Форма 7

Таблица результатов исследований

Наименование породы

Средняя плотность ρ, кг/м3

Толщина образца x, мм

Данные нагревателя

Время ∆tm, с

Температура, ∆Tm, град

Параметры породы

Сила тока Iн, А

Сопротивление, Ом

Площадь, см2

Время работы ∆tо, с

Коэффициент теплопро-водности λ , Вт / ( м К )

Коэффициент температуропроводности a107, м2 / с

Удельная теплоемкость Су,, кДж/(кг К)

Объемная теплоемкость Со,, кДж/(м3 К)

Лабораторная работа № 11

Построение диаграммы распределения температур в ограждающих конструкциях

Теплотехнические показатели ограждаю­щих конструкций устанавливаются теплотех­ническим расчетом. Необходимым условием для правильного теплотехнического расчета и последующего проектирования ограждения яв­ляется знание теплотехнических свойств строи­тельных материалов и правильное использова­ние их в зависимости от особенностей наруж­ного и внутреннего климата здания.

Термическое сопротивление плоской стен­ки R_о из однородного материала пропорцио­нально толщине стенки δ и обратно пропорцио­нально коэффициенту тепло­проводности материала λ, определяется по формуле

R₀ = δ/λ,

Численное выражение термического сопротивления стены равно раз­ности температуры на ее противоположных поверхностях, при которой через нее прохо­дит тепловой поток в 1 ккал/м²ч.

Термическое сопротивление является пока­зателем теплозащитных качеств ограждения. С увеличением величины термического сопро­тивления повышаются теплозащитные каче­ства ограждения.

Стены, состоящие из нескольких слоев разнородных материалов, называются много­слойными.

Примером многослойной стены являются:

1. обычные кирпичные стены с наружной и внутренней штукатуркой;

1. кирпичные стены с теплоизоляцией, воздушной прослойкой, арматурой и штукатуркой (рис. 6);

2. утепленные панели, состоящие из сло­ев конструктивного и термоизоляционного ма­териалов.

Термическое сопротивление многослойной стены равно сумме термических сопротивле­ний всех слоев, и оп­ределяется по формуле

R_о = δ₁/λ ₁ + ... + δ _n/λ _n,

где R_о - термические сопротив­ления слоев стены, δ₁÷δ_n - толщины слоев, м; λ₁ ÷λ _n - коэффициенты теплопроводности слоев, Вт/м.^оС.

Ц ель работы: ознакомление с методикой расчета теплового сопротивления и построения диаграммы изменения температур по слоям ограждающей конструкции.

Задачи работы:

1

Рис. 7. Структура ограждающей

Конструкции

. Из СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" выбрать необходимые параметры для расчета требуемого теплового сопротивления ограждающей конструкции.

2. В табличном процессоре EXCEL выполнить предварительный расчет теплового сопротивления стены.

3. Подобрать необходимую толщину теплоизоляционного слоя для обеспечения требуемого теплового сопротивления ограждающей конструкции.

4. Построить диаграмму распределения температур в стене.

Оборудование и материалы: ПЭВМ; программа «Теплотехнический расчет»

Порядок выполнения работы

В табличном процессоре EXCEL по программе «Теплотехнический расчет» произвести расчет теплового сопротивления стены с использованием теплоизоляционного материала испытанного в лабораторной работе №10. Сравнив его с нормативным для указанного преподавателем региона, определить оптимальную толщину теплоизоляционного слоя. Расчет выполнять в следующей последовательности.

Открыть лист "Расчет теплоизоляции". В ячейки помеченные голубым цветом указать: регион, для которого будет производиться расчет; расчетную температуру внутреннего воздуха, t_в, принятую согласно ГОСТ 12.1.005-88; среднюю температуру t_от.пер. и продолжительность z_от.пер. отопительного периода, согласно данным СНиП 2.01.01-82 "Температура наружного воздуха".

Расчет градусо-суток отопительного периода (ГСОП) будет выполнен автоматически.

Для расчета сопротивлений теплопередачи R₀^тр необходимо указать тип конструкции (кровли, стены и т. п.) и тип здания (жилые, общественные, производственные).

Далее произойдет непосредственно расчет требуемого теплового сопротивления, исходя из конструктивных элементов и данных СНиП II - 3 - 79*, прил. 3 [].

Если Вы используете в расчете теплоизоляционный материал, характеристики которого не вошли в СНиП II - 3 - 79*, прил. 3, то укажите название теплоизоляции, ее тип, плотность, кг/м³ и коэффициент теплопроводности, Вт/м.^оС.

Далее следует в соответствующих ячейках указать значения коэффициентов теплоотдачи α_н и α_в, пользуясь табл. 4 и 6 СНиП II - 3 – 79 [].

Следующим шагом согласно структуре ограждающей конструкции в расчетную таблицу, последовательно по слоям "снаружи-внутрь", указывая толщину слоя в метрах δ,м и коэффициент теплопроводности, λ Вт/м.С, взятый из прил. 3* СНиП II - 3 – 79 [].

Расчет сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции выполняется по формуле

R₀^тр = 1/α_н + δ₁/λ ₁ + ... + δ _n/λ _n + 1/α_в,

где δ₁÷δ_n - толщины слоев, м; λ₁ ÷λ _n - коэффициенты теплопроводности слоев, Вт/м.^оС; α_н и α_в - коэффициенты теплоотдачи наружной и внутренней поверхности стены, Вт/м.^оС.

В результате получим расчетное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, значение которого должно быть больше или равно требуемому сопротивлению, взятому из расчетной таблицы выше.

Если это условие выполняется, появляется строка "Конструкция соответствует теплоизоляционным нормам", если нет - "Толщина теплоизоляции недостаточна" в этом случае требуется увеличить толщину теплоизоляции или изменить структуру ограждающей конструкции.

Также для универсальности приведена таблица "Температура наружного воздуха" из СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" с необходимыми для расчета значениями.