Контрольная работа по строительной физике - файл n1.doc

Контрольная работа по строительной физике
скачать (2332.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2333kb.30.05.2012 10:43скачать

n1.doc



Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермский государственный технический университет

Кафедра архитектуры


Контрольная работа

по строительной физике

Выполнил студент гр. ПГСз-08-2

Грошева О. Е.

Проверил преподаватель

Запольских Т.Ю.


Пермь 2010

Вариант 18

Задание 1

Определить достаточность сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объемной массой 40кг/м3. Выполнить проверку санитарно-гигиенических требований.
А. Исходные данные


Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:




Рис.3 Расчётная схема

Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.




п/п

Наименование материала

, кг/м3

, м

,Вт/(м·°С)

, м2·°С/Вт

1

Кирпичная кладка из пустотного кирпича

1200

0,250

0,47

0,532

2

Плиты пенополистирольные

40

0,150

0,041

3,659

3

Кирпичная кладка из пустотного кирпича

(облицовочного)

1600

0,120

0,58

0,173


,Вт/(м·°С)- по прилож. Д, СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий

R=/
Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.]:
Dd = (tint thtzht = (20–(–4,5))·207 = 5071,5 °С·сут
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.] а=0,00035, b=1,4:
Rreq = aDd + b =0,00035·5071,5 + 1,4 =3,18 м2·°С/Вт.
Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче R0r

с учетом коэффициента теплотехнической однородности r, который для стен толщиной 510мм. равен 0,74 ( п. 8,17 СП 23-101-04 ), т.е.
R0r = R0усл r,

R0усл = Rsi + Rk + Rse

Термическое сопротивление наружной кирпичной стены слоистой конструкции может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.

Rк= R1+ R2 + R3

R к =0,532+3,659+0,173=4,364 м2·°С/Вт

Рассчитываем фактическое приведенное сопротивление теплопередачи:
R0r = r(Rsi+ R1 + R3+ R2+ Rse)=0,74 ( 1/8,7 + 0,532 + 3,659 + 0,173+1/23 ) =0,74*4,522= 3,346 м2·°С/Вт.
Условие R0r = 3,346 > = 3,18 м2·°С/Вт выполняется.
Вывод: Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.


В.Проверка санитарно-гигиенических требований.



  1. Проверяем выполнение условия t tn(1):


t=n( tint - text ) /аint R0r



t=1(20+29) /8.7*3,346 = 49/29,11= 1,68єС
Согласно таб. 5 СНиП 23-02-2003:

tn = 4єС , следовательно условие (1) выполняется.


  1. Проверяем выполнение условия.


> td.

Для расчета используем формулу (25) СП 23-101-04:
= tint - [ n ( tint - text ) ] /( аint R0r ) = 20-[ 1 ( 20+29 ) ]/ ( 3,245*8.7 )=
= 20 - 49/29,11 = 20 – 1,68 = 18.32 єС
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 =20єС и относительной влажности

= 55 % температура точки росы td =10,69 єС , 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 толщиной 100 мм, пароизоляция- 1 слой рубитекса, цементно-песчаной стяжки толщиной 30мм и утеплителя (плиты-URSA, объемная масса утеплителя 85 кг/ м3).

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:


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)

R, м2·°С/Вт

1

Утеплитель – плиты URSA

85

Х

0,046

Х

2

Цементно - песчанная стяжка

1800

0,030

0,76

0,039

3

Пароизоляция – 1 слой (ГОСТ 10923)

600

0,005

0,17

0,029

4

Железобетон

( ГОСТ 26633)


2500

0,100

1,92

0,052



Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.]:
Dd = (tint thtzht = (20–(–4,5))·207 = 5071,5 °С·сут
.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.]: a=0,00045, b=1,9
Rreq = aDd + b = 0,00045·5071,5+ 1,9 =4,18 м2·°С/Вт.
Теплотехнический расчет ведется из условия равенства общего термического сопротивления R0 нормируемому Rreq, т.е.
R0 = Rreq.

По формуле (7) СП 23-100–2004 определяем термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк

=4,18 – (1/8,7 + 1/12) =4,18 – 0,198 = 3,983 м2·°С/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции (чердачного перекрытия) может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.

Rк= Rжб+ Rпи+ Rут+ Rст ,
где Rж.б – термическое сопротивление железобетона

Rп.и – термическое сопротивление слоя пароизоляции;

Rут – термическое сопротивление утепляющего слоя.

Rст – термическое сопротивление стяжки цементно-песчаной.

Rут= Rк-( Rжб+ Rпи+ Rст )

=3,983 – (0,052 + 0,029+0,039) =3,983 – 0,12= 3,863 м2·°С/Вт.
Используя формулу (6) СП 23-101–2004, определяем толщину утепляющего слоя

= 3,863·0,046 = 0,178м.

Принимаем толщину утепляющего слоя равной 180 мм,

Rут=ут/

Rут=0,180/0,046=3,9 м2·°С/Вт
тогда фактическое сопротивление теплопередаче составит

=Rжб+Rпи+Rут+Rст+1/8,7+1/12=0,052+0,029+0,039+3,9+1/8,7+1/12= =4,21м2·°С/Вт.
Условие = 4,21 м2·°С/Вт >Rreq = 4,18 м2·°С/Вт выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия :
t = (tinttext)/ aint = =(20+29) /4,21*8.7 = 49/36,627= 1,34°С
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Нормируемый температурный перепад чердачных перекрытий в жилых зданиях ∆tn = 3 °С, следовательно, условие ∆t =1,34°С < ∆tn = 3 °С выполняется.

Проверяем выполнение условия :
= 20-[ 1 ( 20+29 ) ] / ( 4,21*8.7 )=20- 1,34=18,66°С


Значение коэффициента, учитывающего зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1 для чердачного перекрытия находим по табл.6 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.
Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий для температуры внутреннего воздуха tint = +20 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы td = 10,69 °С, следовательно, условие

> td

18,66 °С > td = 10,69 °С выполняется.
Вывод. Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.


Задание №3
Определить достаточность сопротивления паропроницанию

слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1слой – кирп. кладки ? = 380 мм.

2слой – пенополистирольного утеплителя ? = 150мм.

3слой – кирпичной кладки ? = 250мм.

Характеристика материалов:

1. Кирпичная кладка из обыкновенного кирпича на цементно- песчаном растворе, ? = 1800 кг/м.

2. Пенополистирол, ? = 100 кг/м.
А. Исходные данные


Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:


Б. Порядок расчета
Расчет ведется в соответствии с требованиям СНиП 23-02-03 и СП 23-101-04 методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию

рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие

,

Используя приложение (Д )СП 23-101-04, определяем теплотехнические характеристики материалов ограждения при условии эксплуатации ограждающей конструкции- А (таблица).

Согласно п. 9,1 примечания 3 СНиП 23-02-03, плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.



п/п

Наименование

материала



кг/м

?,

м

,

Вт/мС


R,

м2·°С/Вт

,

мг/(мчПа)

(паропроницаемость)


1.

Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно- песчаном растворе

1800

0,38

0,7

0,543

0,11

2.

Утеплитель- пенополистирол

100

0,15

0,041

3,659

0,05

3.

Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно –песчанном

1800

0,25

0,7

0,357

0,11


Сопротивление паропроницанию , мчПа/мг ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

- нормируемого сопротивления паропроницанию (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период), определяемого по формуле (16) СНиП 23-02-03:
(1)

- нормируемого сопротивления паропроницанию ( из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными

средними месячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле (17) СНиП 23-02-03;
(2)
где - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) СНиП 23-02-03:
(3)

где - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tint С, принимаемое по приложению СП 23-101-04;

влажность воздуха: = 55 %

Е- парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) СНиП 23-02-03:
(4)

где - парциальное давление водяного пара, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации , устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне- осеннего и летнего периодов;

- продолжительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего и летнего периодов года, определяемая по таб. 3 СНиП 23-01-99 с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 С до плюс 5 С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 С;

- сопротивление паропроницанию, мчПа /мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

- среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по таб. 7 СНиП 23-01-99;

- продолжительность, сут, периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по таб. 3 СНиП 23-01-99;

- парциальное давление водяного пара, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;

- плотность материала увлажняемого слоя, кг/м, в сухом состоянии;

- толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м.;

- предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления ;

- коэффициент, определяемый по формуле (20) СНиП 23-02-03;

(5)

где - среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по таблице 7 СНиП 23-01-99.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таб. 3 СНиП 23-01-99, а значения температур в плоскости возможной конденсации , соответствующие этим периодам, - по формуле (74) СП 23-101-04:

(6)

где, С – расчетная температура внутреннего воздуха;

,С – расчетная температура наружного воздуха i-го периода,

принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

- сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения,

м2 С/ Вт


- общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) СП 23-101-04;

(7)

термическое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции,
м2 С/ Вт

и - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) СП 23-101-04;
(8)

где - толщина i-го слоя, м;

- коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, определяемый по приложению Д СП 23-101-04.

Используя данные табл. 1 по формуле (7) определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции :

=0,115+0,543+3,659+0,357+0,043=4,72 м2 С/ Вт

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации
м2 С/ Вт

Для соответствующих периодов устанавливаем их продолжительность

, мес, и среднюю температуру наружного воздуха , С, а далее по формуле (6) для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации для климатических условий г. Пенза:

= - 38,2/4= -9,55 С


20-24,9= -7,02С

С

С


С

С

По приложению С СП 23-101-04 для tint = + 20єС устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле (3) определяем давление водяного пара внутреннего воздуха :




Для соответствующих периодов по найденным температурам () определяем по приложению С СП 23-101-04 максимальные парциальные давления () водяного пара 338 Па , 796 Па, 1901 Па, и далее по формуле (4) рассчитываем давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:







Вычисляем сопротивление паропроницанию , м·ч.·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации:
м·ч.·Па/мг


Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха , Па, за годовой период согласно таб. 7 СНиП 23-01-99 составляет 790 Па.


По формуле (1) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации:

м·ч.·Па/мг
Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию

Из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха сначала устанавливаем продолжительность этого периода сут и его среднюю температуру С.

Определяем температуру , С в плоскости возможной конденсации для этого периода:



С

Парциальное давление водяного пара , Па, в плоскости возможной конденсации при 5,52 С равняется 381 Па.

Согласно п. 9,1, СНиП 23-02-03 в многослойной ограждающей конструкции увлажняющим слоем является утеплитель (). Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале утеплителя согласно табл. 12 СНиП 23-02-03 составляет 25%.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами по данным табл. 3. и 7. СНиП 23-01-99 равняется (2,4+2,5+3,7+3,2)/4=295Па.

Рассчитываем коэффициент по формуле (5):






По формуле (2) определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха:

м·ч.·Па/мг

Согласно указаниям п. 9.1 СНиП определяем сопротивление паропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации:

м·ч.·Па/мг

В. Вывод

Сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации, м·ч.·Па/мг выше нормируемых значений:

и м·ч.·Па/мг, следовательно рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий и сооружений» по условиям паропрницаемости.

Задание 4

Определить достаточность звукоизоляции от воздушного и ударного шума междуэтажного перекрытия без звукоизолирующего слоя состава:




Состав перекрытия

вариант

Несущая часть перекрытия

Цементно-песчанная стяжка

и толщиной; мм



Покрытие пола из рулонного материала


18

Сплошная железобетонная панель перекрытия, = 100мм.


20

Поливинилхлоридный линолеум с подосновой из нитрона


Несущая часть перекрытия: Сплошная железобетонная панель перекрытия, = 100мм = 0,100м.

Принимаем плотность плиты:

(плотность) = 2500 кг/м
Индекс изоляции воздушного шума:




- эквивалентная поверхностная плотность.

т – поверхностная плотность ограждающей конструкции

К – коэффициент учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из легких и поризованных бетонов по отношению к конструкциям из жесткого бетона с той же плотностью.

Для сплошных ограждающих конструкций плотностью ?=1800 кг/мі и более K=1



кг/м2



кг/м2



250+42= m

m =292 кг/м2

К=1

- эквивалентная поверхностная плотность равна;






Теперь вычисляем индекс изоляции воздушного шума:



дБ

Скидываем 1 дБ на линолеум:

дБ

Индекс приведенного уровня ударного шума

где - индекс приведенного уровня ударного шума для несущей плиты перекрытия, дБ; значения индексов определяют по таб. 18 СП 23-103-03.

При поверхностной плотности (кг/м) равной 300 он равен 80.
- индекс снижения приведенного уровня ударного шума, дБ, принимается по таб. 5 методички «Защита помещений от воздушного и ударного шума», в зависимости от покрытия пола.

=19 дБ

дБ
Сравним с нормативными значениями:

Перекрытия между комнатами в квартире в двух уровнях:

в домах категории Б: Rw, дБ =45

Lnw, дБ=66
Rwн< Rw 45 дБ <48.22 дБ
Lnwн> Lnw 66 дБ >61 дБ

Задание №5

Определить площадь бокового одностороннего остекления 3-х пролетного цеха по данным:

Здание отдельно стоящее, город Пенза

- разряд зрительной работы VII ( СНиП 23-05-95* естественное и искусственное освещение, табл. 1)

а) потолка- 0,6

б) стен-0,7

в) пола-0,1


Определение площади боковых светопроёмов.
Используя формулу (1), определяем необходимую площадь боковых световых проёмов S0, предварительно произведя расчёты остальных параметров формулы.

а) Площадь пола при одностороннем расположении световых проёмов согласно формуле:

(1)

где - площадь светопроемов при боковом освещении помещений, м2;

- площадь пола, принимаемая как площадь пола достаточно освещенная естественным светом при боковом освещении, м2, определяемая по формуле в зависимости от разряда выполняемой зрительной работы и типа освещения.

При одностороннем боковом освещении площадь пола , м2, в зависимости от разряда выполняемой работы принимается:

- для VII разряда (4);

где - длина помещения, м;

- высота помещения от уровня пола до низа стропильной конструкции,=9,6 м.

Sп=60*2*9,6=1152 м2

- нормированное значение К.Е.О.,при боковом освещении для работ малой точности для г. Пенза согласно формуле , приложению Д и таб. 1, и 4, (СНиП 23-05-95*) составляет

= 1*0.9=0.9%
- коэффициент запаса, зависящий от состояния воздушной среды производственных помещений (количества пыли, дыма, концентрации паров и т.п.), а также от количества чисток остекления световых проемов в год и угла наклона светопропускающего материала к горизонту и определяемый по приложению 4; по заданию =1,4
- световая характеристика окон при боковом освещении, определяемая по приложению 5, в зависимости от отношения:

- длина помещения к его глубине ; В=(I-1 (); В=(24+12+12)-1=47 () 60/47=1,28

- глубина помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха оконного проема ; () =

(47)/(9,6-0,8-0,5)=47/8,3=5,66; При полученных отношениях =23



рис.1 рис.2

Размеры , и устанавливаются в соответствии с рис. 1 и 2.

- коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей К.Е.О. в помещении при наличии противостоящих зданий, определяемый по приложению 6; Так как по заданию здание отдельно стоящее, то этот коэффициент не учитывается.

- общий коэффициент светопропускания окон, определяемый по формуле:



При проектировании только бокового освещения, при определении учитываются только значения , и = 0,8*0,9*1=0,72

где - коэффициент светопропускания материала- стекло оконное двойное =0,8 по прилож.7;

- коэффициент, учитывающий потери света в переплётах- вид переплета стальное двойное =0,9 по прил. 7;

- коэффициент, учитывающий световые потери в солнцезащитных устройствах (приложение 8) убирающиеся регулируемые жалюзи=1;

- коэффициент, учитывающий повышение К.Е.О. при боковом освещении благодаря свету, отраженному от внутренних поверхностей помещения и принимаемый по приложению 9 в зависимости от отношения:

При одностороннем боковом освещении для VII разряда зрительной работы за расчетную точку принимают точку, удаленную от светового проёма на расстоянии, равное 2,0 м высоты от пола до верха светопроемов, т.е. = 2.0*9,6=19,2

В этом случае отношение 19,2/47=0,41

Для отношений 0,41; =5,66; ()=1,28

Для определения предварительно следует установить средневзвешенный коэффициент отражения по формуле:

(10)

где , , - коэффициенты отражения потолка, стен и пола;

по заданию р1(потолка)=0,6 , р2(стен)=0,7 р3(пола)=0,1

, , - площади потолка, стен, пола, м2 ;

S1=48*60=2880 м2

S2=(2*48*9,6)+(60*9,6)=1497,6 м2

S3=48*60=2880 м2

Рср=( 0,6*2880+0,7*1497,6+0,1*2880)/2880+1497,6+2880 = 3064,32/7257,6=0,42

Для отношения =0,41, =5,66, =1,28 величина r1=2,07
После подбора всех коэффициентов, используя формулу (1), определяют суммарную площадь боковых световых проемов в продольных наружных стенах , м2.




=33384,96/149,04=224


Задавшись шириной оконных проемов =4 м, и их количеством (10шт) определяют их высоту , м, по формуле

(12)

=7

где - длина остекления, м, определяемая по формуле:

=(10-2)*4=32 (13)

где - количество шагов вдоль здания;

- принятая ширина оконного проема, м.
Установленная по формуле (12) высота оконных проемов округляется в сторону увеличения кратно 0,6 м. В случае, когда найденная по формуле (12) высота оконного проема , м, не превышает максимально возможный размер, установленный по формуле:

=9,6-1.8=7,6 (14)
Принимаем размеры окон =4 м, =7,2 м, 10-количество проемов. Считаем площадь с принятыми размерами окон:

S=*10*=7,2*10*4=288 м2

Вывод: Определенная по формуле (12) высота оконного проема =7,2 м, не превышает размер, установленный по формуле (14)=7,6, следовательно, запроектированное освещение является достаточным.



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации