивления наружного ограждения

помещение наружный стена температура Ширина 2 в два калибра для откосов оконного проёма равна

2==20.062,18=0.26, где определяется по формуле

Расчет приведенного сопротивления, по формуле

==2,1 Вт/м2 0С

Расчет нестационарного температурного поля методом конечных разностей

=0,055 м

z===1,409 ч

===0,1 м

=5; ;

экв.в=2,04/8,7+0,02=0,25

экв.н=2,04/23−0,02=0,07

=

=

=

=

В результате построения определения промежуток времени, в течение которого температура на внутренней поверхности ограждения понизится до 00С, получили 47 интервалов по 1.409 ч, т. е. 47*1.409=66.2 ч.

2. Расчет теплопотерь через наружные ограждения

Основные теплопотери Q=A*(tв-tн)*n*k, Вт Аплощадь ограждения, м2

Вт, где

Добавочные теплопотери. -коэфнт учета добавочных теплопотерь в долях единицы.

Так как расчет тепловых потерь через наружные ограждения был проведен для всех помещений в здании, то проведение расчета тепловых потерь по укрупненным показателям является не целесообразным.

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

Формулы, используемые для расчета расхода теплоты

1)Расход тепла Qи, Вт на нагрев инфильтрующегося воздуха определяем по формуле:

Giрасход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения определяемый по формуле

;

Fiплощадь световых проемов окон, балконных дверей, м2

Piрасчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па:

Hвысота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до устья вытяжной шахты,

hiрасчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей.

н, +5- удельный вес Н/м3 соответственно наружного воздуха и при +50С, =3463/(273+t)

нплотность наружного воздуха, кг/м3 =353/(273+t)

v-скорость ветра, м/с, в данном случае равна 1 м/с сн-сзразность аэродинамических коэффициентов соответственно для наветренной и заветренной поверхностей ограждений здания коэффициент, учитывающий высоту этажа над поверхностью земли

Ruсопротивление воздухопроницанию м2 ч Па/кг:

Gннормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/м2ч

где — максимальная скорость ветра по румбам за январь, равна 3,2 м/с

P0=10 Паразность давления воздуха при которой определяется сопротивление воздухопроницанию Ru

ккоэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях, равный для тройного остекления 0,7

— расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий, Вт:

где Lрасход удаляемого воздуха, м3/ч не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданийудельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м² жилых помещений

Расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей рассчитывается по формуле hi=3,25+(i+1)*2,8

Таблица 4 — Потери тепла на инфильтрацию

Тепловая мощность системы отопления.

Тепловая мощность системы отопления рассчитывается по формуле:

где Qн.о. и Qиберутся из предыдущих таблиц, а Qбыт=21 Вт/м2*Fп Таблица 6 — Тепловая мощность системы отопления

Теплоусвоение помещения

Fнар.ст.=2,562*3,913+4,313*2,562−3,08=17,995 м²

Fвн.пер1.=3,8*2,562−2,86=6,86 м²

Fвн.пер2.=4,24*2,562−2*2,86=5,143 м²

Fокна=1,4*2,2=3,08 м²

Fпол=3,913*4,313=16,877 м²

Fпот=3,913*4,313=16,877 м²

D1=R1*S1

Вт/м2 0С

1. Наружная стена

D=R1*S1>1

R1=0.06/2.04=0.029

D=18.95*0.029*1.414=0.778 не удовлетворяет условию

D=R1*S1+R2*S2>1

R1=0.12/2.04=0.059

D1=18.95*0.059*1.414=1,581

D2=R2*S2=0.275/(0.06*2)*0.99*1.414=3.209

D=D1+D2=1.581+3.209=4.790

Вт/м2 0С

2. Внутренняя перегородка

Ѕ*Dпер>1

0,5*0,1/0,47*6,7*1,414=1,008

Упер=Sпер Вт/м2 0С Упер=9,48 Вт/м2 0С

3. Оконный проем

Вт/м2 0С

4. Перекрытие над неотапливаемым подвалом

D1=R1*S1>=0.5

D1=0.005/0.38*8.56*1.414=0.159<0.5 не удовлетворяет условию

D2=R2*S2=0,03/0,81*10,12*1,414=0,530

D=D1+D2=>0.5

D=D1+D2=0.689

Вт/м2 0С

5. Междуэтажное перекрытие

Ѕ*Dпер>1

0,5*0,22/2,04*18,95*1,414=1,445

Упер=Sпер Упер=26,8 Вт/м2 0С Упом=17,995*40,4+(6,876+5,143)*9,48+3,08*1,342+16,877*26,8+16,877*26,4=1743 Вт/0С

Вт/0С

=0,575

Вт/0С

Вт/0С Определение амплитуды колебаний температуры помещения при периодическом отоплении.

Расчетное помещение -103.

Т=12

m=8

n=4

=1357*(22−5)/(22+40)=372

значит, система отопления при периодической работе обеспечивает тепловой режим в помещении.

1. Богословский В. Н. Строительная теплофизика. — М.: Высшая школа, 1981.-415 с.

2. Богословский В. Н. Тепловой режим здания. — М.: Стройиздат, 1979.-249 с.

3. Отопление и вентиляция. Ч I. Отопление/Каменев П.Н., Сканави А. Н., Богословский В. Н. и др. — М.: Стройиздат, 1975. — 440 с.

4. СНиП 2.01.01−82 Строительная климатология и геофизика. — М.: Стройиздат, 1983. — 136

5. СНиП II-3−79**. Строительная теплотехника. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. — 32 с.

6. СНиП 2.04.05−86. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. — 59 с.

7. СНиП 2.08.01−85. Жилые здания. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. — 16 с.