Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания

В курсовой работе необходимо определить расчетом коэффициенты теплопередачи наружной стены, потолка последнего этажа и пола первого этажа. Теплотехнический расчет выполняется для жилой неугловой комнаты, температура воздуха в которой выбирается в соответствии со СНиП 2.08.01−89* «Жилые здания». Теплотехнический расчет производится при помощи СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий», при этом необходимо определить толщину утеплителя для пола первого этажа, потолка и наружной стены.

Теплотехнический расчет наружной стены

Исходные данные:

• 1. Район постройки здания — город Екатеринбург
• 2. Характеристика здания:
• 2.1. Назначение здания — жилое, размеры помещения в плане — 12 000×29 200, высота этажа — 3 м.
• 2.2. Ориентация фасада — восток.
• 2.3. Расчетные условия в помещении в зимний период принимаются согласно [4, табл.1]:
  • — температура внутреннего воздуха t_int=22єС;
  • — относительная влажность ц_int=55%.
• 2.4. Характеристика наружной стены:
• 1-й слой цементно-песчанный раствор: д₁=0,03 м, г₁=1800 кг/м³;
• 2-й слой кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе д₂=0,51 м, г₂=1600 кг/м³;
• 3-й слой пенополистирол «Стиропор PS20» г₃=20 кг/м³;
• 4-й слой листы асбестоцементные плоские д₄=0,03 м, г₄=1800 кг/м³.
• 3. Климатическая характеристика района постройки [5, табл. 1]:
  • — температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки t_ext⁵=-35 єС (с обеспеченностью 0,92);
  • — продолжительность отопительного периода Z_ht=230, сут, и средняя температура наружного воздуха t_ht=-6 єС, в течение отопительного периода;
  • — средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца ц_ext¹=79%;
  • — расчетная скорость ветра v_ext=5 м/с, для зимнего периода (максимальная из средних скоростей) по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более.

Расчет:

• 1. Влажностный режим помещения здания, в зависимости от t_int и ц_int — нормальный.
• 2. Зона влажности района строительства — сухая.
• 3. Условие эксплуатации ограждающих конструкций — А.
• 4. Теплотехнические показатели строительных материалов и изделий л в зависимости от условия эксплуатации:
• 1-й слой цементно-песчанный раствор:

л₁=0,76 Вт/(м² єС);

2-й слой кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе:

л₂=0,58 Вт/(м² єС);

3-й слой пенополистирол «Стиропор PS20»:

л₃=0,038 Вт/(м² єС);

4-й слой листы асбестоцементные плоские:

л₄=0,47 Вт/(м² єС).

5. Величина градусо-суток, Dd, єС*сут, в течение отопительного периода:

Dd=(t_int— t_ht)* Z_ht,.

Dd=(22-(-6))*230=6440 єС*сут.

6. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rreq м2єС/Вт:

R_req=а*Dd+b,.

где а, b — числовые коэффициенты, принимаемые в зависимости от назначения здания и градусо-суток отопительного периода [3, табл.4];

a=0,35.

b=1,4.

R_req=0,35*6440+1,4=3,654 м²єС/Вт,.

7. Термическое сопротивление каждого слоя наружного ограждения Ri м2єС/Вт:

R₁= д₁/ л₁=0.03/0.76=0.0395.

R₂= д₂/ л₂=0.51/0.58=0.879.

R₄= д₄/ л₄=0.03/0.47=0.0638.

8. Термическое сопротивление теплопередачи на внутренней (Rint) и наружной (Rext) поверхностях наружного ограждения, м2єС/Вт:

R_int=1/ б_int=1/8.7=0.115;

R_ext=1/ б_ext=1/23=0.044.

9. Требуемое значение термического сопротивления теплопередаче теплоизоляционного слоя Rreqти, м2єС/Вт:

R_req^ти=R_req-[ R_int + R₁+R₂+R₄+ R_ext],.

R_req^ти=3,654-[0,115+0,0395+0,879+0,0638+0,044]=2,513 м²єС/Вт.

10. Предварительная толщина теплоизоляционного слоя дпредвти, м:

д_предв^ти= R_req^ти* л^ти=2,513*0,038=0,0955 м.

• 11. Полученный результат дпредвти округляем в большую сторону до ближайшей унифицированной толщины теплоизоляционного слоя:
  • — д_предв^ти=0,05 м — для слоев из минеральной, стеклянной ваты, пенопласта т.п.

д_станд^ти=0,1 n=2 слоя.

12. Окончательное значение термического сопротивления теплоизоляционного слоя Rти, м2єС/Вт:

R^ти= д_станд^ти/ л^ти=0,1/0,038=2,632.

13. Расчетная толщина наружного ограждения дно, м:

д_но= д₁ +д₂ +д₃ +д₄=0,03+0,51+0,1+0,03=0,67 м.

14. Общее сопротивление теплопередаче R0, м2єС/Вт:

R₀= R_int+ R₁+R₂+R₃+R₄+R_ext= =0.115+0.0395+0.879+2.632+0.0638+0.044 = 3.773.

15. Общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 должно быть не менее требуемого значения Rreq:

R₀ ?R_req,.

3,773? 3,654,.

условие выполняется, значит подобранная толщина теплоизоляционного слоя позволит всей конструкции наружной стены здания отвечать требованиям тепло-энергосбережения.

16. Коэффициент теплопередачи наружного ограждения kнс, Вт/ м2єС:

k_нс=1/ R₀=1/3,773=0,265.

Вывод: Результаты расчета:

толщина утепляющего слоя д_нс^ти=0,1 м;

толщина наружного ограждения д_нс=0,67 м;

расчетный коэффициент теплопередачи k_нс=0,265 Вт/ м²єС.