Расчет тепловой защиты помещения

метки: Строительный, Теплов, Защита, Помещение, Расчет, Сопротивление, Период, Утеплитель

1.Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха и максимальные амплитуды колебания температуры воздуха.

Величина	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
t н ,?C	-22,3	-17,2	-8,5	3,1	11,1	17,4	21,1	20,0	13,9	4,7	-8,1	-18,5
e н , Па	90	120	240	470	810	1440	1960	1910	1240	590	250	120
А t н , ?C	9,1	9,5	8,8	9,9	10,5	9,2	8,5	8,5	10,6	9,3	11,3	9,8

2. Температура воздуха, ?C:

• средняя наиболее холодной пятидневки -32,0 ?C
• средняя отопительного сезона -10,1 ?C

3.Продолжительность периода, сут.:

• влагонакопления 162
• отопительного 205

4. Повторяемость П и скорость ветра V

месяц	характеристика	Румбы
		С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь Июль	П, %	2	7	6	2	2	74	6	1
	V, м/с	3,3	5,7	4,2	2,7	3,5	5,9	4,1	2,2
	П, %	3	25	17	5	4	35	7	4
	V, м/с	3,4	6,0	4,6	3,3	3,6	4,6	3,6	2,9

1.2 Параметры микроклимата помещения

Здание: промышленное

t _в =17?С

ц _в =55 %

Hзд=30м

1.3 Теплофизические характеристики материалов в конструкции

1. При t _в =17?С и относительной влажности ц_в =55 %, в помещении нормальный режим влажности.

Режим	Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре
	до 12 °С	св. 12 до 24 °С	св. 24 °С
Сухой	До 60	До 50	До 40
Нормальный	Св. 60 до 75	Св. 50 до 60	Св. 40 до 50
Влажный	Св. 75	Св.60 до 75	Св. 50 до 60
Мокрый	—	Св. 75	Св. 60

2. г. Хабаровск расположен в нормальной зоне влажности (2).

3. Эксплуатационная влажность материалов будет соответствовать условию Б

Влажностный режим помещений	Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности
	сухой	нормальный	влажный
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

2. Характеристика материалов

Номер слоя	Материал	Номер по прил.	Плотность с о , кг/м3	Коэффициенты
				Теплопроводности л , Вт/(м*К)	Паропроницания м,мг/(м*ч*Па)
1,5	Железобетон	1	2500	2,04	0,03
2,4	Воздух	—	—	—	—
3	Минераловатные плиты	134	200	0,08	0,49

Термическое сопротивление воздушной прослойки: Определяем по прил. 4 [1,с 24] для горизонтальной при потоке тепла снизу вверх и вертикальной при толщине прослойки 0,05 м (0,04) R2,4=0,14 кв.м·°С/Вт-при полож. и при отриц. R2,4=0,165 кв.м·°С/Вт

1. Определение точки росы

1. По заданной температуре tв из прил. 1 «Методических указаний» определяем упругость насыщающих воздух водяных паров E _в =1937 Па при t_в =17?С

2. Определяем фактическую упругость водяных паров по формуле:

е _в ==Па, по численному значению е_в, обратным ходом по прил.1 определяем точку росы:

Следовательно, точка росы t _р =7,9?С

3. Определение нормы тепловой защиты

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

1. В заданном городе определяем градусо-сути отопительного периода:

X=(t _в -t_от )*z_от =(17+10,1)*205=5555,5 град*сут

2. Постоянные линейного уравнения из таб. На стр. 5(методички) для определения приведенного сопротивления стены промышленного здания:

R=1,0 м ² *К/Вт

в=0,0002 м ² /Вт*сут

минимально допустимое значение приведенного сопротивления теплопередача по первому этапу энергосбережения:

R _оэ =R+в*X=1,0+ 0,0002*5555,5=2,111 м² *К/Вт

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

1. По нормам санитарии в промышленном здании перепад температур между воздухом и поверхностью стены не должен превышать Дt ^н =7?С

	Нормируемый температурный перепад , °С, для
Здания и помещения	наружных стен	покрытий и чердачных перекрытий	Перекрытий над проездами, подвалами и подпольями
1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты	4,0	3,0	2,0
2. Общественные, кроме указанных в п.1, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом	4,5	4,0	2,5
3. Производственные с сухим и нормальным режимами	, но неиболее 7	0,8 но не более 6	2,5
4. Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом		0,8	2,5
5. Производственные здания со значительными избытками явного тепла (более 23 Вт/м)	12	12	2,5

2. Коэффициент контактности наружной стены с наружным воздухом n=1

Ограждающие конструкции	Коэффициент
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	1
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	0,9
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли	0,6
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4

3. Коэффициент теплопередачи на внутренние поверхности стены б _в =8,7Вт/(м² *К)

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи , Вт/(м — °С)
Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты ребер к расстоянию между гранями соседних ребер	8,7
Потолков с выступающими ребрами при отношении	7,6
Зенитных фонарей	9,9

4. Максимально допустимое сопротивление теплопередаче (требуемое) по условию санитарии:

R _{о с} =0,805 м² *К/Вт

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивлений теплопередаче: экономической R _оэ и санитарной R_ос — к реализации принимаем наибольшее из них, и обозначаем R_о ^тр :

R _о ^тр =R_оэ =2,111 м² *К/Вт

4 Расчет толщины утеплителя

1. Коэффициент теплоотдачи зимой на наружной поверхности стены: б _н =23Вт/(м² *?С)

2. Коэффициент теплоотдачи зимой на наружной стене с воздушной вентилируемой прослойкой: бн=12Вт/(м2*?С)

3. Сопротивление теплообмену на поверхности стены:

• внутренней (в помещении):

R _в = м² *К/Вт

• наружной (на улице):

R _н = м² *К/Вт

4. Сопротивление теплообмену на поверхности стены. ( с вен. прослойкой)

• внутренней (в помещении) Rв= м2*К/Вт
• наружной (на улице) Rн= м2*К/Вт

5. Термического сопротивления конструктивных слоев (с известными толщинами):

R ₁ =0,022 м² *К/Вт

R ₂ =0,14 м² *К/Вт

R ₄ =0,165 м² *К/Вт

6. Термическое сопротивление расчетного слоя (утеплителя):

7. Термическое сопротивление расчетного слоя (утеплителя)

(с вен. прослойкой):

м2*К/Вт

8. Минимально допустимая толщина расчетного слоя:

9. Округляем до строительного модуля д ₂ =0,13м

10. Минимально допустимая толщина расчетного слоя

(с вен. прослойкой):

округляем до строительного модуля д3=0,14м

11. Термическое сопротивление расчетного слоя после унификации (округления до модуля):

1,625 м ² *К/Вт

12. Термическое сопротивление расчетного слоя после унификации (после округления до модуля): (с вен. прослойкой)

1,75 м2*К/Вт

13. Общее сопротивление теплопередачи:

_{0,115+0,04 3+0, 022 +0, 14 +1,625 + 0, 165 +0,022 =} 2,132 м² *К/Вт

14. Общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации (с вен. прослойки):

Ro =0,115+0,083+1,75+0,022+0,14=2,11 м2*К/Вт

5. Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы

1. Температура на внутренней поверхности ограждения:

14,35?С > t _р =7,9?С

Вывод: роса не будет выпадать на стене.

2. Температура на внутренней поверхности ограждения.

(с вен. прослойки):

14,33?С > tр=14,1?С

Вывод: роса на поверхности не выпадает

3. Термическое сопротивление конструкции:

м ² *К/Вт

4. Термическое сопротивление конструкции

(с вен. прослойкой):

3.Температура в углу наружных стен:

?С

Вывод: ф _у =9,54?С >t_р =7,9?С, поэтому в углу роса не будет выпадать.

5. Температура в углу наружных стен

(с вен. прослойкой):

Вывод: ф _у =9,59?С >t_р =7,9?С, поэтому в углу роса не будет выпадать.

6. Проверка выпадения росы в толще ограждения

1. Сопротивление паропроницанию слоев:

м ² *ч*Па/мг

м ² *ч*Па/мг

м ² *ч*Па/мг

конструкции в целом:

м ² *ч*Па/мг

2. Сопротивление паропроницанию слоев

(с вен. прослойкой):

м2*ч*Па/мг

м2*ч*Па/мг

м2*ч*Па/мг

конструкции в целом

м2*ч*Па/мг

микроклимат теплофизический энергосбережение воздухопроницание

3. При средне январской температуре на улице t _{н I} =-22,3?С на внутренней поверхности будет температура:

?С,

4. Которой будет соответствовать упругость насыщенных водяных паров

5. При средне январской температуре на улице tнI= -22,3?С на внутренней поверхности будет температура:

?С,

которой будет соответствовать упругость насыщенных водяных паров

Вывод: Т.к. линия упругостей е и Е пересекаются (признак выпадения росы), надо определить границы зоны конденсации и проверить влажностный режим конструкции.

7. Проверка влажностного режима ограждения

1. Сопротивление паропроницанию слоев, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации R _пв , а также между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения R_пн :

R _пв = 1,765 м² ч Па/мг R_пн = 1,5 м² ч Па/мг

2. Средние температуры:

• зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже 5?С, t _зим =-14,9?С;

• весенне-осеннего периода, охватывающего месяцы со средними температурами от -5 до +5С t=3,9C
• летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более 5 ?С, t _л =16,7?С;

• периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами 0?С и ниже,t _вл =-14,9?С.

3. Графическим способом находим значение температур в плоскости возможной конденсации, а по ним определяем, пользуясь прилож. 3 и 4, значение E.

Период и его индексы	Месяцы	Число месяцев,z	Наружная температура, t, ?С	В плоскости конденсации
				t, ?С	E, Па
1-зимний	1,2,3,11,12	5	-14,9	-11,6	225
2-весенне-осенний	4,10	2	3,9	5,1	878
3-летний	6,7,8,9,10	5	16,7	16,8	1913
0-влагонакопления	1,2,3,11,12	5	-14,9	-11,6	225

4. Среднегодовая упругость водяных насыщающих паров в плоскости возможной конденсации:

5. Среднегодовая упругость водяных паров в наружном воздухе:

6. Требуемое сопротивление паропроницаемости внутренних слоев, которое исключает накопление влаги из года в год:

м ² чПа/мг

(м ² чПа/мг)

Вывод: сопротивление паропроницанию внутреннего слоя достаточно для не накопления влаги в увлажняемом слое из года в год.

7. Средняя упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления:

где z _о — число месяцев в периоде, имеющих?С

8. Увлажняемый слой — минераловатные плиты, жесткие толщиной д=0,13м плотностью 200 кг/м ³ , которые допускают приращение массовой влажности на :

м ² *ч*Па/мг

(м ² чПа/мг)

Вывод: конструкция не соответствует требованиям сопротивления паропроницанию, ограничивающее приращение влажности (в увлажняемом слое), поэтому стоит восполнить дефицит сопротивления устройством пароизоляции, подобрав её из прил. 11-мы выбираем полиэтиленовую пленку №14 с толщиной, 0,16 мм, и сопротивлением паропроницанию Rп=7,3 кв.м·ч·Па/мг. Выбранный пароизоляционный слой будет располагаться, на внутренней поверхности утеплителя.

8. Проверка ограждения на воздухопроницание

1. Плотность воздуха:

в помещении:

на улице:

2. Температурный перепад давления:

3. Расчетная скорость ветра в январе месяце:

и более

4. Ветровой перепад давления:

и суммарный перепад, действующий на ограждение:

5. Допустимая воздухопроницаемость стен промышленного здания: G ^н =1 кг/(м² ч),

6. Требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации:

м ² *ч*Па/мг

7. Сопротивление воздухопроницания каждого слоя:

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, мм	Пункт прил.9	Сопротивление Rи i , м2 *ч*Па/мг
1,5	Железобетон	45*2	1	19620
2,4	Воздух	40	—	—
3	Минераловатные плиты	130	25	2

8. Сопротивление воздухопроницанию

R _и = УR_{и i} = 19622 м² чПа/кг > R_и ^тр = 112,3 м² чПа/кг

Вывод: значение располагаемого сопротивления воздухопроницанию больше требуемого, следовательно, норматив выполняется.

Заключение

В заключении укажем условия, при которых конструкция будет отвечать нормативным требованиям по тепловой защите, влажностному режиму поверхности и толщи, по инфильтрации. Укажем также выходные данные для смежных расчетов сооружения, а именно:

• общая толщина ограждения (стены): 0,3 м
• масса 1 м ² ограждения: кг/м²

• сопротивление теплопередаче: R _o = 2,348 м² К/Вт

• сопротивление теплопередаче ( для вен просл.) Ro = 2,11 м2К/Вт
• коэффициент теплопередачи :
• коэффициент теплопередачи для вен прослойки:

1/Ro =1/2,11=0,4739 Вт/м2*К

• действующий перепад давления ДР = 56,15 Па

А также в конструкцию введен слой пароизоляции, из материала — полиэтиленовая пленка, размещается этот материал, на внутренней поверхности утеплителя.