Контрольная работа по курсу «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 сопротивления  теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объёмной массой 40 кг/м³. Выполнить проверку санитарно-гигиенических требований.

 

 

 

А. Исходные данные

 

• Место строительства – г. Ярославль
• Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Продолжительность отопительного периода z_ht = 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 t_ht = –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 t_ext = –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 t_int = + 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 а_int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 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	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, м2·°С/Вт
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 принимать  приведенное  сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности , который для стен жилых зданий из кирпича толщиной 500 мм (без учета утеплителя) равен 0,74 по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», п.8.17, т.е., = ,

где – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²·°С/Вт.

,

где = 1/a_int=1/8,7=0,1149 Вт/(м²·°С),

a_int =8.7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =0,73+2,5+0,21=3,44 м²·°С/Вт, - термическое сопротивление ограждающей конструкции,

где R₁, R₂, ..., R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции.

R_se = 1/a_ext=1/23=0,0435 Вт/(м²·°С),

a_ext=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».

 м²·°С/Вт

= =3,60 м²·°С/Вт

 

Определяем величину градусо-суток  отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

= (20+4)·221 = 5304ºС^.сут,

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 R_req = aD_d + b по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 (табл. 4)

=0,00035·5304 + 1,4 =3,26 м²·°С/Вт 

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.

R_k = R₁ + R₂ + … R_n =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-гигиенических  требований.

Проверяем выполнение условия  .

По формуле (4) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем расчётный температурный перепад

ºС.

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);

t_ext - 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 требований.     Проверяем  выполнение условия  t tn (1):   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.   Проверяем  выполнение  условия.   > 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 z_ht = 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 t_ht = –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 t_ext = –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 t_int = + 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 а_int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 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 выполнения  санитарно-гигиенических требований  тепловой защиты здания)

 

А. Исходные данные

 

 

Рис. 4  Расчётная схема

            

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

 

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	, Вт/(м·°С)	, (м2·°С/Вт)
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»

= (21+4)·221 = 5525ºС^.сут

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)

=0,00045·5525 + 1,9 =4,29 м²·°С/Вт

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  R_к:

=4,29 – (1/8,7 + 1/12) = 4,29 – 0,198 = 4,1  м²·°С/Вт,

a_ext=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»,

a_int =8.7 — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

R_ут – термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения: