Схемы строительных конструкций.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

По дисциплине

Тема

Выполнил студент (институт, курс, группа)

Руководитель проекта

К защите

Проект защищен с оценкой

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

КАФЕДРА ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

ЗАДАНИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине

Студента

1. Тема проекта

2. Срок сдачи проекта

3. Исходные данные к проекту:

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

6. Консультант по проекту

7. Дата выдачи задания

8. Руководитель проекта

9. Задание получил студент

Содержание.

1. Задание. Схемы строительных конструкций.

2. Определение нормируемого сопротивления теплопередаче и толщины слоя утеплителя однородной многослойной конструкции:

2.1 – наружной стены (рис. а, б);

2.2 – покрытия (рис. г).

3. Построение температурного графика в ограждении, определение
минимальной температуры на внутренней поверхности:

3.1 – наружной стены;

3.2 – покрытия.

4. Определение приведенного сопротивления теплопередаче неоднородной конструкции утепленного пола над неотапливаемым подвалом (рис. в).

5. Определение теплоустойчивости ограждающих конструкций:

5.1 – наружной стены (рис. б);

5.2 – покрытия (рис. г).

Задание.

Определяются необходимые теплозащитные показатели строительных конструкций жилого дома, согласно условиям приведенных ниже задач. Сделать выводы о пригодности для использования в строительстве этих конструкций и их соответствии нормативным требованиям и условиям:

1. .

2. .

4. .

Схемы строительных конструкций.

а) Конструкция наружной стены: б) Конструкция многослойной наружной

1) известково-песчаная штукатурка; стены:

2) основной конструкционный 1) конструкционный материал;

материал (табл.3) 2) утеплитель (табл. 4);

3) воздушная прослойка;

4) конструкционный материал

в) Конструкция перекрытия над г) Конструкция совмещенного покрытия

подвалом: здания:

1) линолеум; 1) Ж/б плита;

2) ДВП; 2) утеплитель;

3) настил из доски; 3) цементная стяжка;

4) лага деревянная; 4) рубероид

5) Ж/б плита перекрытия

д) Конструкция наружной стены: е) Конструкция наружной стены:

1) утеплитель; 1) конструкционный материал;

2) конструкционный материал 2) утеплитель

Задача 1

Определяется нормируемое сопротивление теплопередаче и толщину слоя

утеплителя однородной многослойной конструкции (условие 1):

1.1. - наружной стены (рис. 1 а, б);

1.2. - покрытия (рис. 1 г.)

1- Известково-песчаная штукатурка

= 0,015 м = 0,81 Вт/мºС

2-Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

= 2,3 м = 0,81Вт/мºС

1) Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=(20+3,0)207= 4761ºС сут.

Где

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ºС, принимаемая для расчета ограждающих конструкции группы зданий по минимальным значениям оптимальной температуры здании = 20 ºС

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 ºС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00035*4761+1,4 = 3 м² ºС/Вт

2) Определим толщину второго слоя:

Где

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

= [ ]0, 81 = 2,3 м

3) Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

= = 3 м² ºС/Вт

4) Выполняем проверку:

По основному условию проектирования тепловой защиты наружных ограждений , 3 ≥ 3, т. е. условие СНиПа 23-02-03 выполняется.

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

= 0,25 м = 0,81 Вт/мºС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,16 м = 0,07 Вт/мºС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 м² ºС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

=0,12 м = 0,81 Вт/мºС

1) Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=(20+3)207= 4761 ºС сут.

Где

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 ºС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00035*4761+1,4 = 3 м² ºС/Вт

2) Определим толщину второго слоя:

Где

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

=[ ]0,07= 0,16 м

3) Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

= = 3 м² ºС/Вт

4) Выполняем проверку:

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ м³

= 0,1 м = 2,04 Вт/мºС

2 -Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,3 м = 0,07 Вт/мºС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ м³

= 0,03 м = 0,93 Вт/мºС

4 - Рубероид 600кг/ м³

= 0,01 м = 0,17 Вт/мºС

1) Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=(20+3)207= 4761 ºС сут.

Где

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 ºС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,0005*4761+ 2,2 = 4,6 м² ºС/Вт

2) Определим толщину второго слоя:

Где

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

=[ ]0,07=0,3 м

3) Определим расчетное сопротивление теплопередачи:

= = 4,6 м² ºС/Вт

4) Выполняем проверку:

По основному условию проектирования тепловой защиты наружных ограждений , 4,6 ≥ 4,6, т. е. условие СНиПа 23-02-03 выполняется.

Вывод. При одинаковых значениях (эти показатели в обоих случаях почти равны) толщина стенок различна: в перовом случае толщина стенки значительно больше, чем во втором. Это влияет на материальные и трудовые затраты, Значит экономически более выгодна стена второй конструкции, многослойная, толщиной = 0,16 м. При этом условие СНиПа 23-02-03 «Тепловая защита зданий» выполняется.

Задача 2.

Построить температурный график в ограждении и определить минимальную температуру внутренней поверхности (условие 2):

2.1 - наружной стены

2.2 - покрытия

2.1

1-Известково-песчаная штукатурка

= 0,015 м = 0,81 Вт/мºС

2- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

= 2,29 м = 0,81Вт/мºС

1) Санитарно-гигиенический показатель ограждений определяет комфортность и санитарно-гигиеническое состояние помещения. Он включает:

а) температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и

внутренней поверхности наружного ограждения, , ºС

б) температуру на внутренней поверхности ограждений ,ºС, которая должна быть выше температуры точки росы, , ºС

Расчетный температурный перепад , ºС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин, = 4 ºС(для наружных стен жилых зданий)

= 1,8 ºС

Где

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, = -27 ºС

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

≤ , 1,8 ≤ 4

2) Относительная влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы для помещений жилых зданий -55%. При = 20 ºС, парциальное давление насыщенного водяного пара Е = 2338 Па

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 ºС

3) Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= ºС

Условие выполняется, так как 18,2≥10,7

= 13,89 ºС

-26,32 ºС

2.2

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

= 0,25 м = 0,81 Вт/мºС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,16 м = 0,07 Вт/мºС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 м² ºС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

=0,12 м = 0,81 Вт/мºС

1) Определим температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружного ограждения, , ºС

= 1,8 ºС

≤ , 1,8 ≤ 4

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 ºС

3) Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= ºС

Условие выполняется, так как 18,2≥10,7

ºС

-21,96 ºС

-24 ºС

-26,3ºС

2.3

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ м³

= 0,1 м = 2,04 Вт/мºС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,3 м = 0,07 Вт/мºС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ м³

= 0,03 м = 0,93 Вт/мºС

4 - Рубероид 600кг/ м³

= 0,01 м = 0,17 Вт/мºС

= 1,17 ºС

≤ , 1,17 ≤ 3(Нормируемая величина для перекрытий в жилых зданиях)

e = 0,55*2338=1285,9 Па. Тогда = 10,7 ºС

3) Температура внутренней поверхности конструкции должна быть не ниже температуры точки росы

= ºС

Условие выполняется, так как 18,84≥10,7

ºС

- 25,62 ºС

-25,95 ºС

-26,55 ºС

Задача 3.

Определяется приведенное сопротивление теплопередачи неоднородной конструкции утепленного пола над неотапливаемым подвалом.

1 - Линолиум

= 0,005 м = 0,38 Вт/мºС

2- ДВП

= 0,005 м = 0,08 Вт/мºС

3- Настил из доски

= 0,025 м = 0,29 Вт/мºС

4 – Лага деревянная

= = 0,35 Вт/мºС

5- Железобетонная плита перекрытия 2500 кг/ м³

= 0,1 м = 2,04 Вт/мºС

1) Находим , исходя из санитарно-гигиенических условий:

м² ºС/Вт

Где - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции, ºС( =20-18,2=1,8 ºС)

- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м² ºС

- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, = -27 ºС

2) Найдем Градусо-сутки отопительного периода:

=(20+3)207= 4761 ºС сут.

Где

- средняя температура наружного воздуха, = - 3 ºС

- продолжительность, отопительного периода = 207 сут.

Определим нормируемое сопротивление:

= 0,00045*4761+1,9 = 4,04 м² ºС/Вт

м² ºС/Вт

4) Вычислим приведенное сопротивление слоя с лагами:

= [4,04 - ( ] =3,85 м² ºС/Вт

Находим толщину изоляционного слоя с лагами:

0,3 м

5) Рассчитаем фактическое сопротивление изоляционного слоя с лагами:

Разобьем этот слой плоскостями параллельными направлению теплового потока.

2,53 м² ºС/Вт

Вт/мºС

м² ºС/Вт

Вычислить общее фактическое термическое сопротивление над не отапливаемым подвалом и сравним с требуемым:

м² ºС/Вт

=(0,114+0,013+0,0625+0,086+0,05+3,33+0,043)= 4,43 м² ºС/Вт

Вывод.

Условие СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий, выполняется: , 4,43 ≥ 4,04, при найденной толщине теплоизоляционного слоя, равной 0,3

Задача 4.

Определяется теплоустойчивость ограждающих конструкций, рассчитанных в задаче 1(условие 3)

4.1 - наружной стены (рис. 1.б)

4.2 - покрытия (рис. 1.г)

1- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

= 0,25 м = 0,81 Вт/мºС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,16 м = 0,07 Вт/мºС

3- Воздушная прослойка

= 0,01 м = 0,13 м² ºС/Вт

4- Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³

=0,12 м = 0,81 Вт/мºС

N	Материал	δ, м	λ, Вт/мºС	S, Вт/м²ºС	R, м²ºС/Вт	D=RS*	Y, Вт/м²ºС
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³	0,25	0,81	10,12	0,31	3,14	10,94
2	Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³	0,16	0,07	0,82	2,286	1,87	0,48
3	Воздушная прослойка	0,01	-	0	0,13	0	0,45
4	Кладка из глиняного обыкновенного кирпича (ГОСТ-530) на цементно-песчаном растворе 1800 кг/ м³	0,12	0,81	10,12	0,15	1,518	14,81

1) Коэффициент теплоусвоения поверхности слоя Y, Вт/м²ºС

= 10,94 Вт/м²ºС

= 0,48 Вт/м²ºС

= 0,45 Вт/м²ºС

= 14,81 Вт/м²ºС

2) )= 1,16(5+10*1,84)=27,144 Вт/м²ºС

где V – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СНиП 23-01, но не менее 1 м/с (приложение А, табл. А.2);

3) Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции:

=13897,81

4)Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха

= 0,5*24,3+0,7(786-201)/27,144 = 27,24 ºС

Где

- максимальная амплитуда температуры наружного воздуха в июле, = 24,3 ºС

- макисмальное и среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/м²

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/м²ºС

- коэффициент поглощения солнечном радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции = 0,7

5)Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=27,24/13897,81=0,02 ºС

6) Нормируемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=2,5-0,1(24,3-21)=2,17 ºС

Вывод. Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций , обусловленная нестационарными теплопоступлениями от солнечной радиации, не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции , ≤ , 0,02≤2,17Условие СНиПа выполняется

4.2

1 - Железобетонная плита 2500 кг/ м³

= 0,1 м = 2,04 Вт/мºС

2- Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³

= 0,3 м = 0,07 Вт/мºС

3- Цементная стяжка 1800 кг/ м³

= 0,03 м = 0,93 Вт/мºС

4 - Рубероид 600кг/ м³

= 0,01 м = 0,17 Вт/мºС

N	Материал	δ, м	λ, Вт/мºС	S, Вт/м²ºС	R, м²ºС/Вт	D=RS*	Y, Вт/м²ºС
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ж/б плита 2500 кг/ м³	0,1	2,04	18,95	0,05	0,95	18,58
2	Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880) 125 кг/ м³	0,3	0,07	0,82	4,28	4,37	0,27
3	Цементная стяжка 1800 кг/ м³	0,03	0,93	11,09	0,03	0,33	3,92
4	Рубероид 600 кг/ м³	0,01	0,17	3,53	0,06	0,21	4,18

= 18,58 Вт/м²ºС

= 0,27 Вт/м²ºС

= 3,92 Вт/м²ºС

= 4,18 Вт/м²ºС

2) )= 1,16(5+10*1,84)=27,144 Вт/м²ºС

= =627,53

4)Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха

= 0,5*24,3 +0,9(786-201)/27,144 = 31,54 ºС

Где

- максимальная амплитуда температуры наружного воздуха в июле, = 24,3 ºС

- максимальное и среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/м²

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/м²ºС

- коэффициент поглощения солнечном радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции = 0,9

5)Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=31,54/627,53=0,05 ºС

7) Нормируемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=2,5-0,1(24,3-21)=2,17 ºС

Вывод.

Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций , обусловленная нестационарными теплопоступлениями от солнечной радиации, не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции , ≤ , 0,05≤2,17.Условие СНиП выполняется

Задача 5.

Определяется теплоусвоение поверхности пола с конструкцией, рассчитанной в задаче 3 (условие 4)

Слой	Материал	δ, м	λ, Вт/мºС	S, Вт/м²ºС	R, м²ºС/Вт	D=RS*	Y, Вт/м²ºС
1	Линолеум	0,005	0,38	8,56	0,013	0,111	10,9
2	ДВП	0,005	0,08	1,81	0,0625	0,113	8,26
3	Настил из доски	0,025	0,29	7,7	0,09	0,66
4	Лага деревянная	0,3	0,35	7,7	0,85	6,29
5	Ж/б плита перекрытия	0,1	2,04	18,95	0,05	0,95

D1+D2+D3= 0,111+0,113+0,66= 0,884 ≥ 0,5

D – тепловая инерция

= 8,264 Вт/м²ºС

- Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя, Вт/м²ºС

- Термические сопротивления слоев ограждающей конструкции, м²ºС/Вт

- Расчетные коэффициенты теплоусвоение материала, Вт/м²ºС

Определим теплоусвоение первого слоя:

= 10,9 Вт/м²ºС

Проверим правильность необходимость условия

= 12 Вт/м²ºС (так как показатель теплоусвоения поверхности пола принимается равным показателю теплоусвоения пола поверхности 1-го слоя )

12 ≥ 10,9. Условие выполняется, и не требуется и не требуется подбирать другую конструкцию.

Вывод.

Расчетная величина показателя теплоусвоения пола не более нормативной величины , взятой из СНиП 23-02-03, значит, эта конструкция пола удовлетворяет требованиям в отношении теплоусвоения.