Уточняем тепловую инерцию наружних стен

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. И. И. ПОЛЗУНОВА

В. В. Логвиненко

Методические указания

К расчетному заданию по курсу

"Теплогазоснабжение и вентиляция"

Барнаул 1998 г.

УДК 696/697.001

Логвиненко В.В. " к расчетному заданию по курсу "Теплогазоснабжение и вентиляция" / Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1998.- с.

В методических указаниях приведены сведения о расчетной работе по курсу "Теплогазоснабжение и вентиляция ". Она предназначена для закрепления студентами теоретических знаний и развития навыков расчета теплопотерь зданий. Методические указания предназначены для студентов строительного факультета..

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры

“ 12“октября 1998 года.

Рецензент : доцент, к.т.н.

Введение

1. Тепловой баланс организма человека слагается из тепла, вырабатываемого организмом и воспринимаемого им из внешней среды, и из расхода тепла, отдаваемого им во внешнюю среду.

Величина теплообразования в организме изменяется в зависимости от возраста, работы мышц и ряда других факторов. Второй элемент теплового баланса - теплопотери -находится в прямой связи с микроклиматическими условиями помещения , с температурой , влажностью и скоростью движения воздуха , а также с температурой внутренних поверхностей ограждающих конструкций .

3. Гигиенические исследования микроклимата помещений и того, как влияют изменения его отдельных компонентов на организм человека, позволили выработать определённые требования к системам отопления. Вот основные из них :

Любая система отопления должна возмещать потери тепла помещением через все его теплоограждающие конструкции - наружные стены, наружные двери, окна, перекрытия и пол.

Система отопления должна независимо от колебаний наружной температуры воздуха поддерживать внутри помещений в зависимости от их назначения установленную гигиеническими нормами температуру.

Температура внутреннего воздуха должна быть равномерной как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

7. Колебание температуры воздуха в течение суток не должно быть больше ⁺ 3⁰С при печном отоплении и ⁺1,5⁰С - при центральном.

8. Внутренние поверхности ограждений должны нагреваться на столько, чтобы температура их приближалась к температуре воздуха помещения. Средняя температура поверхности нагревательных приборов в жилых помещениях не должна превышать 85⁰С. В жилых и общественных зданиях система отопления вместе с системой вентиляции должна обеспечивать поддержания относительной влажности j и скорости движения воздуха w в пределах гигиенических норм (j = 40-60 %) .

Система отопления должна быть индустриальной в изготовлении и монтаже, экономичной в эксплуатации и безопасной в пожарном отношении.

10. Для выполнения требований приведённых выше необходимо верно выбрать теплозащитные свойства ограждений и тепловую мощность системы отопления. Такой выбор должен быть основан на расчётах, в которых определяющими являются расчётные наружные условия.

Исходные данные

Исходные данные взять из таблиц 1.1 и 1.2. Эти данные должны включать следующие величины:

1. Средняя температура наиболее холодных суток t_н1 , ⁰С

2. Средняя температура наиболее холодных пяти суток t_н5 , ⁰С

3. Скорость ветра u, м/с

4. Толщина штукатурки d_шт , м

5. Коэффициент теплопередачи штукатурки l_шт , Вт/(м²_*⁰С)

6. Коэффициент теплоусвоения штукатурки S_шт , Вт/(м²_*⁰С) .

7. Коэффициент теплопередачи кирпичной кладки l_к.к. , Вт/(м_*⁰С)

8. Коэффициент теплоусвоения кирпичной кладки S_к.к. , Вт/(м²_*⁰С)

9. Толщина доски d_доск , м

10. Коэффициент теплопередачи доски l_доск , Вт/(м²_*⁰С)

11. Толщина воздушной прослойки d_в.п. , м

12. R_окна , (м²_* ⁰С)/Вт

А,

Б ,

15. Толщина панели d_пл , м

16. Коэффициент теплопередачи панели l_пл , Вт/(м²_*⁰С)

17. Коэффициент теплоусвоения панели S_пл , Вт/(м²_*⁰С)

18. Коэффициент теплопередачи утеплителя l_ут , Вт/(м_*⁰С)

19. Коэффициент теплоусвоения утеплителя S_ут , Вт/(м²_*⁰С)

20. Влажность j , %

Таблица исходных данных.

Обозначение величины	Номер варианта
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.
tн1 , 0С	-30
tн5
u, м/с
dшт , м
Sшт, Вт/(м2*0 С) .
lк.к. , Вт/(м*0С)
Sк.к. , Вт/(м2*0С)
dдоск , м
dв.п. , м
Rокна , (м2* 0С)/ Вт
А, м
Б , м
dпл , м
Sпл, Вт/(м2 *0С)
lут , Вт/(м*0С)
j , %

2 Расчёт коэффициентов теплопередачи ограждений.

Расчет коэффициентов

2.1. Расчёт коэффициента теплопередачи наружних стен.

Расчётный коэффициент теплопередачи внутренней поверхности стен

a_в = 8,7 Вт/(м²_*⁰С) .

Расчётный коэффициент теплопередачи наружной поверхности стен

a_н = 23 Вт/(м²_*⁰С) .

Нормативный температурный перепад Dt_норм = 6⁰С .

Значение коэффициента n = 1 .

Принимаем среднюю температурную инерцию наружных стен (4<D>7) , тогда расчётная зимняя температура наружного воздуха определяется по формуле:

t_н1+ t_н5

t_н = --------- , ⁰С

/ Если (D > 7) , то t_н = t_н5; если (1,5 < D £ 4) , то t_н = t_н1; если (D £ 1,5) ,то t_н = t_{н min} - абсолютный минимум за последние 50 лет из 8-ми суровых зим /

Требуемое сопротивление теплопередаче:

(t_в - t_н ) _* n

R_o^тр = ------------- , (м²_* ⁰С)/Вт ,

a_{в *} Dt_н

, где t_в - температура воздуха в помещении .

Принимаем R_о = R_o^тр, тогда

1 d_шт 1

--- + ----- + R_к.к. + --- = R_o^тр , где

a_в l_шт a_н

d_шт , м - толщина штукатурки

l_шт , Вт/(м_*⁰С) - коэффициент теплопередачи штукатурки

1 d_шт 1

R_к.к. = R_o^тр - --- - ------ - --- , м²_* ⁰С/Вт

a_в l_шт a_н

R_к.к. - термическое сопротивление кирпичной кладки.

Коэффициент теплоусвоения штукатурки S_шт , Вт/(м²_*⁰С).

Коэффициент теплоусвоения кирпичной кладки S_к.к. , Вт/(м²_*⁰С).

Уточняем тепловую инерцию наружних стен

D’ = R_{к.к. *} S_к.к. + R_{шт *} S_шт =

D’ должен удовлетворять условию 4<D>7.

Толщина наружних стен d_к.к. = R_{к.к. *} l_к.к. , м.

Принимаем толщину наружних стен в ... кирпича кратно 125 мм, т.е. d_к.к. , м, тогда

1 d_шт 1

R_o = --- + ----- + R_к.к. + --- , (м²_* ⁰С)/Вт

a_в l_шт a_н

что больше R_o^тр , т.е. R_o > R_o^тр (если меньше , то увеличить толщину стены).

Коэффициент теплопередачи наружних стен: K=1/ R_o, Вт/(м²_* ⁰С).

Проверим конструкцию стены на конденсацию влаги на её внутренней поверхности:

Dt_вн = t_вн - t_вн , где

t_вн - температура внутренней поверхности стены

Следовательно, t_вн = t_вн - Dt_вн

Парциальное давление насыщенного пара определяется по формуле:

Р_н.п. = 477 + 133,3*(1 + 0,14* t_вн)² , Па

Р_в.п.

j = ------ * 100 % , где

Р_н.п.

j - влажность, %

Р_в.п. - парциальное давление водяного пара, Па

j*Р_н.п.

Р_в.п. = ---------- , Па

Температура точки росы определяется по формуле:

t_т.р. = 20,1 - (5,75 - 0,00206* Р_в.п.)² , ⁰С

Если t_вн > t_т.р., следовательно, влага на стенах отсутствует .

2.2 Расчёт коэффициента теплопередачи окон.

Принимаем термическое сопротивление теплопередаче двойных раздельных окон :R_o , (м² _* ⁰С)/Вт.

К = 1/ R_o, Вт/ (м² _* ⁰С).