Теплотехнический расчет наружной стены здания

Министерство Образования  и науки РК

Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия

 

 

 

 

 

 

Теплотехнический  расчет наружной стены здания

(г. Астана)

 

 

 

 

 

 

 

                                                       Выполнила: Елюбаева Г.

Арх-09-5

        Проверила: Аймагамбетова З. Т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     Алматы 2012

Исходные данные:

Место строительства – г. Астана.

Температура наружного  воздуха  t_нар= -30°С

Зона влажности  региона – сухая

Температура внутреннего  воздуха помещений  t _в= 20°С; 

Относительная влажность  внутреннего воздуха ϕ_в = 60 %

Влажностный режим  помещений – нормальный.

Расчетная схема стены	№ слоя	Материал слоя	Толщина слоя, м
	1   2 3 4	Известково-песчаный раствор Кирпичная кладка Пенополистирол (пенопласт) Цементно-песчаный раствор	0,02   0,50; 0.10 0,02

 

Исходные данные:

n-1

Средняя температура, °С   t_от.пер.= -4.3

Продолжительность, сут., Zот. Пер Z_от.пер.=175

Коэффициент теплоотдачи, α_в= 8.7 Вт/м^{2 0}С

Коэффициент теплоотдачи, α_в= 23 Вт/м^{2 0}С

Температура наружного воздуха  , t_ext = t_н5 = -30°С

Температура внутреннего  воздуха  t _в= 20°С; 

 

1.Определяем  градусо-сутки отопительного периода по формуле (2):

ГСОП= (t_в – t_от.пер )⋅Z_от.пер. = (20 − (−4,3))175 = 4252.5 °C⋅сут.

 

2. Требуемое сопротивление  теплопередаче ограждающих конструкций,  отвечающих санитарно-гигиеническим  и комфортным условиям :

R ^тр =1*(20-(-30))/4.0*8.7=1.44

 

 

3.Термическое  сопротивление R,м *⁰C/Вт.

R₁=0.02/ 0.70=0.03

R₂=0,50/ 0.70=0.71

R₃=0,10/ 0.06=0.006

R₄=0,02/ 0.76=0.03

S ₁=8.69

S ₂=9.20

S ₃=0.99

S₄=9.60

D= R₁ S ₁+ R₂ S₂+ R₃ S ₃+ R₄ S₄ + R₅ S₅=0.26+6.53+0.006+0.3=7.096      

4.Общее сопротивление  теплопередаче  конструкции R₀,м²*С/Вт:

R _Т= 1/α_в + 1/α_н

 

R _Т= 1/ 8.7++1/23=0.125+0.028+0.714+1.667+0.026+0.043=2.603  

 

5.Распределение  температур в сечении конструкции:

∆Θ=(50⁰С* 0.125)/ 2.603= 2.4 ⁰С                   

∆Θ=(50⁰С* 0.028)/ 2.603= 0.5 ⁰С 

∆Θ=(50⁰С* 0.714)/ 2.603= 13.7 ⁰С 

∆Θ=(50⁰С* 1.667)/ 2.603= 32.0 ⁰С 

∆Θ=(50⁰С* 0.026)/ 2.603= 0.5 ⁰С 

∆Θ=(50⁰С* 0.043)/ 2.603= 0.8 ⁰С 

 

Теплотехнические  показатели строительных материалов

Материал	Характеристики материала  в сухом состоянии			Расчетное массовое отношение  влаги в материале w, %	Расчетные коэффициенты (при  условиях эксплуатаци)
	Плотность, γ, кг/м3	Удельная теплоемкость с0, кДж/(кгх0С)	Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м °С		Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м °С	Коэффициент теплоусвоения S, Вт/м2 °С	Паропроницаемость µ, мг/(м*ч*Па)
Известково-песчаный раствор	1600	0.84	0.47	2	0.70	8.69	0.12
Кирпич	1800	0.88	0.56	1	0.70	9.20	0.11
Пенополистирол	150	1.34	0.05	5	0.06	0.99	0.05
Цементно-песчаный раствор	1800	0.84	0.58	2	0.76	9.60	0.09

 

 

Вывод:

Чем резче падение температуры  в отдельных слоях, тем большую  роль они играют в общей теплоизолирующей способности конструкции. Вследствие наружного расположения слоя теплоизоляции  температура на поверхности кладки падает до        .Это означает, что кладка всегда будет теплой. Пологая часть графика распределения  температур в стене показывает, что при отключении отопления наружу будет передаваться небольшое количество тепловой энергии, т.к. ее передача будет задерживаться утеплителем. Поэтому не будет возникать трещин от температурных деформаций, внутренняя штукатурка и большая масса стены смогут выполнять  важную задачу накопления тепла. Следствием является комфорт жилища летом и зимой.