Определение нормы тепловой защиты

Выборка исходных данных

1.1 Климат местности

Пункт строительства город-город Архангельск.

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
tH,°С	-12.5	-12.0	-8.0	-0.6	5.6	12.3	15.6	13.7	8.1	1.4	-4.5	-9.8
eH,Па

Температура воздуха, °С

Средняя наиболее холодной пятидневки -31,0 °С

Средняя отопительного периода -4,7 °С

Продолжительность периодом, сут.

Влагонакопления 179

Отопительного 272

Повторяемость (П) и скорость (V) ветра

Месяц	Характеристика	Румбы
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	С	СЗ
Январь	П,%
V,м/с	3,6	3,2	4,2	4,9	5,1	5,9	6,6	6,2

1.2 Параметры микроклимата помещения

Назначение помещения - жилое здание

Температура внутреннего воздуха – t_в=21°С

Относительная влажность внутреннего воздуха - φ_в=54%

1- картон облицовочный (1000кг/м³)

2- стена из бруса (сосна 500кг/ м³)

3- маты стекловолокнистые (150кг/ м³)

4- асбестоцементные листы (1800кг/ м³)

1.3 Теплофизические характеристики материалов

Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности. На нее влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.

1. Исходя из заданной температуры внутреннего воздуха и его относительной влажности, определяем по табл.1 СНиП II- 3- 79* «Строительная теплотехника» [ 1 ] влажностный режим помещения: режим нормальный.

2. По карте прил.1 [ 1 ] определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт: зона 1.(Влажный)

3. По прил. 2 [ 1 ] определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции: условия эксплуатации – Б

4. Из прил. 3 [ 1 ] определяем значения характеристик материалов, составляющих конструкцию:

№ слоя	Материал слоя	№ позиции По прил. 3	Плотность ρ0, кг/м3	Коэффициенты
Теплопроводности, 𝜆, Вт/(м*°С)	Паропроницания, μ, мг/(м*ч*Па)
	Картон облицовочный			0,23	0,06
	Брус(сосна)			0,18	0,06
	Маты стекловолокнистые			0,07	0,53
	Асбестоцементные листы			0,52	0,03

Определение точки росы

1. по заданной температуре по прил.1 «Методические указания к курсовой работе по строительной теплофизике для студентов строительных специальностей» [ 2 ] находим упругость насыщающих воздух водяных паров Е_в: Е_в=2486 Па

2. Вычисляем фактическую упругость водяных паров (Па) при заданной относительной влажности:

e_в=φ_в* Е_в/100=54*2486/100=1342 Па.

По численному значению e_в обратным ходом по прил.1[ 2 ] определяем точку росы tр с точностью до 0,1°С: tр=11,3°С.

Определение нормы тепловой защиты

Для расчета толщины утепляющего слоя необходимо определить сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм Rос и энергосбережения Rоэ.

3.1 Определение нормы тепловой защиты

1. Определяем градусо - сутки отопительного периода:

ГСОП = Х = (t_в - t_от)z_от, где

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_от - средняя температура отопительного периода, °С;

z_от - продолжительность отопительного периода, сут.

ГСОП = Х = (t_в - t_от)z_от = (21 + 4,7)*272 = 6990,4 градусо – суток.

2. Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по условию энергосбережения определяется в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий эксплуатации и градусо – суток отопительного периода:

R_oэ = R + βХ = 1,4 + 0,00035*6990,4 = 3,847 м²*К/Вт

Значения постоянных R и β выписываем из таблицы на стр. 5 [ 2 ]

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

1. По табл. 2 [1] определяем нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции:

∆t^н = 4,0 °С

2. По табл. 3 [1] определяем корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом: n = 1

3. По табл. 4 [1] находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции:

α_в = 8,7 Вт/(м²*°С)

4. Вычисляем нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарии:

R_ос = (t_в – t_н)*n/ (α_в*∆t^н) = (21+31)*1/(8,7*4) = 1,494 м²*К/Вт

t_н – расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки.

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивлений теплопередаче принимаем наибольшее из двух значений, назвав его требуемым: R_oэ> R_ос à R₀^тр = R_oэ = 3,847 м²*К/Вт

Расчет толщины утеплителя

1. По табл. 6 [1] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде (наружному воздуху):

α_н = 23 Вт/м2*°С

2. Вычисляем сопротивление теплообмену:

На внутренней поверхности R_в = 1/ α_в = 1/8,7 = 0,115 м²*К/Вт

На наружной поверхности R_н = 1/ α_н = 1/23 = 0,043 м²*К/Вт

3. Определяем термическое сопротивление слоев конструкции с известными толщинами:

R₁ = δ₁/𝜆₁ = 0,012/0,23 = 0,052 м²*К/Вт

R₂ = δ₂/𝜆₂ = 0,2/0,18 = 1,111 м²*К/Вт

R₄ = δ₄/𝜆₄ = 0,02/0,52 = 0,038 м²*К/Вт

4. Вычисляем минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя:

R_ут^тр = R₀^тр – (R_в + R_н + _из) = 3,847 – (0,115 + 0,043 + 0,052 + 1,111 + 0,038) = 2,488 м²*К/Вт

5. Вычисляем толщину утепляющего слоя:

δ_ут^тр = 𝜆ут R_ут^тр = 0,07*2,488 = 0,174 м

6. Округляем полученное значение и принимаем толщину слоя утеплителя 180мм = 0,18м

7. Вычисляем термическое сопротивление утеплителя (после унификации):

R_ут = δ_ут/𝜆_ут = 0,18/0,07 = 2,571 м²*К/Вт

8. Определяем общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации:

R0 = R_в + R_н + R_ут + _из = 0,115+0,043+ 2,571+0,052+1,111+0,038 = 3,93 м²*К/Вт