Теплотехнический расчет ограждающих конструкций двухэтажного жилого дома в г. Казань

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций двухэтажного жилого дома в г. Казань

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"СОРМОВСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

ИМ. ГЕРОЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА П.А. СЕМЕНОВА"

Курсовой проект

Тема проекта: "Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 2-х этажного жилого дома в г.Казань"

студент : Воробьев Д.Я.

группа : В10МТ

Руководитель работы  Терёхина Н.П.

Содержание

Введение

Раздел 1. Общая часть

.1 Исходные данные

Раздел 2. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

.1 Расчёт стены

.2 Расчёт пола

.3 Расчёт потолка

.4 Расчёт наружных дверей

.5 Расчёт световых проёмов

Раздел 3. Расчёт влажностного режима наружных ограждений

.1 Проверка внутренних поверхностей наружных ограждений на возможность конденсации влаги

Заключение

Список литературы

Введение

Комплекс санитарно-технического оборудования является неотъемлемой частью инфраструктуры ЖКХ. Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж отопительной системы проводится в процессе возведения здания, её элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями (стены, полы, перекрытия, оконные и дверные проёмы), также сочетаются с планировкой и интерьером помещений. Отопление один из видов технологического оборудования зданий. Функционирование отопления характеризуется периодичностью в течение года и изменчивостью использования отопительной установки, зависящих от метеорологических условий от холодного времени года.

При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра должна увеличиваться, а при увеличении наружного воздуха и воздействия солнечной радиации, уменьшается. Теплопередача от отопительных установок должна постоянно регулироваться.

Система отопления предназначена для создания благоприятных санитарно-гигиенических условий воздушной среды и нормальной жизнедеятельности. В суровых климатических условиях и продолжительных холодных зим в России, проживание людей в помещении невозможно без работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования, обеспечивающих компенсацию потерь через наружные ограждения, также обеспечивая нагрев до требуемых санитарных норм согласно СНиП.

Конструктивное решение отопления зависит от вида тепловой энергии, используемой для повышения температуры воздуха в помещении. Выбор системы отопления и отопительных приборов, теплоносителей и конструктивных схем, эксплуатационных параметров и режимов регламентируется СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование", также Правилами и нормами технической эксплуатации жилищного фонда.

Системы отопления должны удовлетворять требованиям:

надёжность;

пожаробезопасность;

взрывоопасность;

энергоэффективность.

Параметры микроклимата в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий следует обеспечивать в соответствии с ГОСТ 30494 (таблица 3.2; 3.3).

Параметры микроклимата общественных, административно-бытовых зданий следует обеспечивать в пределах оптимальных и допустимых норм в соответствии с СанПиН 2.2.4.548 (таблицы 3.4 и 3.5)

Раздел 1 Общая часть

Теплотехнический расчёт проводиться всех наружных ограждений для холодного периода года, с учётом района строительства, условий эксплуатации, назначения зданий и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению из условия, что температура внутренней поверхности должна быть выше температуры точки росы, но не менее чем на 2-3 ºС.

Определение теплозащитных свойств ограждающих конструкций и проектирование системы отопления принимаются термодинамические параметры внутреннего и наружного воздуха и теплофизические характеристики строительных материалов ограждений.

При выполнении теплотехнического расчёта учитывается назначение и условия эксплуатации помещения.

При этом определяется температура воздуха, относительная влажность внутреннего воздуха.

Значения регламентируются СНиП.

.1 Исходные данные

Рассматриваемые ограждающие конструкции двухподъездного 2^х этажного жилого дома находятся в г.Казань.

Г. Казань расположен в нормальной зоне влажности. Влажностный режим помещения нормальный.

Согласно СНиП рассчитываемые ограждающие конструкции будут эксплуатироваться в условиях А.

Отопление осуществляется от ТЭЦ;

Основные технические характеристики:

 - температура воздуха наиболее холодной пятидневки, ºС;

 - продолжительность отопительного периода, сут;

- средняя температура воздуха, периода со средней суточной температурой воздуха, ^оС;

- температура внутреннего воздуха помещений, ºС;

Раздел 2 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

От теплотехнических качеств ограждающих конструкций здания зависит величина удельных тепловых нагрузок на системы отопления. Согласно СНиП "Отопление, вентиляция и кондиционирование" в холодный и прохладный периоды в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений температура воздуха должна быть 20…22 ºС, относительная влажность 45-30 % , скорость движения воздуха не более 0,2 м/с. Работа системы отопления должна обеспечить подведение такого количества теплоты, которое компенсирует теплопотери через наружные ограждения и нагрев наружного воздуха, поступающего путём инфильтрации (естественного проникновения) в помещение через неплотности в наружных ограждающих строительных конструкциях.

В целях снижения потерь теплоты в последние годы широко применяются в строительстве многослойные ограждающие конструкции с размещением внутри конструкции слоя тепловой изоляции. Для многослойной строительной конструкции термических сопротивлений отдельных слоёв.

Системы отопления рассчитываются на климатические условия, определённые по СНиП параметрами А или Б. Для различных строительных конструкций наружных ограждений вычисляют приведённый коэффициент термического сопротивления.

теплотехнический строительный конденсация влага

2.1 Расчёт стены

Рис. 1 Стена

Исходные данные

Штукатурка известняково-песчаный раствор

; ;

Кирпич керамический пустотный

; ;

Минеральная вата на синтетическом связывающем

; ;

Кирпич керамический пустотный на цементно-песчаном растворе

; ;

Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

Порядок расчета

1       Определяю требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:

2       Определяю градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

3       Определяю приведенное термическое сопротивление с учетом энергосбережения:

         Сравниваю  и , принимаю большее значение:

для дальнейших расчетов принимаю

5       Определяю предварительную толщину утеплителя:

6       Определяю общее фактическое сопротивление теплопередаче:

7       Определяю коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции:

8       Определяю толщину ограждающей конструкции:

2.2 Расчет пола

Рис. 2 Пол

Исходные данные

Бетон на гравии

; ;

Гидроизоляционный материал-битум нефтяной

; ;

Утеплитель "Флурмат 200"

; ;

Выравнивающая цементная стяжка

; ;

Линолеум ПВХ ГОСТ 18108

; ;

Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

Порядок расчета

1       Определяю требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:

2       Определяю градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

3       Определяю приведенное термическое сопротивление с учетом энергосбережения:

4       Сравниваю  и  и принимаю большее значение:

для дальнейших расчетов принимаю

5       Определяю толщину утеплителя:

6       Определяю общее фактическое сопротивление теплопередаче:

         Сравниваю  и  принимаю большее значение:

8       Определяю коэффициент теплопередачи конструкции пола:

9       Определяю толщину конструкции пола:

2.3 Расчет потолка

Рис. 3 Потолок

Исходные данные

Бетон

; ;

Пароизоляция битум нефтяной ГОСТ 9548

; ;

Плиты из шпательного стекловолокна "URSA"

; ;

Щебень из шлака ГОСТ 5578

; ;

Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

Порядок расчета

1       Определяю требуемое сопротивление теплопередаче по формуле:

2       Определяю градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

3       Определяю приведенное термическое сопротивление с учетом энергосбережения:

         Сравниваю  и  принимаю большее значение:

для дальнейших расчетов принимаю

5       Определяю толщину утеплителя:

6       Определяю общее фактическое сопротивление теплопередачи:

Сравниваю  и  принимаю большее значение:

Для дальнейших расчетов принимаю

Определяю коэффициент теплопередачи конструкции потолка:

9 Определяю толщину конструкции потолка:

2.4 Расчет наружных дверей

Исходные данные

Порядок расчета

1       Определяю фактическое сопротивление теплопередаче наружной двери по уравнению:

2       Определяю коэффициент теплопередачи наружной двери:

2.5.1 Расчет световых проемов

Исходные данные

Согласно расчета 2.1

Порядок расчета

1       Определяю термическое сопротивление теплопередаче по СНиП 23-02 2003 "Тепловая защита зданий" с учетом энергосбережения:

         Выбираю конструкцию окна в зависимости от величины  с учетом выполнения условия :

Принимаем

Принимаю окно из однокамерного стеклопакета в одинарном переплете из стекла с твердым селективным покрытием.

3       Нахожу коэффициент теплопередачи остекления (окна) данной ограждающей конструкции:

Раздел 3 Расчет влажностного режима наружных ограждений

Конденсация влаги из внутреннего воздуха на внутренней поверхности наружного ограждения, особенно при резких понижениях температуры, является основной причиной увлажнения наружных ограждений. Для устранения конденсации влаги необходимо, чтобы температура на внутренней поверхности, и в толще ограждения превышала бы температуру точки росы на 2-3 °С, т.е. должно соблюдаться условие

В случае, если температура внутренней поверхности (τ_вп) окажется ниже температуры точки росы, это приводит к конденсации влаги в местах теплопроводных включений. При температуре внутренней поверхности (τ_вп) ниже точки росы, то водяные пары, содержащиеся в воздухе помещения, конденсируются в капельно-жидкое состояние на внутренней поверхности ограждающих конструкций здания, накапливаются в толще, ухудшая теплозащитные свойства конструкции. При этом уменьшается термическое сопротивление теплопередаче, увеличиваются коэффициенты теплопроводности и теплопередачи, что приводит к повышению теплопотерь через наружные ограждения. Наиболее вероятное появление конденсата влаги у наружных углов стены, где температура всегда ниже, чем на других участках внутренней поверхности ограждения.

Необходимо выполнять проверку на отсутствие периодической конденсации на внутренней поверхности для периода резких похолоданий. Для борьбы с конденсаций влаги на внутренней поверхности, кроме увеличения термического сопротивления, необходимо предусмотреть вентиляцию помещения, обдувку или обогрев этих поверхностей.

3.1   
Проверка внутренних поверхностей наружных ограждений на возможность конденсации влаги

Ограждающая конструкция стены жилого здания (см. расчет 2.1)

Порядок расчета

1       Определяю температуру внутренней поверхности стены:

         Определяю действительную упругость водяных паров :

3       Рассчитываю температуру точки росы:

4      
Определяю температуру внутренней поверхности стены в углу:

Вывод: конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения происходить не будет, т. к.

, т.е.  и

Заключение

Проведя расчеты, я определил, что внешние ограждающие конструкции отапливаемых жилых и общественных зданий соответствуют требованиям прочности, устойчивости, огнестойкости, долговечности, экономичности и современного дизайна и имеют соответствующие теплотехнические показатели. Данный строящийся объект идеально подойдет для климата в котором находится г. Казань.

Список литературы

1. СНиП 23-01-99 *. Строительная климатология (с изменением №1). - М: ГУП ЦПП, 2003.

. СНиП 23-02-2003.Тепловая защита зданий. - М:ФГУП ЦПП, 2004

. Варфоломеев Ю.М., Орлов В.А. Санитарно техническое образование здания / Под. общ. Редакцией профессора Ю.М. Варфоломеева. - М.: ИНФРА-М, 2007. -249 с.

4. Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2008. - 480 с.

. Лекционный материал.