Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский Государственный
Архитектурно-строительный университет
Кафедра физики
Лаборатория строительной физики
1.1.1. Средние месячные температуры, упругости водяных паров воздуха еn:
|
Величина |
Месяц |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
tn,oC |
||||||||||||
|
en,% |
1.1.2. Температура воздуха, oC:
-средняя наиболее холодной пятидневки
tx5=
-средняя отопительного периода
tот=
Влагонакопления с температурами 0 oC, Z0=
Отопительного Zот=
|
Месяц |
Харак-терист. |
РУМБ |
|||||||
|
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
С |
СЗ |
||
|
Январь |
П, % |
||||||||
|
v, м/с |
|||||||||
|
Июль |
П, % |
||||||||
|
v, м/с |
1.2. Параметры микроклимата помещения
1.2.1. Назначение помещения: жилое.
1.2.2. Температура внутреннего воздуха tв.=
1.2.3. Относительная влажность внутреннего воздуха φв=
1.2.4. Разрез рассчитываемого ограждения:
1.3. Теплофизические характеристики материалов
Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности, на которую влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.
1.3.1.По табл.1 [I], исходя из заданной температуры внутреннего воздуха tв и его относительной влажности φв, определяем влажностный режим помещения:
1.3.2. По карте прил.1 [1, с. 14] определяем зону влажности, в которой расположен заданный населенный пункт:
1.3.3. По прил.2 [1, с. 15] определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции:
1.3.4. Из прил.З [1, с. 15... 23] выписываем в табличной форме (с учетом условия эксплуатации) значения характеристик материалов составляющих данную конструкцию.
|
№ слоя |
Материал слоя |
№ позиции по прил. 3 |
Плотность ρ0, кг/м3 |
Коэффициенты |
|
|
Теплопро-водности λ, Вт/(м*К) |
Паропрони –цания μ, мг/(м*ч*Па) |
||||
2. Определение точки росы
2.1. По заданной температуре tв из приложения 1 «Методических указаний...» находим упругость насыщающих воздух водяных паров Ев=
2.2. Вычисляем фактическую упругость водяных паров при заданной относительной влажности φв
2.3. По численному значению ев обратным ходом по прилож. 1 «Методических указаний ...» определяем точку росы tp=
3. Определение нормы тепловой защиты
Для расчета толщины утепляющего слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм Roc и энергосбережения Rоэ.
3.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения
3.1.1. Определить градусо-сутки отопительного периода:
ГСОП = X = (tв- toт) Zoт=
где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;
toт. - средняя температура отопительного периода, °С;
Zот. - продолжительность отопительного периода, сут.
3.1.2 Нормативное значение приведенного сопротивле ния теплопередачи по условию энергосбережения определяем в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий эксплуатации и градусо-суток отопительного периода. Значения постоянных R и β выписываем из табл. 1(б) для заданного случая:
R = β =
Roэ=R+β*X=
3.2.1. По табл.2 [1, с.4] определяем нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции
Δtн =
3.2.2. По табл.3 [1, с.4] определяем корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом:
3.2.3. По табл.4 [1, с.4] находим коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции
3.2.4. Вычисляем нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарии
где tн - расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки tX5,°C.
3.3 Норма тепловой защиты
Из вычисленных значений сопротивлений теплопередачи:
экономической Rоэ и санитарной Roc к реализации принимаем наибольшее из них, назваем его требуемым R0тр=
4. Расчет толщины утеплителя
Утепляющим слоем считаем тот из представленных слоев, для которого не задана толщина . Поэтому в п.п. 4.4-4.8 этот слой и его характеристики должны участвовать с индексом ут вместо номерного индекса i.
4.1. По табл.6 [1, с. 5] определяем коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения внешней среде (наружному воздуху)
αн= Вычисляем сопротивление теплообмену:
- на внутренней поверхности RВ=1/αв=
- на наружной поверхности Rн=1/αн=
4.3. Определяем термические сопротивления слоев конструкции с известными толщинами
где ΣRi из- суммарное сопротивление слоев с известными толщинами.
4.5. Вычислям толщину утепляющего слоя
4.6. Округляем толщину утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю:
4.7. Вычисляем термическое сопротивление утеплителя (после унификации)
4.8. Определяем общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации
5.1. Вычисляем температуру на внутренней поверхности ограждения
и, сравнивая ее с точкой росы tр, делаем вывод, руководствуясь указаниями п. 2.10 [1, с.6]:
5.2. Определяем термическое сопротивление конструкции
5.3. Вычисляем температуру в углу стыковки наружных стен
п. 2.10 [1, с.6]
6. Проверка на выпадение росы в толще ограждения
6.1. Определяем сопротивление паропроницанию каждого слоя
и конструкции в целом
6.2. Вычисляем температуру на поверхности ограждения вI по формуле п.5.1 при температуре tн = tнI самого холодного месяца
6.3. По приложению 1 «Методических указаний ...» находим максимальную упругость Ев* , отвечающую температуре вI. Ев*=
6.4. Графическим методом определяем изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс последовательно откладываем значения сопротивлений Rв, R1, R2, R3, ... и RН ,составляющих в целом Rо(рис.1). Через концы полученных отрезков проводим вертикальные тонкие линии. На оси ординат откладываем значение температуры внутреннего воздуха tв, а на линии, соответствующей концу Rн -значение средней температуры самого холодного месяца (обычно января) tн1 (рис.1). Точки tв и tн1 соединяем прямой линией. По точкам пересечения линии с границами слоев определяем значения температур на границах.
6.5. Для температур, определенных в п.6.4 на границах слоев, по приложениям 1 и 2 «Методических указаний ...» находим максимальные упругости водяных паров Е на этих границах.
6.6. По аналогии с п. 6.4, только в координатных осях Rn и Е строим разрез ограждения (рис.2) так, чтобы он был справа от рис. 1. По всем границам слоев откладываем найденные в п. 6.5 значения упругостей Е; из них Ев*, соответствующая τвI, расположится на границе с помещением, а Ен* соответствующая τнI , на границе с улицей.
6.7. На внутренней поверхности конструкции (рис.2) отложим значение упругости паров в помещении ев (см п.2.2), а на наружной - значение eн=0,9 Ен*, соединив полученные точки ев и ен прямой линией.
6.8. В пределах слоя линия максимальной упругости Е изменяется по монотонно убывающей экспоненте. Поэтому в тех слоях, где эта линия заведомо пройдет выше линии е её можно провести по лекалу.
6.9. Т. к. в слое возможно пересечение линии Е с линией е, то на его температурной линии (рис.1) намечаем через равные интервалы три промежуточные точки (деля слой пополам и еще раз пополам каждую половину), определяем для них температуры, а по температурам находим максимальные упругости Е, используя приложения 1 и 2 «Методических указаний ...». Найденные упругости откладываем на рис.2 в том же слое, разделив его так же, как на рис. 1 По найденным точкам проводим линию Е.
7. Проверка влажностного режима ограждения
7.1. Из точек ев и ен проводим касательные к кривой ли нии Е. Точки касания определят границы зоны конденсации (рис.2).
В зоне находим и выделяем плоскость, в которой линия Е максимально провисает под линией е . Следует иметь в виду, что в теплое время года линия Е располагается выше линии е. С понижением наружной температуры линии Е и е сближаются и, наиболее вероятно, соприкоснутся именно в отмеченной плос кости, называемой плоскостью возможной конденсации, ибо в ней появляются капли росы. С дальнейшим понижением темпера туры плоскость, расширяясь, превращается в зону. С повыше нием температуры зона может вырождаться в плоскость, а затем линии расходятся. В нашем случае плоскость возможной конденсации располагается на стыке теплоизоляционного слоя с защитным наружным слоем. По графику рис.2 определяем сопротивление паропроницанию слоев, расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации Rпв также между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения Rпн.
7.2. Находим положение плоскости возможной конденсации на температурном графике рис. 1. Ясно, что на этом рисунке она поделит увлажняющий слой в той же пропорции, что и на рис.2.
-зимнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами ниже -5°С, tзим:
-весенне-осеннего периода, включающего месяцы со средними температурами от -5 до +5°С, tво:
-летнего периода, охватывающего месяцы со средними температурами более +5°С, tл:
-периода влагонакопления, к которому относятся месяцы со средними температурами О оС и ниже, tвл:
7.5. Температуры перечисленных периодов откладываем на наружной плоскости рис,1 и полученные точки соединяем с точкой tв, Пересечения линий с плоскостью конденсации дадут температуры в этой плоскости для соответствующих периодов года, по которым определить максимальные упругости Е, а результаты запишем в табличной форме.
|
Период и его индекс |
Мес. |
Число Мес. z |
Наружная температура периода |
В плоскости конденсации |
|
|
t,°C |
Е,Па |
||||
|
1-зимний |
|||||
|
2-весенне-осенний |
|||||
|
3-летний |
|||||
|
0-влагонакопления |
7.6. Вычисляем среднегодовую упругость насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации
где Ei и Zi - берем из табл. п. 7.6 для соответствующих периодов.
7.7. Определяем среднегодовую упругость водяных паров в наружном воздухе
еi - берем из таблицы п. 1.1.1
7.8. Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается ненакопление влаги в увлажняемом слое из года в год:
Сравним полученное значение с располагаемым
7.9. Определим среднюю упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления
где eнio - среднемесячные упругости для месяцев, имеющих температуры tн ≤ 0°С;
Zo - число таких месяцев в периоде.
7.10. Вычислим требуемое сопротивление паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих прираще ние влажности (в увлажняемом слое) в допустимых пределах
где δ - толщина увлажняемого слоя (не зоны!);
Zo - продолжительность периода влагонакопления (п. 1.1.3), выраженная в часах;
р - плотность увлажняемого материала. Единица измерения массы должна быть одной и той же в величинах р и Rпn;
Δωср - допустимое приращение средней влажности, % , которое принимаем по табл.14 [1, с13].
Сравним полученное значение с располагаемым:
8. Проверка ограждения на воздухопроницание
8.1. Определяем плотность воздуха в помещении ρв при заданной температуре tв и на улице ρн при температуре самой холодной пятидневки (п. 1.1.2):
где μ - молярная масса воздуха, равная 0,029 кг/моль;
Р - барометрическое давление, принять равным 101кПа;
R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31Дж/(мольК);
Т - температура воздуха, К.
8.2. Вычисляем тепловой перепад давления
где g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;
Н = - высота здания, м.
8.3. Определяем расчетную скорость ветра v, приняв в качестве таковой максимальное значение скорости ветра из тех румбов за январь месяц, на которых повторяемость ветра составляет 16% и более.
8.4. Вычисляем ветровой перепад давления
и суммарный (расчетный) перепад, действующий на ограждение
8.5. Найдем по табл.12 [1, с. 11] допустимую воздухо проницаемость ограждения Gн , Gн=
8.6. Определим требуемое (минимально допустимое) сопротивление инфильтрации
8.7. Определим по прил.9 [1, с.26] сопротивление воздухпроницанию каждого слоя, и запишем их в табличной форме
|
Номер слоя |
Материал |
Толщина слоя, мм |
Пункт прило жения 9 |
Сопротивле ние Rнi,м2чПа/кг |
8.8. Найдем располагаемое сопротивление воздухопроницаницанию
Rн=ΣRнi=
Сравним это значение с требуемым:
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:
общую толщину ограждения (стены):
массу 1 м2 ограждения:
сопротивление теплопередаче Ro:
коэффициент теплопередачи К=1/Ro:
действующий перепад давления ΔР: