Строительная теплофизика

Введение
Строительная теплофизика занимается изучением теплопередачи и воздухопроницания через ограждающие конструкции зданий, а также влажностного режима ограждающих конструкций, связанного с процессами теплопередачи.
Знание строительной теплофизики необходимо строителям для рационального проектирования наружных ограждающих конструкций. Большое значение знание строительной теплофизики имеет для современного строительства в котором широко применяются современные различные конструкции из новых эффективных материалов.
Только ясное представление о процессах, происхожящих в ограждениях при теплопередаче, и умение пользоваться соответствующими расчетами дают возможность проектировщику обеспечить требуемые теплотехнические качества наружных ограждающих конструкций.
Данная работа по строительной теплофизике включает расчет теплового и влажностного режимов ограждающих конструкций, поскольку от них в первую очередь зависит тепловой режим в помещении.
Цель данной работы – закрепить знания, полученные при изучении теоретического курса строительной теплофизики, овладение методикой расчета теплотехнических показателей зданий и сооружений и разработки ограждающих конструкций в соответствии с требованиями к тепловой защите зданий.





1 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций г. Омск
1.1 Исходные данные
Таблица 1 - Нормативные данные для расчета
№
п/п
Наименование величины
Источник исходных
данных
Данные,
ед. изм.
1
Температура внутреннего воздуха
[2]
+20°С
2
Температура наружного воздуха, tн
[1]
- 37°С
3
Влажность
[1], А2 [3]
55%
4
Зона влажности территории
[1], рис.А1 [3]
3 – сухая
5
Условия эксплуатации конструкции
Табл. 3 [3]
А
6
Температура отопительного периода,
tот
[1]
- 8,4°С
7
Продолжительность отопительного периода, ZОТ
[1]
221
8
Влажностный режим помещения
Табл. А2 [3]
нормальный
9
Барометрическое давление
[1, табл. 4.1]
1003 гПА
10
Коэффициент теплоотдачи, αв
[2, табл. 4]
8,7 Вт/(м2°С)
11
Коэффициент теплоотдачи, αн
[2, табл. 6]
Стена –
23 Вт/(м2°С),
Покрытие –
23 Вт/(м2°С),
Перекрытие
над подв. –
6 Вт/(м2°С)
12
Коэффициент n
[2, табл. 3]
Стена – 1,
Покрытие – 1,
Перекрытие –
0,6
13
Нормируемый
температурный перепад, ∆tн
[2, табл. 5]
Стена – 4,0°С
Покрытие –
3,0°С,
Перекрытие –
2,0°С
14
Температура самого холодного месяца
(январь)
[1, табл. 3.1, графа 6]
- 19,2°С
15
Максимальная температура за июль
[1, табл. 4.1, графа 5]
+24,5°С
16
Минимальная из средних скоростей
ветра по румбам за июль не менее 1 м/с
[1, табл. 4.1, графа 19]
3,9 м/с
17
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь
[1, табл. 3.1, графа 19]
5,1 м/с
18
Максимальная амплитуда суточных
колебаний наружного воздуха за июль
[1, табл. 4.1, графа 7]
22,5°С
19
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного
месяца
[1, табл. 3.1, графа 15]
80%


2 Теплотехнический расчет наружного ограждения стены
Первоначально определяем требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:
= = = 1,64 (м2·°С)/Вт. (1)
Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:
ГСОП = (tв – tот)·Zот = (20 + 8,4)·221 = 6276 °С·сут. (2)
По таблице 9 [3] методом интерполяции находим величину сопротивления теплопередачи ограждения с учетом энергосбережения = 3,60 (м2·°С)/Вт.
Сравниваем = 1,64 (м2·°С)/Вт и = 3,60 (м2·°С)/Вт, принимаем для дальнейших расчетов большее - .
Определяем предварительную толщину выбранного утеплителя по уравнению
δут = , (3)
δут = = 0,106 м.
Принимаем толщину утеплителя δут = 0,11 м.
Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения по уравнению:
= , (4)
= = 3,70 (м2·°С)/Вт.
Проверяем условие ≥ , т.е. 3,70 > 3,60 – условие выполняется.
Коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции определяем по уравнению:
k = = = 0,27 Вт/(м2·°С). (5)
Находим толщину всей ограждающей конструкции по формуле:
δст = ∑δi, м (6)
δст = 0,03 + 0,11 + 0,51 + 0,015 = 0,665 ≈ 0,67 м.