Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий

Министерство образования и  науки Российской Федерации

 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра инженерных коммуникаций и  систем жизнеобеспечения

                                                                                       

 

 

 

                                                                                          Допускаю к защите             

Руководитель: доцент Кажарская Л. И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

Теплогазоснабжение и вентиляция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы ЭУН 09-1                                 Д. В. Ступина

 

Нормоконтроль                                                                         Л. И. Кажарская

 

Курсовой проект защищен с оценкой                                                                    . 

 

 

 

 

Иркутск 2012 г.

 

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

 

По курсу: теплогазоснабжение и вентиляция

Студенту: Ступиной Д.В.

Тема работы: «Теплотехнический  расчёт ограждающих конструкций  здания»

Исходные данные: Вариант  № 17

  1. Район постройки здания – город Хабаровск
  2. Климатические характеристика района постройки: температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки для коэффициента обеспеченности 0,92

; средняя температура отопительного  периода со среднесуточной температурой  наружного воздуха  ; продолжительность отопительного периода при

  1. Характеристика здания: жилой дом в 4 этажа; высота первого этажа 3 м, последующих – 2,7 м

4.  Характеристика помещения:  жилая комната; расчётная температура  внутреннего воздуха в помещении ; расчётная относительная влажность внутреннего воздуха

5.  Характеристики наружных  ограждений:

- конструкция наружной  стены (Рис 1) : 1. цементно-песчаный  раствор  ; 2. газобетон ; 3. известняк

- конструкция пола (Рис 2): 1. сосновая доска ; 2. воздушная прослойка ; 3. маты минераловатные синтетическом связующем ; 4. железобетонная панель перекрытия , .

- конструкция чердачного  перекрытия (Рис 3) : 1. цементно-песчаный  раствор  ; 2. железобетонная пустотная плита ;

3. маты минераловатные прошивные на синтетическом связующем

Рекомендуемая литература: СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий –  М.: Госком РФ по строительству, 2003.; СНиП 11-3-79* Строительная теплотехника –  М.: Гострой России, 1998 г.; СНиП 23-01-99* Строительная климотология - М.:Госком РФ  по строительству, 2003 г.

 

Графическая часть на                   листах

Дата выдачи задания «      »                             2012 г.

Дата представления проекта  руководителю «      »                             2012 г.

Руководитель курсовой работы

 

Содержание:

 

  1. Исходные данные…………………………………………………………………4
  2. Расчёт коэффициента теплопередачи наружных стен………………………….5
  3. Определение коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия………...7
  4. Расчёт коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом…...10
  5. Определение коэффициента теплопередачи через заполнение световых проёмов…………………………………………………………………………………..11
  6. Определение потерь тепла по укрупнённым измерителям…………………...12
  7. Теплотехническая оценка здания……………………………………………….13
  8. Графическая часть………...……………………………………………………..14
  9. Используемая литература……………………………………………………….16

 

1) Исходные данные

Вариант № 17

Район постройки здания – город Хабаровск

Климатические характеристика района постройки: температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки для коэффициента обеспеченности 0,92

; средняя температура отопительного  периода со среднесуточной температурой  наружного воздуха  ; продолжительность отопительного периода при

Характеристика здания: жилой дом в 4 этажа; высота первого  этажа 3 м, последующих – 2,7 м

Характеристика помещения: жилая комната; расчётная температура  внутреннего воздуха в помещении ; расчётная относительная влажность внутреннего воздуха

Характеристики наружных ограждений:

- конструкция наружной стены  (Рис 1) : 1. цементно-песчаный раствор  ; 2. газобетон ; 3. известняк

- конструкция пола (Рис 3): 1. сосновая доска ; 2. воздушная прослойка ; 3. маты минераловатные синтетическом связующем ; 4. железобетонная панель перекрытия , .

- конструкция чердачного перекрытия (Рис 2) : 1. цементно-песчаный раствор ; 2. железобетонная пустотная плита ;

3. маты минераловатные  прошивные на синтетическом связующем

 

 

2) Расчёт коэффициента теплопередачи наружных стен


Главное требование теплотехнического  расчёта:

- требуемое сопротивление теплопередачи,  определяется из условия энергосбережения по градусо-суткам отопительного периода;

общее сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции:

- сопротивление теплопередачи  наружной поверхности конструкции;

- сопротивление теплопередачи  внутренней поверхности конструкции;

- сопротивление теплопередачи  конструктивного слоя наружного  ограждения, , где

- толщина конструкции;

- коэффициент теплопроводности  материала конструктивного слоя.

- коэффициент теплопередачи.

 

Общее сопротивление теплопередачи:

, где

- коэффициент теплопередачи  наружной поверхности наружного ограждения;

- коэффициент теплопередачи  внутренней поверхности наружного  ограждения.

 

  1. г. Хабаровск


  1. ;  ; 

3.1 = 8,7 ;  =23

3.2 = 0,76 = 0,11 = 0,56

Коэффициент теплопроводности зависит от: материала конструктивного слоя, плотности данного материала и от параметров эксплуатации (А или Б).

Параметры эксплуатации определяются в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности, в которой находится город.

Влажностной режим помещения  зависит от температуры внутреннего  воздуха и относительной влажности  внутреннего воздуха.

; - режим сухой

Зона влажности –  нормальная.

Параметр эксплуатации - А.

3.3

3.4

4. Требуемое сопротивление теплопередачи, отвечающее условиям энергосбережения:

С учётом интерполяции:

5. Главное требование теплотехнического расчёта:

выполнено:

6. - коэффициент теплопередачи.

 

3) Определение коэффициента теплопередачи  чердачного перекрытия


1. Общее термическое сопротивление теплопередачи

1.1 Из условия энергосбережения:

С учётом интерполяции:

2. Т.к. плита не однородна и в районе пустот сложно определить толщину для упрощения расчёта заменяем круглое сечение пустот на равновеликое квадратное, а заменяем приведенным термическим сопротивлением .

  1. Пункт 2.8 СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника»:

 

Рассмотрим 2 случая:

 

а) Делим железобетонную плиту тремя плоскостями параллельными направлению движения теплового потока (Рис 3.1).

Получается первая конструкция  трёхслойная между плоскостями 1 и 2 состоящая из: железобетонной воздушной  прослойки и железобетона.

и однослойная конструкция  между плоскостями 2 и 3 состоящая из железобетона.

Тепловой поток проходит через  конструкцию на глубину 1 метр.

 

Находим два термических сопротивления:

Термическое сопротивление  воздушной прослойки зависит от направления движения теплового потока, толщины и температуры воздушной прослойки.


В зависимости от параметра эксплуатации выбираются значения:

 

б) Для определения  делит железобетонную плиту двумя плоскостями перпендикулярными световому потоку (Рис 3.2).

Плоскости 4 и 5 делят плиту на два  однородных слоя с сопротивлениями  и , и неоднородный слой с , состоящий из воздушной прослойки и железобетона.

Из пункта 2.8 СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» следует, что ;


4. Определяем толщину утеплителя:

;

5.Определяем толщину плиты:

6. Общее сопротивление: 

7.

 

4) Расчёт коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом


  1. Конструкция пола включает в себя сосновые доски на лагах, которые опираются через кирпичные столбики на железобетонную плиту.

Коэффициент теплопередачи:

 

1.1 Общее термическое сопротивление теплопередачи:

1.2 = 8,7 ;  =6

1.3 = 0,14 = 0,06 = 1,92

 

1.4 принимается в зависимости от движения теплового потока (сверху вниз) и толщины воздушной прослойки:

 

1.5 Толщина утеплителя:

 

2 Из условия энергосбережения:

С учётом интерполяции:

 

4. Толщина пола:


5. ;

6.

 

5)Определение коэффициента теплопередачи через заполнение световых проёмов

 

1. ; ; ;

2.

3. Для определения конструкции  заполнения светового проёма нужно ввести в расчёт - приведенное термическое сопротивление теплопередачи оконных проёмов.

4. Выбираем конструкцию окна в приложении СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».

Принимаем - двухкамерный стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.

5.

 

6) Определение потерь тепла по  укрупнённым измерителям (Рис 5)


Ориентировочное значение потерь тепла через ограждающие конструкции здания:

1. Коэффициент учета района строительства здания, в том числе климатических условий:

2. Удельная тепловая характеристика гражданского здания может быть определена по двум формулам:

= 0,151

2.1 Высота здания:

2.2 Площадь наружных стен:

2.3 Площадь здания в плане:

2.4 Периметр здания:

 

2.5Объём отапливаемой части здания по внешнему обмеру:

2.6 Доля остекления, т.е отношение площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений:

2.6.1 Размер окон в соответствии с таблицей 1.

 

№ п/п

Длина окна, м

Площадь окна м2

1

2,5

3

2

1,8

2,16

3

1,3

1,56

4

1,3

1,56

5

1,8

2,16

6

1,8

2,16

7

1,3

1,56

8

1,3

1,56

   

              15,72




 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 1

 

2.6.2 Площадь остекления:

 

7) Теплотехническая оценка  здания

 

Теплотехническая оценка здания даётся на основании удельной тепловой характеристики и , которая сравнивается со средней удельной тепловой характеристикой .

Поправочный коэффициент  для жилых и общественных зданий при :

 

Ближе к значению удельной тепловой характеристики, равной 0,49 значение .

А при  теплопотери будут занижены, в помещении будет холодно, т.к система отопления не обеспечит необходимый режим комфортности.

К расчёту системы отопления принимают теплопотери здания

 

 

8) Графическая часть

       Рис. 1                                              Рис. 3


                Рис. 3.1                                              Рис. 3.2

          Рис.  2

 

Используемая литература :

1. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий – М.: Госком РФ по строительству, 2003.;

2.СНиП 11-3-79* Строительная теплотехника – М.: Гострой России, 1998 г.;

3.СНиП 23-01-99* Строительная климатология - М.:Госком РФ  по строительству, 2003 г.