Теплотехнический расчет

К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»

 

Для студентов специальности 260203

Составители ГОЛЫБИН Вячеслав Алексеевич

ФЕДОРУК Владимир Алексеевич

 

 

Подписано в печать. Формат 60х84 1/16.

Усл. печ.л. 1,9. Тираж 50 экз. Заказ.

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО «ВГТА»)

394000 Воронеж, пр. Революции, 19

Воронежский ЦНТИ

394017, Воронеж, пр. Революции, 30

Содержание

 

 

Пояснительная записка……………………………………………………………...4

1. Понятие о теплотехнике. Общие положения……………………………….5

2. Теплотехнический расчет ……………………………………………………6

Ограничение температуры и конденсации влаги

на внутренней поверхности ограждающей конструкции………………….8

4. Пример теплотехнического расчета стенового ограждения ………………9

5. Пример теплотехнического расчета утеплителя в покрытии…………….13

6. Литература …………………………………………………………………..15

 

Пояснительная записка

 

 

Методические указания предназначены для студентов ГАОУ СПО «Альметьевский политехнический техникум» специальности 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» очной и заочной формы обучения для выполнения теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций в составе практических, курсовых и дипломных работ.

Методические указания включают основы теплотехники, теплотехнические требования, предъявляемые к наружным ограждающим конструкциям, методику и примеры расчета, перечень литературы.

 

В результате изучения материалов и выполнения расчетов студент должен

знать:

- современные и типовые конструкции наружных стен, отвечающих требованиям тепловой защиты здания и энергосбережения при обеспечении санитарно-гигиенических и оптимальных параметров микроклимата помещений;

- современные конструктивные решения покрытий с применением эффективных теплоизоляционных материалов, обеспечивающих теплозащитные качества покрытий;

- современные тепло-, гидро- и пароизоляционные материалы и их теплотехнические характеристики;

- определения «теплопроводность», «термическое сопротивление материала», «точка росы» и т.д.

уметь:

- проектировать конструкции наружных стеновых ограждений и покрытий с учетом природно-климатических условий района строительства и микроклимата помещений проектируемого здания.

 

 

Понятие о теплотехнике. Общие положения.

 

Строительство зданий должно осуществляться в соответствии с требованиями к тепловой защите зданий для обеспечения установленного для проживания и деятельности людей микроклимата в здании, необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования при минимальном расходе тепловой энергии на отопление.

Рационально запроектированные наружные ограждающие конструкции должны удовлетворять следующим теплотехническим требованиям:

· обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы лучше сохранять теплоту в помещениях в холодное время года или защищать помещения от перегрева в летнее время;

· не иметь при эксплуатации на внутренней поверхности слишком низкой температуры, значительно отличающейся от температуры внутреннего воздуха во избежание образования в ней конденсата;

· обладать воздухонепроницаемостью не выше установленного предела, выше которого воздухообмен будет понижать теплозащитные качества ограждения и охлаждать помещение;

· сохранять нормальный влажностный режим, так как увлажнение ограждения ухудшает его теплозащитные свойства, уменьшает долговечность и ухудшает температурно-влажностный климат в помещении.

Для того чтобы ограждающие конструкции отвечали перечисленным требованиям, производят теплотехнический расчет в соответствии со СНиП 23-02-2003* «Строительная теплотехника. Нормы проектирования», СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита здания».

В простейшем виде ограждающая конструкция здания по своей расчетной схеме представляет плоскую конструкцию, ограниченную параллельными поверхностями. Она разделяет воздушные среды с разными температурами.

Ограждающая конструкция называется однородной, если выполнена из одного материала, и слоистой, если состоит из нескольких материалов, слои которых расположены параллельно внешним поверхностям ограждения.

Целью теплотехнического расчета является придание ограждающим конструкциям необходимых теплозащитных качеств.

Показателями тепловой защиты здания, установленных нормами, являются: 1) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций, 2) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы.

 

Теплотехнический расчет.

 

Приведенное сопротивление теплопередаче R_о, м²•С/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений R_req, м²С/Вт, определяемых по таблице 4 [1] в зависимости от градусо-суток района строительства D_d, ˚С•cут.

Градусо-сутки отопительного периода D_d, ˚С•cут., определяют по формуле:

D_d=(t_int-t_ht)•z_ht (1)

где t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ^оС, принимаемая для расчета: - для группы зданий по поз.1 таблицы 4[1] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494-96, в интервале 20-22^оС;

- для группы зданий по поз.2 таблицы 4[1]- согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494-96, в интервале 16-21^оС;

- для группы зданий по поз.3 таблицы 4[1] – по нормам проектирования соответствующих зданий.

t_ht – средняя температура наружного воздуха отопительного периода, ^оС;

z_ht - продолжительность отопительного периода, сут.

t_ht, z_ht – принимаются по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10^оС – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8^оС – в остальных случаях.

Нормируемое сопротивление теплопередаче R_req для величин D_d, отличающихся от табличных, определяют по формуле:

R_req=а•D_d+b (2)

где а,b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 [1] для соответствующих групп зданий.

Для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также для зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12^оС и ниже, приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных ограждений) R_req, м²•С/Вт, следует принимать не менее значений, определяемых по формуле:

R_req=n•(t_int- t_ext)/ ∆t_n•α_int (3),

где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 6 [1];

∆t_n – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности τ_int ограждающей конструкции, ^оС, принимаемый по таблице 5 [1];

α_int- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м²•^оС, принимаемый по табл. 7 {1};

t_int – то же, что и в формуле (1);

t_ext – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС, для всех зданий, кроме производственных, предназначенных для сезонной работы, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Общее сопротивление теплопередаче R_о, м²•^оС/Вт, ограждающей конструкции определяется по формуле:

R_o=1/α_int+R₁+R₂+…..+R_n+1/α_ext (4)

где R=δ/λ – термическое сопротивление отдельного слоя ограждающей конструкции, м²•С/Вт.

R_o=1/α_int+δ₁/λ₁+ δ₂/λ₂+…..+ δ_n/λ_n+1/α_ext, где

δ_1,, δ₂ … δ_n – толщина слоя, м; принимается из схемы сечения конструкции.

 

λ₁, λ₂ … λ_n – коэффициент теплопроводности слоя материала, Вт/м² •^оС;

принимается по приложению Д графа 8 или 9 [3];

α_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/ м² •^оС; принимается по таблице 7, [1]

α_ext - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/ м² •^оС; принимается по таблице 8 [3].

R_o принимается не менее R_req