Материал: Расчет теплозащиты здания в г. Нерчинск

Расчет теплозащиты здания в г. Нерчинск

Курсовая работа

«Расчет теплозащиты здания в г. Нерчинск»

ДС.270800.Ст-310701.10.13КР

Введение

теплозащита ограждающий конструкция здание

Объект данной курсовой работы - ограждающие конструкции, контактирующие с внешней средой.

Цель - усвоение теоретического материала и приобретение навыков анализа соответствия строительных конструкций требованиям строительных теплотехнических норм.

Исходные данные принимаются в зависимости от назначения здания и климата района строительства для варианта №8.

Необходимый справочный материал берется в методических указаниях к курсовой работе и практическим занятиям «Расчет теплозащиты зданий».

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект - жилое помещение (междуэтажное расположение).

Город - Нерчинск, Россия.

Схема ограждающих конструкций (рис. 1)

,4 -асбестоцементный лист (r = 1800);

- минераловатные плиты мягкие (r = 100);

- воздушная прослойка

План жилой комнаты( рис. 2)

Схема междуэтажных перекрытий (рис. 3)

Характеристика климата

Температура наружного воздуха:

Холодной пятидневки tХП= -440С

Средняя температура отопительного периода tОП= -15,1 0С

Относительная влажность воздуха jj = 55 %.

Продолжительность отопительного периода ZОП=230 сут

Расчетная температура внутреннего воздуха tв принимается для жилых комнат согласно [1] в холодный период года равной +18 оС при температуре холодной пятидневки tн³-30 0С и +20 оС при tн <-30 0С.

 tв=20 оС, так как температура холодной пятидневки tн³-30 0С

Теплотехнические показатели строительных материалов принимаются в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций. При зоне влажности 3 и влажный режим «нормальный», условия эксплуатации - Б.

Для заданной конструкции НС коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения при условии эксплуатации - Б.

Термическое сопротивление воздушной прослойки Rвп=0,16 Вт/(м×0С)

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Согласно строительным нормам [2] сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 следует принимать равным большему из двух: (требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям) и (сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения).

Требуемое сопротивление теплопередаче

Сопротивление теплопередаче  является наименьшим, при котором обеспечивается допустимая по санитарно-гигиеническим требованиям минимальная температура внутренней поверхности ограждения при расчетной зимней температуре наружного воздуха, и рассчитывается по формуле:

,(1)

 м2 оС / Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче окон  принимается согласно [2] в зависимости от разности температур внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки (tв - tн) по табл. П.7.2.

При tв - tн = 64  м2 оС / Вт. Тройное остекление в деревянном переплете (спаренный и одинарный).

Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения

Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения  принимается по таблице ( Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения) в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода В :

В = (tв - tоп ) Zоп,

где tоп - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, оС;оп - продолжительность отопительного периода, сут.

В = (20+15,1)*230=8073

Принимаем значение равное 8 тысячам градусо-суток.

=4,2 м2 оС / Вт

=0,5 м2 оС / Вт

Определение толщины утепляющего слоя

Расчетное сопротивление теплопередаче  ограждающей конструкции принимается равным большему из полученных значений и  . Из уравнения (2) находится термическое сопротивление слоя утеплителя Riут , по величине которого можно определить толщину утепляющего слоя конструкции:

 = 1 /aaв +R1+…+ Riут + …+ Rn +1/aaн,(2)

где R1 … Riут … Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые для всех слоев (за исключением воздушных прослоек) как Ri = di / li , м2. оС / Вт. Термическое сопротивление замкнутых вертикальных воздушных прослоек при толщине 0,03...0,05 м можно принять согласно [2] Rвп = 0,16 м2 оС / Вт;

di - толщина i -го слоя, м;

li - коэффициент теплопроводности материала i -го слоя, Вт/(м. оС);н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции; для зимних условий согласно [2] для поверхностей, соприкасающихся с наружным воздухом, aaн =23 Вт /(м2 .оС).

Rв+d1 / l1+d2ут / l2+Rвп+d4ут / l4+ Rвп+d6ут / l6+d7 / l7+Rн = Ro

d2ут=0,02 (м)

ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ

Тепловой режим помещения, как правило, нестационарный. Это связано с изменениями температуры наружного воздуха, теплоотдачи систем отопления, тепловыделений от оборудования, теплопоступлений от солнечной радиации.

Способность ограждающих конструкций помещения уменьшать колебания температуры внутреннего воздуха при периодических тепловых потоках называется теплоустойчивостью помещения.

Оценку теплоустойчивости помещения производят по величине амплитуды колебания температуры внутреннего воздуха. При регулировании систем центрального отопления допустимая амплитуда колебания температуры воздуха в помещении Аtв составляет ± 1,5 оС, при печном отоплении ± 3 оС. При аварийном режиме и дежурном отоплении температура внутреннего воздуха не должна опускаться ниже + 5 оС, а допустимая амплитуда изменения температуры внутреннего воздуха не должна превышать величину (tв - 5) / 2.

В курсовой работе необходимо определить амплитуду изменения температуры внутреннего воздуха для заданной комнаты при регулировании работы системы центрального отопления пропусками при tн = 0 0С. Режим регулирования принять следующий: m = 3 часа - натоп (система отопления работает), n = 3 часа - пропуск (система отопления отключена).

Величина Аtв рассчитывается по формуле

Аtв = ± 0,7 MQср / SBiFi ,(3)

ср = (m Qмакс + n Qмин) / (m + n) =(Qмакс + Qмин)/2= Qмакс/2;

Qмакс = Qтп;мин = 0;тп = Qнс + Qок = Fнс*(tв-tн)/R0нс + Fок*(tв-tн)/R0ок;тп = 1/4,2 *6,3*20 + 1/0,53*2,7*20= 30+101,9=131,9 Вт;ср=131,9/2=65,95 Вт;

М= Qмакс/2 Qср =1;

Коэффициенты теплопоглощения В внутренних поверхностей ограждений в Вт/(м2×оС) находятся по формуле

B = 1/(1/aв + 1/Yв) ,(4)

Способ определения величины Yв зависит от положения границы слоя резких колебаний температуры. Инерционность слоя резких колебаний численно равна единице (DРК = 1). Здесь используется показатель инерционности D, определяемый как

D = R*S,

где S - коэффициент теплоусвоения материала, Вт/(м2. оС).

Если тепловая инерция первого от внутренней поверхности слоя ограждающей конструкции D1 = R1S1 > 1, граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах первого слоя ограждения. В этом случае затухание колебаний температуры по толщине ограждения определяется только теплотехническими свойствами материала первого слоя и Yв = S1.

Если тепловая инерция первого слоя D1 < 1, следует рассчитать тепловую инерцию второго слоя D2 = R2S2 и определить тепловую инерцию первых двух слоев D1+D2. При D1 + D2 > 1 граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах второго слоя конструкции и на затухание колебаний температуры оказывают влияние теплотехнические свойства материалов и первого и второго слоев. Поэтому

,

Для других случаев положения границы слоя резких колебаний температуры величина Yв может быть определена по методике, приведенной в [3].

Исходные данные для расчета

Расчет инерционности и коэффициента теплоусвоения ограждений

= SтаблSтабл

=6 часов= R*S=di / li *S1z

ВП:D1=0,006*2*8,12/0,52=0,187<1 следовательно, рассчитываем D2=0,38*2*10,9/1,86=4,454+D2=0,187+4,454=4,641>1

 Вт/(м×0С)=1/(1/8,7+1/19,85)=6,049 Вт/(м×0С)=6,049*15,3=92,55 Вт/0C

ВП:D1=0,006*2*8,12/0,52=0,187<1 следовательно, рассчитываем D2=0,1*2*17,9/1,86=1,925+D2=0,187+1,925=2.112>1

 Вт/(м×0С)=1/(1/8,7+1/27,49)=6,609 Вт/(м×0С)=6,609*15,3=101,118 Вт/0C

ДО:D1=0,04*2*4,54/0,18=2,018>1

=S1z=2*4,54=9,08 Вт/(м×0С)=1/(1/8,7+1/9,08)=4,443 Вт/(м×0С)=4,443*3,6=15,99 Вт/0C

ПЛ:D1=0,04*2*4,54/0,18=2,018>1

=S1z=2*4,54=9,08 Вт/(м×0С)=1/(1/8,7+1/9,08)=4,443 Вт/(м×0С)=4,443*17,1=75,98Вт/0C

ПТ:D1=0,005*2*11,1/0,93=0,119<1 следовательно, рассчитываем D2=0,22*2*17/2,04=3,67+D2=0,119+3,67=3,789>1

 Вт/(м×0С)=1/(1/8,7+1/30,986)=6,793 Вт/(м×0С)=6,793*17,1=116,16 Вт/0C

Результаты расчета теплопоглощения