Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

 

Задания и методические указания к курсовой работе

и практическим занятиям по дисциплине

«Строительная теплофизика» 

для студентов всех форм обучения

направления 08.03.01 – Строительство

профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

Екатеринбург 2018

 

 

УДК 624.022

 

 

Составители Ю.И. Толстова, Р.Н. Шумилов

Научный редактор доц., канд. техн. наук Ю.И. Толстова

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ: Задания и методические указания к курсовой работе и практическим занятиям / Ю.И. Толстова, Р.Н. Шумилов. Екатеринбург: УрФУ, 2018. 36 с.

 

 

В работе дается методика теплотехнического расчета наружных ограждений, включающая расчет сопротивления теплопередаче в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и из условий энергосбережения с учетом последних изменений строительных норм.

Приведена методика оценки теплоустойчивости помещений при различных режимах изменения теплопоступлений от оборудования или систем отопления.

Даются методики расчета влажностного и воздушного режимов ограждений и помещений. Приведенные методики позволяют оценить возможность увлажнения ограждений и рассчитать потери тепла на инфильтрацию.

Методики расчетов могут быть использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

 

Библиогр.: 6 назв. Рис. 4. Табл. 8. Прил. 7.

 

 

Подготовлено кафедрой "Теплогазоснабжение и вентиляция".

 

У ФГАОУ ВО «Уральский федеральный

  университет», 2018

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целями выполнения курсовой работы и практических занятий по дисциплине "Строительная  теплофизика " являются усвоение теоретического материала и приобретение навыков анализа соответствия строительных конструкций требованиям строительных теплотехнических норм.

Курсовая работа должна содержать такие же разделы, как в настоящих методических указаниях.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Исходные данные для выполнения курсовой работы выбираются по номеру задания, определяемому преподавателем. Местонахождение здания и зона влажности по карте, номер и схема стеновой панели, номер и план комнаты, температуры наружного воздуха, продолжительность отопительного периода приведены в прил. 1, 2 и 3.

Расчетная температура внутреннего воздуха t_в принимается для жилых комнат согласно [1, 2] в холодный период года равной минимальной из оптимальных температур в интервале 20 - 22 ^оС, для остальных помещений в зависимости от назначения помещения в интервале 16 – 21 ^оС; относительная влажность воздуха j = 55 %.

Капитальные внутренние стены выполнены из силикатного кирпича (плотность r  =1800 кг/м³) толщиной 380 мм; внутренние перегородки - из бетонных плит (r =2400 кг/м³) толщиной 100 мм. Отделка внутренних поверхностей стен такая же, как у наружной стеновой панели по заданию. Конструкции перекрытий принимаются по прил. 4. Высота помещения между отметками полов 3,0 м; высота окна 1,8 м; высота двери 2,0 м, толщину деревянной двери принять

40 мм.

Теплотехнические показатели строительных материалов (коэффициенты

теплопроводности и теплоусвоения) приведены в прил. 5 для условий эксплуатации ограждающих конструкций А и Б, определяемых по табл. 1[2].

Условия эксплуатации принимаются с учетом зоны влажности и влажностного режима помещения по табл. 1. Зоны влажности городов даны в заданиях (прил. 1) . Влажностный режим для жилых зданий - нормальный.

 

Таблица 1

Условия эксплуатации ограждающих конструкций

 

Влажностный режим	Условия эксплуатации в зонах влажности
помещений	1 - сухая	2 - нормальная	3 - влажная
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный	Б	Б	Б

 

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

 

Согласно строительным нормам [2], общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_о следует принимать по условиям энергосбережения с проверкой соответствия санитарно-гигиеническим требованиям. При расчётах реконструируемых исторических зданий и производственных зданий со значительными тепловыделениями допускается  принимать общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_о не менее требуемого сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям.

 

ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ

 

Тепловой режим помещения, как правило, нестационарный. Это связано с изменениями температуры наружного воздуха, теплоотдачи систем отопления, тепловыделений от оборудования, теплопоступлений от солнечной радиации. Нестационарность теплового режима помещений необходимо учитывать в следующих случаях:

-	при аварийных отключениях систем теплоснабжения и отопления;
-	при регулировании центральных систем отопления пропусками, а также при печном отоплении;
-	при обосновании необходимости дежурного отопления в период между рабочими сменами;
-	при учете периодических теплопоступлений от солнечной радиации.

 

При уменьшении теплопоступлений воздух в помещении начинает охлаждаться и его температура со временем уменьшается. Этому препятствует теплоотдача в помещение всех ранее нагретых поверхностей ограждающих конструкций, которые обладают теплоаккумулирующими свойствами.

Способность ограждающих конструкций помещения уменьшать колебания температуры внутреннего воздуха при периодических тепловых потоках называется теплоустойчивостью помещения.

Оценку теплоустойчивости помещения производят по величине амплитуды колебания температуры внутреннего воздуха. При регулировании систем центрального отопления допустимая амплитуда колебания температуры воздуха в помещении А_tв составляет ± 1,5 ^оС, при печном отоплении ± 3 ^оС. При аварийном режиме и дежурном отоплении температура внутреннего воздуха не должна опускаться ниже + 5 ^оС, а допустимая амплитуда изменения температуры внутреннего воздуха не должна превышать величину (t_в - 5) / 2.

В курсовой работе необходимо определить амплитуду изменения температуры внутреннего воздуха для заданной комнаты при регулировании работы системы центрального отопления пропусками при t_н = 0 ^оС. Режим регулирования принять следующий: m = 3 часа - натоп (система отопления работает),

 n = 3 часа - пропуск (система отопления отключена).

Величина А_tв рассчитывается по формуле

 

А_tв = ± 0,7 MQ_ср / SB_iF_i ,                              (3)

 

где	M = (Qмакс-Qмин)/2Qср -		коэффициент неравномерности теплоотдачи
		нагревательных приборов;
	Qмакс -	максимальная теплоотдача нагревательных приборов, равная теплопотерям через наружные ограждения при температуре наружного воздуха в момент отключения отопления, Вт;
	Qмин -	минимальная теплоотдача нагревательных приборов, равная нулю при отключении отопления, Вт;
	Qср -	средняя во времени теплоотдача нагревательных приборов, Вт;          Qср = (m Qмакс + n Qмин) / (m + n);
	m , n -	время работы и отключения системы отопления, ч ;
	SBiFi -	теплопоглощение внутренних поверхностей ограждающих конструкций, Вт/ оС.

 

Коэффициенты теплопоглощения В внутренних поверхностей ограждений в Вт/(м²×^оС) находятся по формуле

                                           B = 1/(1/a_в + 1/Y_в) ,                              (4)

 

где	aв	-	коэффициент тепловосприятия поверхности со стороны периодического теплового воздействия, Вт/(м2×оС);
	Yв	-	коэффициент теплоусвоения этой поверхности, Вт/(м2×оС).

 

Способ определения величины Y_в зависит от положения границы слоя резких колебаний температуры. Отметим, что слой резких колебаний - это слой, прилегающий к поверхности со стороны периодического теплового воздействия. На другой стороне его амплитуда колебания температуры составляет половину максимального значения на поверхности ограждения. Установлено, что инерционность слоя резких колебаний численно равна единице (D_РК = 1). Здесь используется показатель инерционности D, определяемый как D = R S, где S - коэффициент теплоусвоения материала, Вт/(м^{2. о}С).

 

 

Нужно иметь в виду, что коэффициент теплоусвоения материала слоя конструкции S, Вт/(м^{2 .о}С), зависит от периода изменения теплового потока:

 

,                                          (5)

где l - коэффициент теплопроводности материала по условиям эксплуатации

А или Б, Вт/(м ^.оС);

с - удельная теплоемкость, Дж/(кг×⁰С);

r - плотность, кг/м³;

Z - период изменения теплового потока, ч.

 

При использовании коэффициентов теплоусвоения материалов S₂₄ для периода изменения теплового потока Z = 24 часа по прил. 5 значения коэффициентов теплоусвоения материалов для других значений Z могут быть определены по формуле

.                             (6)

 

Если тепловая инерция первого от внутренней поверхности слоя ограждающей конструкции D₁ = R₁S₁ > 1 (рис. 2,а), граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах первого слоя ограждения. В этом случае затухание колебаний температуры по толщине ограждения определяется только теплотехническими свойствами материала первого слоя и Y_в = S₁.

Если тепловая инерция первого слоя D₁ < 1, следует рассчитать тепловую инерцию второго слоя D₂ = R₂S₂ и определить тепловую инерцию первых двух слоев D₁+D₂. При D₁ + D₂ > 1 граница слоя резких колебаний температуры находится в пределах второго слоя конструкции (рис. 2,б) и на затухание колебаний температуры оказывают влияние теплотехнические свойства материалов и первого и второго слоев. Поэтому

,                                    (7)

Для других случаев положения границы слоя резких колебаний температуры величина Y_в может быть определена по методике, приведенной в [3]. При этом определение Y_в начинается с внутренней поверхности (n - 1)-го слоя, где n - число слоев, имеющих SD > 1 (рис. 2,в).

 

Коэффициент теплоусвоения (n - 1)-го слоя равен

 

,                           (8)

где R_n-1 - термическое сопротивление (n - 1)-го слоя, м²×⁰С/Вт;

     S_n-1, S_n - коэффициенты теплоусвоения материалов (n - 1) -го и n - го слоев,

      м²× Вт/ ⁰С.

 

 

 

Рис. 2. К определению коэффициента теплоусвоения внутренней поверхности Y_в: а – D₁ ≥ 1; б –D₁ + D₂ ≥ 1; в - ∑ D_i ≥ 1;

∑ D_i < 1; - - - граница слоя резких колебаний температуры;

δ_рк – толщина слоя резких колебаний температуры

Затем определяется коэффициент теплоусвоения поверхности (n - 2)-го слоя                                           ,                      (9)

 

пока не дойдем до 1-го слоя ограждения, коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности которого равен искомому

.

 

 

 

Если тепловая инерция всей ограждающей конструкции меньше единицы (SD < 1 (рис. 2,г)), находим коэффициент теплоусвоения поверхности n-го слоя

.                         (11)

Для (n-1)-го слоя имеем

.                           (12)

 

Далее расчет продолжается по формуле (9).

 

Исходные данные для расчета теплопоглощения заносятся в табл. 5. При подготовке исходных данных для удобства расчетов необходимо придерживаться следующих правил:

1) для ограждений одинаковой конструкции принять суммарную площадь внутренней поверхности;

2) несколько одинаковых слоев, разделенных воздушными прослойками, считать одним слоем с суммарной толщиной;

3) для указания вида ОК можно использовать условные обозначения: НС - наружные стены; ПЛ - пол; ПТ - потолок; ВС -внутренние стены и перегородки; ДО - двери одинарные; остекление: ОО - одинарное, ДО - двойное; ТО - тройное.

 Подготовленные исходные данные необходимо согласовать с преподавателем.

Таблица 5

Исходные данные для расчета

 

Вид	Площадь	1-й слой			2-й слой
ОК	F, м2	d1, м	l1, Вт/(м×0С)	S1, Вт/(м2×0С)	d2, м	l2, Вт/(м×0С)	S2, Вт/(м2×0С)

 

Результаты расчета теплопоглощения ограждающими конструкциями помещения заносятся в табл. 6.

 

 

Таблица 6

Результаты расчета теплопоглощения

Вид ОК

D1

YВ, Вт/(м2×оС)

В, Вт/(м2×оС)

BF, Вт/ оС

 

После расчета теплопоглощения по формуле (3) определяется величина А_tв и сопоставляется с допустимым значением. Следует сделать вывод о возможности применения данного режима отопления.

ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЕ

 

Под влиянием ветра и теплового напора через щели, поры, неплотности, имеющиеся в наружных ограждениях, в помещения может проникать наружный воздух. Это явление, называемое инфильтрацией, приводит к увеличению затрат на отопление, так как часть тепла идет на нагревание инфильтрующегося воздуха. С целью уменьшения и наиболее точного учета этих затрат производят проверку соответствия ограждающих конструкций требованиям строительных норм по инфильтрации и расчет количества тепла на нагревание проникающего в помещение воздуха.

При выполнении расчетов в этом разделе количество этажей в здании принять равным 10, а номер этажа расчетного помещения - по последней цифре номера задания.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Варианты заданий

 

				Температура наружного воздуха, 0С		Продолжи-тельность
Номер варианта	Номер схемы стеновой панели (по прил.2)	Номер плана комнаты (по прил.3)	Город и зона влажности по карте [2]	холодной пятидневки, tХП	средняя за отопительный период, tОП	отопитель-ного периода, ZОП, сут
1	1	1	Архангельск 1	-33	- 4,5	250
2	2	2	Астрахань  3	-21	- 0,8	164
3	3	3	Чара           3	-46	-15,6	267
4	4	4	Н. Новгород 2	-31	-4,1	218
5	5	5	Краснодар 3	-14	2,5	145
6	6	1	Рязань        2	-27	-3,5	208
7	7	2	Магнитогорск 3	-32	-9,3	169
8	8	3	Нерчинск   3	-44	-15,1	230
9	9	4	С.-Петербург 1	-24	-1,3	213
10	10	5	Казань        1	-31	-4,8	208
11	1	1	Воронеж    3	-24	-2,5	190
12	2	2	Грозный     3	-17	-0,9	221
13	3	3	Екатеринбург 3	-32	-6,4	228
14	4	4	Иркутск     3	-33	-7,7	232
15	5	5	Омск          3	-37	-8,1	216
16	6	1	Уфа            3	-33	-6,0	209
17	7	2	Белгород    3	-23	-1,9	191
18	8	3	Псков         2	-26	-1,3	208
19	9	4	Братск        2	-43	-8,6	249
20	10	5	Мурманск  1	-30	-3,4	275
21	1	1	Новгород   2	-27	-2,3	221
22	2	2	Ростов        2	-19	- 0,1	166
23	3	3	Пермь        2	-35	-5,5	225
24	4	4	Тайшет      3	-40	-8,5	244
25	5	5	Смоленск  2	-25	-2,0	209
				Температура наружного воздуха, оС		Продолжительность
Номер варианта	Номер схемы стеновой панели (по прил.2)	Номер плана комнаты (по прил.3)	Город и зона влажности по карте [2]	холодной пятидневки, tхп	средняя за отопительный период, tоп	отопительного периода, Zоп, сут
26	6	1	Калининград 1	-19	1,2	188
27	7	2	Челябинск 3	-34	-6,5	218
28	8	3	Ульяновск 3	-31	-5,4	212
29	9	4	Минусинск 3	-40	-7,2	235
30	10	5	Брянск       2	-24	-2,0	199
31	1	1	Вологда     2	-32	-4,0	228
32	2	2	Курск         2	-24	-2,3	194
33	3	3	Волгоград  3	-22	-2,3	176
34	4	4	Улан-Удэ   3	-35	-10,3	230
35	5	5	Сочи           1	-2,0	6,6	94
36	6	1	Благовещенск 2	-33	-10,7	210
37	7	2	Красноярск 3	-37	-6,7	233
38	8	3	Владивосток 1	-24	-4,8	201
39	9	4	Томск         2	-43	-7,9	233
40	10	5	Новосибирск 3	-37	-8,1	221

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

Примечания.

1. Нумерация слоев ограждающих конструкций со стороны помещения.

2. На схемах приведены только те элементы конструкций, которые необходимы для теплотехнического расчета.

3. Плотности материалов ρ указаны в кг/м³, толщина слоя d - в мм, d_{i ут} - толщина утепляющего слоя, которую предстоит определить на основании теплотехнического расчета.

Вариант 1	Вариант 2
1,5 - штукатурка известково-песчаная (r = 1600); 2,4 - кладка из глиняного кирпича (r = 1600); 3 – пенополиуретан (r = 80)	1 - сухая штукатурка (r = 800); 2,6 - железобетон (r = 2500); 3,5 - воздушная прослойка; 4 – маты минераловатные прошивные (r = 350)
Вариант 3	Вариант 4
1- штукатурка известково-песчаная (r = 1600); 2 - газобетон (r = 400)	1 - сухая штукатурка (r = 800); 2 - керамзитобетон (r = 600); 3 - облицовочная плитка из мрамора (r = 2800)
Вариант 5	Вариант 6
1 - сухая штукатурка (r = 800); 2,4 - железобетон (r = 2500); 3 - минераловатные плиты жесткие (r = 300)	1 - асбестоцементный лист (r = 1800); 2 - минераловатные плиты мягкие (r = 200); 3 - железобетон (r = 2500)
Вариант 7	Вариант 8
1 - штукатурка известково-песчаная (r = 1600); 2 - кладка из глиняного кирпича (r = 1800)	1,4 -асбестоцементный лист (r = 1800); 2 - минераловатные плиты мягкие  (r = 100); 3 - воздушная прослойка
Вариант 9	Вариант 10
1,4 - штукатурка известково-песчаная (r = 1600); 2 - кладка из силикатного кирпича (r = 1800); 3 – газобетон (r = 400)	1,7 -асбестоцементный лист (r = 1800); 2,4,6 - плиты древесно-волокнистые (r = 200); 3,5 - воздушная прослойка

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Планы жилых комнат

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Схемы перекрытий

1. Чердачное перекрытие (покрытие)

2. Междуэтажное перекрытие

3. Перекрытие над неотапливаемым подвалом

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Сопротивления

теплопередаче центральной части стеклопакетов, м^{2 *о}С/Вт

Вид стеклопакета	Однокамерные стеклопакеты	Двухкамерные стеклопакеты
Из стекла без покрытий с заполнением воздухом	0,34 – 0,35	0,46 -0,53
Из стекла без покрытий с заполнением аргоном	0,36 – 0,37	-
Из стекла с низкоэмиссионным покрытием с заполнением аргоном	0,76 – 0,79	0,78 – 1,05
Из стекла с низкоэмиссионным покрытием с заполнением криптоном	0,86 – 0,82	1,73 – 1,67

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Варианты задач для практических занятий

 

1. В котором из четырех слоев ограждающей конструкции находится граница слоя резких колебаний температуры? Исходные данные:

 

№	Толщина d,	Коэффициенты для материалов слоев
слоев	мм	теплопроводности l, Вт/(м ×°С)	теплоусвоения S, Вт/(м2×°С)
1 2 3 4	10 50 100 10	1,0 0,5 0,4 1,0	10 7 5 10

 

2. Определить температуру точки росы  t_р воздуха в помещении, если температура воздуха в помещении  t_в = 22 °С, его относительная влажность j_В = 60 %.

Парциальные давления насыщенных водяных паров:

t, °C       12 14 16 18 20 22

E, кПа   1,4 1,6 1,8 2,1 2,3 2,6

 

3. Определить теплопотери Q через ограждающую конструкцию при температуре внутреннего воздуха t_в= 20 °С, температуре внутренней поверхности стены

t_в = 16 ⁰С, коэффициенте тепловосприятия a_в = 10 Вт/(м²×^оС), площади стены

F = 5м².

 

4. Определить сопротивление воздухопроницанию 1 м² стеновой панели и затраты тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха при температуре внутреннего воздуха t_в = 20 ^оС, температуре наружного воздуха t_н = - 30 °С, перепаде давлений воздуха DР = 50 Па, расходе инфильтрующегося воздуха   

G_и = 2 кг/(м²×ч). Удельная теплоемкость воздуха c = 1000 Дж/(кг×^оС).

 

5. В результате расчета для стеновой однослойной панели получены величины сопротивлений теплопередаче требуемого  = 1,5 м²×^оС/Вт и по условиям энергосбережения = 2,0 м²×⁰С/Вт. Выбрать расчетное сопротивление теплопередаче и определить необходимую толщину стены при коэффициенте тепловосприятия a_в = 10 Вт/(м²×⁰С), коэффициенте теплоотдачи a_н = 20 Вт/(м²×^оС) и коэффициенте теплопроводности l = 0,2 Вт/(м×^оС).

 

6. Определить количество водяных паров, проходящих через 1 м² поверхности однослойной стеновой панели, если толщина стены d = 0,5 м; коэффициент паропроницаемости материала стены μ = 0,1 мг/(м ^..ч ^..Па); относительная влажность воздуха в помещении j_В = 60 % ; парциальное давление насыщенных водяных паров Е_в = 2 кПа при температуре воздуха в помещении t_в= 20 ^оС; для наружного воздуха j_Н = 90 % , Е_н = 0,6 кПа.

 

7. Определить термическое сопротивление однослойной стены при температуре наружного воздуха t_н = - 30 ^оС, температуре наружной поверхности стены

t_Н = - 29 ^оС, коэффициенте теплоотдачи a_н = 20 Вт/(м²×^оС) и температуре внутренней поверхности t_в = 11 ^оС.

 

8. Определить расход тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха при его расходе 0,03 кг/с, температуре внутреннего воздуха t_в = 18 ⁰С, температуре наружного воздуха t_н = -22 ⁰С, удельной теплоемкости с = 1000 Дж/(кг×^оС).

 

9. Определить температуру наружной поверхности стены t_Н, если температура внутренней поверхности t_в= 12 ⁰С, термическое сопротивление однослойной стены R = 0,6 м²×^оС/Вт, плотность теплового потока q = 30 Вт/м².

 

10. Определить тепловую инерцию двухслойной ограждающей конструкции при следующих характеристиках слоёв:

d₁ = 100 мм;              l₁= 0,5 Вт/(м×^оС) ;              S₁ = 8 Вт/(м²×^оС) ;

d₂ = 140 мм;              l₂= 0,7 Вт/(м×⁰С) ;              S₂ = 10 Вт/(м²×^оС).

 

11. Из теплового баланса чердака найти температуру воздуха в нем t_x и определить теплопотери через чердачное перекрытие при температуре воздуха в помещении t_в =18 ⁰C, температуре наружного воздуха t_н = - 22 ^оC. Сопротивления теплопередаче и площади перекрытия и кровли: R_o,пк = 2 м²×^оС/Вт; F_пк = 30 м²;

R_o,кр = 0,5 м²×^оС/Вт; F_кр = 60 м².

 

12. Определить теплопотери через 10 м² однослойной стеновой панели и толщину стены при t_в = 20 ^оС, t_н = -30^оС. Коэффициенты теплообмена на внутренней поверхности a_в = 10 Вт/(м²×^оС), на наружной поверхности    

a_н = 20 Вт/(м²×^оС), температура внутренней поверхности t_в = 16 ⁰С, коэффициент теплопроводности материала l = 0,5 Вт/(м×^оС).

 

13. Температура точки росы воздуха в помещении t_р = 14 ^оС при температуре воздуха t_в = 20 ^оС. Определить относительную влажность воздуха. Парциальные давления насыщенных водяных паров:

t, ^оC       12 14 16 18 20 22

E, кПа   1,4 1,6 1,8 2,1 2,3 2,6

 

14. Определить расход инфильтрующегося воздуха G_и через 1 м² стеновой панели и затраты тепла на его нагревание при расчетных температурах внутреннего воздуха  t_в = 20 ^оС, наружного воздуха   t_н = - 26 ^оС, разности давлений воздуха DР = 150 Па, сопротивлении инфильтрации R_и = 750 м²×ч×Па/кг, удельной теплоемкости воздуха с = 1000 Дж/(кг×^оС).

 

15. Толщина слоя резких колебаний температуры в однослойном ограждении d_ркт = 50 мм. Определить коэффициент теплоусвоения S материала конструкции при коэффициенте теплопроводности его l = 0,75 Вт/(м×^оС).

 

16. Термическое сопротивление однослойной стены R = 1,85 м²×^оС/Вт. Расчетная температура внутреннего воздуха t_в = 20 ^оС, температура наружного воздуха

 t_н = - 30 ⁰С, коэффициенты теплообмена на внутренней поверхности

a_в = 10 Вт/(м²×^оС), на наружной a_н = 20 Вт/(м²×^оС). Определить теплопотери через 10 м² поверхности стены, а также температуры на внутренней и наружной поверхности.

 

17. Из теплового баланса чердачного помещения найти температуру воздуха в нем t _x и определить теплопотери через чердачное перекрытие при температуре воздуха в помещении t_в = 20 ^оC, температуре наружного воздуха t_н = - 20 ^оC. Сопротивления теплопередаче и площади перекрытия и кровли:

R_o,пк = 1 м²×^оС/Вт, F_пк = 10 м²; R_o,кр = 0,5 м²×^оС/Вт, F_кр = 20 м².

 

18. Определить общее сопротивление теплопередаче однослойной стены при температуре внутреннего воздуха t_в = 20 ^оС, температуре наружного воздуха

t_н = -36 ^оС, температуре внутренней поверхности стены t_в = 14 ^оС, коэффициенте теплообмена на внутренней поверхности a_в = 8 Вт/(м²×^оС).

 

19. Для условий задачи 16 определить, будет ли происходить конденсация водяных паров на внутренней поверхности стены при относительной влажности воздуха в помещении j_в = 67 %. Парциальные давления насыщенных водяных паров:

t, ^оC      12 14 16 18 20 22

E, кПа   1,4 1,6 1,8 2,1 2,3 2,6

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВЕДЕНИЕ .……………..………………………………………………………...	3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ .………..………………………………………………	3
2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ …………	4
2.1. Требуемое сопротивление теплопередаче …………………………...	4
2.2. Сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения …..	6
2.3. Определение толщины утепляющего слоя …………………………..	7
3. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ПОМЕЩЕНИЯ ………………………………………	8
4. ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ ОГРАЖДЕНИЯ …………………………………….	13
5. ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЕ ……………………………………………………...	16
5.1. Проверка ограждающих конструкций на инфильтрацию …………..	17
5.2. Расчет затрат тепла на инфильтрацию ……………………………….	18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………..………………………	21
Приложение 1. Варианты заданий ...…………………………………….…… Приложение 2. Схемы ограждающих конструкций ...…………………….… Приложение 3. Планы жилых комнат ..……….……………………………... Приложение 4. Схемы перекрытий ………….……………………………….. Приложение 5. Теплофизические характеристики строительных материалов …….………………………….….. Приложение 6. Сопротивление теплопередаче современных конструкций                       стеклопакетов …….………………………….….. Приложение 7. Варианты задач для практических занятий ……….………...	23 25 28 29   30   31 31

 

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

 

Составители: Толстова Юлия Исааковна

Шумилов Рудольф Николаевич

 

 

 

Подписано в печать 09.10.2018                              Формат 60х84 1/16

Бумага типографская        Офсетная печать      Усл. печ. л. 1,86

Уч.- изд. л. 1,53                 Тираж 100 экз.        Заказ 284 Цена "С"

Издательство УрФУ

620002, Екатеринбург, Мира, 19

 

 

ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

 

Задания и методические указания к курсовой работе

и практическим занятиям по дисциплине

«Строительная теплофизика» 

для студентов всех форм обучения

направления 08.03.01 – Строительство

профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

Екатеринбург 2018

 

 

УДК 624.022

 

 

Составители Ю.И. Толстова, Р.Н. Шумилов

Научный редактор доц., канд. техн. наук Ю.И. Толстова

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ: Задания и методические указания к курсовой работе и практическим занятиям / Ю.И. Толстова, Р.Н. Шумилов. Екатеринбург: УрФУ, 2018. 36 с.

 

 

В работе дается методика теплотехнического расчета наружных ограждений, включающая расчет сопротивления теплопередаче в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и из условий энергосбережения с учетом последних изменений строительных норм.

Приведена методика оценки теплоустойчивости помещений при различных режимах изменения теплопоступлений от оборудования или систем отопления.

Даются методики расчета влажностного и воздушного режимов ограждений и помещений. Приведенные методики позволяют оценить возможность увлажнения ограждений и рассчитать потери тепла на инфильтрацию.

Методики расчетов могут быть использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

 

Библиогр.: 6 назв. Рис. 4. Табл. 8. Прил. 7.

 

 

Подготовлено кафедрой "Теплогазоснабжение и вентиляция".

 

У ФГАОУ ВО «Уральский федеральный

  университет», 2018

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целями выполнения курсовой работы и практических занятий по дисциплине "Строительная  теплофизика " являются усвоение теоретического материала и приобретение навыков анализа соответствия строительных конструкций требованиям строительных теплотехнических норм.

Курсовая работа должна содержать такие же разделы, как в настоящих методических указаниях.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Исходные данные для выполнения курсовой работы выбираются по номеру задания, определяемому преподавателем. Местонахождение здания и зона влажности по карте, номер и схема стеновой панели, номер и план комнаты, температуры наружного воздуха, продолжительность отопительного периода приведены в прил. 1, 2 и 3.

Расчетная температура внутреннего воздуха t_в принимается для жилых комнат согласно [1, 2] в холодный период года равной минимальной из оптимальных температур в интервале 20 - 22 ^оС, для остальных помещений в зависимости от назначения помещения в интервале 16 – 21 ^оС; относительная влажность воздуха j = 55 %.

Капитальные внутренние стены выполнены из силикатного кирпича (плотность r  =1800 кг/м³) толщиной 380 мм; внутренние перегородки - из бетонных плит (r =2400 кг/м³) толщиной 100 мм. Отделка внутренних поверхностей стен такая же, как у наружной стеновой панели по заданию. Конструкции перекрытий принимаются по прил. 4. Высота помещения между отметками полов 3,0 м; высота окна 1,8 м; высота двери 2,0 м, толщину деревянной двери принять

40 мм.

Теплотехнические показатели строительных материалов (коэффициенты

теплопроводности и теплоусвоения) приведены в прил. 5 для условий эксплуатации ограждающих конструкций А и Б, определяемых по табл. 1[2].

Условия эксплуатации принимаются с учетом зоны влажности и влажностного режима помещения по табл. 1. Зоны влажности городов даны в заданиях (прил. 1) . Влажностный режим для жилых зданий - нормальный.

 

Таблица 1

Условия эксплуатации ограждающих конструкций

 

Влажностный режим	Условия эксплуатации в зонах влажности
помещений	1 - сухая	2 - нормальная	3 - влажная
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный	Б	Б	Б