Контрольная работа по «Строительная физика»
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Строительный факультет
Кафедра архитектуры
Контрольная работа
по курсу «Строительная физика»
вариант №24
Работу выполнил студент
Группы ПГСз-08.02
Смирнова А.В.__________
Работу проверил и принял
Запольских Т.Ю.________
ПЕРМЬ-2010
Вариант 24
Задание 1
Определить достаточность
А. Исходные данные
- Место строительства – г. Ярославль
- Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
- Продолжительность отопительного периода zht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].
- Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –4 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].
- Температура холодной пятидневки text = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
- температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];
- влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%]. ;
- влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный] .
- Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [согласно СНиП 23-02–2003. Табл. 2 ].
- Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
- Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]
Рис.3 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
Нормируемые теплотехнические показатели материалов стены определяем по приложению Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и сводим их в таблицу.
№ п/п |
Наименование материала |
||||
1 |
Кирпичная кладка из пустотного кирпича |
1200 |
0,38 |
0,52 |
0,73 |
2 |
Плиты пенополистирольные |
40 |
0,125 |
0,05 |
2,5 |
3 |
Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) |
1600 |
0,12 |
0,58 |
0,21 |
,Вт/(м·°С)- по прилож. Д, СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий
R= /
Б. Порядок расчета
Для наружных стен из кирпича
с утеплителем следует
где – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м2·°С/Вт.
,
где = 1/aint=1/8,7=0,1149 Вт/(м2·°С),
aint =8.7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
Rk = R1 + R2 + … Rn =0,73+2,5+0,21=3,44 м2·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции,
где R1, R2, ..., Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции.
Rse = 1/aext=1/23=0,0435 Вт/(м2·°С),
aext=23 м2·°С/Вт - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
где =+21ºС - температура внутреннего воздуха (СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», табл. 1);
= -4ºС - средняя расчетная температура отопительного периода (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1);
= 221 суток - продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)
Нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен вычисляем по формуле Rreq = aDd + b по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 (табл. 4)
Условие, = 2,66 > , = 3,26 м2· °С/Вт не выполняется, толщины утеплителя мм не достаточно для сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки, поэтому необходимо увеличить толщину утеплителя до мм.
Rk = R1 + R2 + … Rn =0,73+(0,2/0,05)+0,21=4,94 м2·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции.
м2·°С/Вт
= =5,10 м2·°С/Вт
Условие, = 3,77 > , = 3,26 м2· °С/Вт выполняется
Проверка санитарно-
Проверяем выполнение условия .
По формуле (4) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем расчётный температурный перепад
где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл. 6 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» n=1 (стены); |
text - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, = –31ºС (СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1)
Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», табл. 5 = 4,0°С (наружные стены в жилых зданиях) условие, = 1,55 < = 4,0ºС, выполняется.
|
В.Проверка
санитарно-гигиенических
t=n( tint - text ) /аint R0r
t=1(21+31) /8.7*3,77 = 52/32.80= 1.58ºС
Согласно таб. 5 СНиП 23-02-2003: tn = 4ºС , следовательно условие (1) выполняется.
> td. Для расчета используем формулу (25) СП 23-101-04:
= tint - [ n ( tint - text ) ] /( аint R0r ) = 21-[ 1 ( 21+31 ) ]/ ( 3,77*8.7 )=
= 21 – 52/32,8 = 21 – 1,58 = 19,42 ºС
n- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Согласно приложению Р СП 23-101-04 для температуры внутреннего воздуха tint =20\1ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы td =11,62 ºС , следовательно, условие > td. выполняется. . Вывод: Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
|
Задание 2
Определить толщину утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из ж/б панели мм, пароизоляция – 1 слой рубитекса; цементно-песчаной стяжки мм и утеплителя – плиты минераловатные с объёмной массой 125 кг/м3 в городе Ярославле.
- Место строительства – г. Ярославль
- Климатический район – II B [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., рисунок 1-схематическая карта климатического районирования для строительства].
- Зона влажности – нормальная[согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
- Продолжительность отопительного периода zht = 221 суток [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 11, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].
- Средняя расчетная температура отопительного периода tht = –4ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 12, в жилье отопит. период начинается при температуре ниже +8 ºС].
- Температура холодной пятидневки text = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
- Температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];
- влажность воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%]. ;
- влажностный режим помещения – нормальный [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +21 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный] .
- Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [согласно СНиП 23-02–2003. ].
- Коэффициент теловосприятия внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
- Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 12Вт/м2·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]
Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
(определение
толщины утеплителя и
А. Исходные данные
Рис. 4 Расчётная схема
Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.
№ п/п |
Наименование материала |
||||
1 |
Железобетонная панель |
2500 |
0,10 |
2,04 |
0,049 |
2 |
Пароизоляция – 1 слой рубитекса (ГОСТ 10293) |
600 |
0,005 |
0,17 |
0,029 |
3 |
Цементно-песчаная стяжка |
1800 |
0,03 |
0,93 |
0,032 |
4 |
Плиты минераловатные |
125 |
Х |
0,036 |
- |
Б. Порядок расчета
Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
Нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия вычисляем по формуле (1) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00045 и = 1,9 (табл. 4)
Из условия равенства общего термического сопротивления нормируемому , т.е. = , определяем по формуле (7) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» термическое сопротивление чердачного перекрытия Rк:
=4,29 – (1/8,7 + 1/12) = 4,29 – 0,198 = 4,1 м2·°С/Вт,
aext=12 м2·°С/Вт — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»,
aint =8.7 — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
Rут – термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения:
Далее по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» вычисляем толщину утепляющего слоя
R = d / l →
Принимаем толщину утепляющего слоя 140 мм.
Определяем общее
фактическое сопротивление
м2· °С/Вт.
Условие, 3,64 = 4,29 м2·°С/Вт, выполняется.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
Проверяем выполнение условия :
∆t = (tint – text)/ aint = (21+31) /4,29*8.7 = 51/37,32= 1,36°С
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Нормируемый температурный перепад чердачных перекрытий в жилых зданиях ∆tn = 3 °С, следовательно, условие ∆t =1,36°С < ∆tn = 3 °С выполняется.
Проверяем выполнение условия :
= tint - [ n ( tint - text ) ] /( аint)= 21-[ 1 ( 21+31 ) ] / ( 4,29*8.7 )=21- 1,39=18,66°С
Значение коэффициента, учитывающего зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1 для чердачного перекрытия находим по табл.6 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий для температуры внутреннего воздуха tint = +20 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 11,62 °С, следовательно, условие
> td
18,66 °С > td = 11,62 °С выполняется.
Вывод. Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.
Задание 3
Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:
1 слой – кирпичной кладки
2 слой – пенополистерольного утеплителя
3 слой - кирпичной кладки
Характеристики материалов:
1. Кирпичная кладка
из обыкновенного глиняного
2. Пенополистирол,
А. Исходные данные
- Место строительства – г. Ярославль
- Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Приложение В-обязательное].
- Температура холодной пятидневки text = –31 ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].
Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:
- температура внутреннего воздуха tint = + 21ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];
- относительная влажность внутреннего воздуха: = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%]. ;
- Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А [согласно СНиП 23-02–2003. ].
- Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения аint = 8,7 Вт/м2 °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
- Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения aext = 23 Вт/м2·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]
Наименование |
Значение |
Место строительства |
г. Ярославль |
Температура внутреннего воздуха |
tint = +21 0С |
Расчетная зимняя температура |
text= -31 0С |
Относительная влажность внутреннего воздуха |
φint=55 % |
Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения |
αint=8,7 Вт/м2·0С |
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений |
αext=23 Вт/м2·0С |
Б. Порядок расчета
Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .
Используя приложение (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», определяем теплотехнические характеристики материалов ограждения.
№ |
Наименование материала |
γ0, кг/м3 |
δ, м |
λ, Вт/м 0С |
R, м2·0С/Вт |
μ, мг/м·ч·Па |
11 |
Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе |
1800 |
0,51 |
0,70 |
0,73 |
0,11 |
22 |
Утеплитель Пенополистирол |
100 |
0,15 |
0,041 |
3,66 |
0,05 |
3 |
Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе |
1800 |
0,12 |
0,70 |
0,17 |
0,11 |
Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п. 9.1, примечание 3 плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.
Сопротивление паропроницанию м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:
- нормируемого сопротивления
- нормируемого сопротивления паропроницанию м2·ч·Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле (17) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
где eint – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
где Еint – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tint, 0С, принимаемое по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», приложению (С);
φint – относительная влажность внутреннего воздуха;
Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
где Е1, Е2, Е3 – парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации τс, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;
z1, z2, z3 – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3 с учетом следующих условий:
а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 50 С;
б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 0С до плюс 5 0С;
в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 0С.
– сопротивление
eext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7;
z0 – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по «Строительная климатология», табл. 3;
Е0 – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;
ρw – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м3, в сухом состоянии;
δw – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м;
∆wav – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z0;
– коэффициент, определяемый по формуле (20) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7.
Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, а значения температур в плоскости возможной конденсации τi, соответствующие этим периодам, по формуле (74) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
где tint, 0C – расчетная температура внутреннего воздуха;
ti, 0C – расчетная температура наружного воздуха i – го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;
Rsi – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения
– термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;
R0 – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
R0 = Rsi + R1 + R2 + …. Rn + Rse,
Rse - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей конструкции
R1, R2, и Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
где δi – толщина i-го слоя, м;
λi - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, определяемый по приложению (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
Определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции м2·0С/Вт
Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет
Для соответствующих периодов года устанавливаем их продолжительность zi , мес., и среднюю температуру наружного воздуха ti , 0С, а далее по формуле для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τi для климатических условий г. Ярославля:
- зима (январь, февраль, март, декабрь), z1 = 4 месяца
t1 =
- весна – осень (апрель, октябрь, ноябрь), z2 = 3 месяца
t2 =
- лето (май – сентябрь), z3 = 5 месяцев
t3 =
По приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» для tint = 20оС устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле определяем давление водяного пара внутреннего воздуха
Для соответствующих периодов по найденным температурам (τ1, τ2, τ3) определяем по приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» максимальные парциальные давления (Е1, Е2, Е3) водяного пара: Е1 = 327 Па, Е2 = 732 Па, Е3 = 1652 Па и далее по формуле рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:
Вычисляем сопротивление паропроницанию , м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.
Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха eext, Па, за годовой период, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7, составляет 740 Па.
По формуле определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

- Контрольная работа по "Строительная физика"
- Контрольная работа по "Строительная физика"
- Контрольная работа по «Строительной машине»
- Контрольная работа по "Строительной технике"
- Контрольная работа по "Строительной физике"
- Контрольная работа по "Строительной физике"
- Контрольная работа по "Строительной физике"
- Контрольная работа по "Страховому праву"
- Контрольная работа по "Страховому праву"
- Контрольная работа по "Страховому праву"
- Контрольная работа по "Страховому праву"
- Контрольная работа по "Страховым услугам"
- Контрольная работа по «Страхування»
- Контрольная работа по "Строительная механика"