wiczenie projektowe z Fizyki Budowli nr 2(1).docx

Ćwiczenie projektowe z  Fizyki Budowli nr 2

Temat: Obliczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody jednorodnej w zabudowie jednorodzinnej. Przegroda wielowarstwowa.

Wykonał:              Marcin Inglot

                            rok III grupa V

                            poniedziałek godzina 1015-1100

Prowadzący:               dr inż., mgr inż. arch. K. Kurtz

Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych

Celem tego ćwiczenia projektowego jest obliczenie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody jednorodnej w zabudowie jednorodzinnej. Obliczenia mają dotyczyć przegrody wielowarstwowej dobrze wentylowanej, z osadzonym oknem o wymiarach 1,70x1,40 m. Dane uzupełniające:

- strefa klimatyczna – III

- temperatura obliczeniowa zewnętrzna -  (-20)°C

- pole całkowite przegrody A=35 m2

Kolejną częścią zadania jest wykonanie wykresu rozkładu temperatur w naszej przegrodzie, przyjmując ulokowanie jej pomiędzy łazienką a pomieszczeniem nieogrzewanym. Podstawę obliczeniową w tym projekcie będą stanowić:

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 15 czerwca 2002 r.),

Polska Norma: Ogrzewnictwo - Temperatury obliczeniowe zewnętrzne (PN-B-02403:1982),

Polska Norma: Ogrzewnictwo - Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach

(PN-B-02402:1982),

Na podstawie ww. jako podstawowy warunek, jaki musi spełnić moja projektowana przegroda określam równaniem:

Uk≤Uk(max)

Gdzie Uk(max)=1,00 W/(m2∙K)

Moja przegroda zbudowana jest z bloczków z betonu komórkowego, ocieplana warstwą wełny mineralnej z warstwą elewacyjną z drewna (rys. 1).

Zestawienie materiałów i ich właściwości przewodzenia ciepła

Ponieważ mamy do czynienia z przegrodą dobrze wentylowaną, opór cieplny przegrody i warstw pomiędzy nią a środowiskiem zewnętrznym zostają pominięte.

∑R=R1+R2+R3=1/41+1+10/21=1,50 (m2∙K)/W

RT=Rsi+∑R+Rse

Dla przegrody dobrze wentylowanej opór przejmowania ciepła na powierzchni wyznacza się z równania:

Rsi=Rse

Rsi=Rse=0,13 (m2∙K)/W

RT= 2∙0,13+1,50≈1,76 (m2∙K)/W

U=1/RT=1,76-1≈0,568 W/(m2∙K)

Aby obliczyć całkowity współczynnik przenikania ciepła przegrody otrzymaną wartość należy zredukować o nieszczelności mostków termicznych

UC=U+ΔU

Gdzie

ΔU= ΔUg+ΔUf+ΔUr

ΔUg – poprawka z uwagi na nieszczelności termoizolacji

ΔUg=U” ∙(R1/RT)2

U” – uwzględnienie poziomu poprawki, dla mojej przegrody poziom 0, więc:

U”=0

ΔUg=0

ΔUf – poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne

ΔUf=nf∙λf∙Af∙α

nf – ilość łączników na 1 m2 przegrody

λf – współczynnik przewodzenia ciepła łącznika, w mojej przegrodzie łączniki z PCV, więc

λf<1 W/m∙K

Af – pole przekroju łącznika w miejscu przejścia przez warstwę termoizolacji,

α – współczynnik, kotew między warstwami muru, więc

ze względu na spełnienie warunku λf<1 W/m∙K pomijam poprawkę z uwagi na łączniki mechaniczne

ΔUf=0

ΔUr – poprawka z uwagi na opady przy stropodachu o odwróconym układzie warstw (nie dotyczy)

ΔUr=0

UC=U+ΔU=0,576+0=0,576 (m2∙K)/W

Aby obliczyć końcowy współczynnik przenikania ciepła przegrody otrzymaną wartość należy powiększyć o wartość liniowych mostków termicznych występujących przy oknie o wymiarach 1,70x1,40 m w ścianie o powierzchni A= 35 m2. Szkic frontu ściany – rys. 2, szkic szczegółu -         rys. 3.

UK=L/A

UK= UC + ∑j∙ψj∙Lj/A + ∑j∙χj/A

gdzie

L=∑j∙ψj∙Lj + ∑j∙χj  -  (współczynnik sprzężenia cieplnego przy dwu i trój wymiarowej wymianie ciepła

dotyczy liniowych i punktowych mostków termicznych)

detal W12

ψ=0,05 W/(m∙K)

L1=2∙1,70 + 2∙1,40=6,20 m

A=35,00 – 1,70∙1,40=35,00 – 2,21 = 32,79 m2

UK=0,576 + 0,05∙6,20/32,79≈0,586 (m2∙K)/W

Uk≤Uk(max)

0,586≤1

Wniosek:

Warunek izolacyjności cieplnej dla projektowanej przegrody został spełniony.

Obliczenie temperatur na stykach warstw materiałowych (rys. 4)

q=U∙(Ti-Te)=0,568∙24=13,632 W/m...