Politechnika Białostocka

Instytut Inżynierii Budowlanej

Katedra Podstaw budownictwa i Fizyki Budowli

Ćwiczenie projektowe nr 1 z Fizyki Budowli

Wykonał:

Szaciło Marcin

rok akad. 1999/2000, sem. V, grupa 4

Dla budynku mieszkalnego zaprojektować przegrodę zewnętrzną wielowarstwową.

Dla zaprojektowanej przegrody wykonać obliczenia cieplno-wilgotnościowe obejmujące:

- sprawdzenie współczynnika przenikania ciepła U

- wyznaczenie temperatur na granicy warstw

- sprawdzenie możliwości skroplenia pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej

- sporządzić wykres rozkładu temperatur w skali oporów cieplnych lub grubości przegrody.

Dane wyjściowe

- lokalizacja budynku - Kraków

- temperatura powietrza wewnątrz pomieszczeń: 18^O C

- wilgotność względna powietrza wewnątrz pomieszczeń: 49 %

Sprawdzenie współczynnika przenikania ciepła U i wyznaczenie temperatur na granicy warstw.

Tabela 1.

Lp.	Nazwa warstwy	Gęstość [kg/m^3]	Grubość d [m]	λ [W/mK]	R [m^2^⋅K/W)	Δt [^OC]	t [^OC]
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Warstwa laminarna powietrza od zewnątrz	-	-	-	0,13	1,77	18,00
2.	Tynk cementowo-wapienny	1850	0,015	0,82	0,018	0,24	16,23
3.	Cegła pełna na zaprawie cementowo-wapiennej		0,12	0,77	0,156	2,12	15,99
4.	Styropian		0,10	0,045	2,222	30,18	13,87
5.	Cegła kratówka na zaprawie cementowo-wapiennej		0,12	0,56	0,214	2,91	-16,31
6.	Tynk cementowo-wapienny	1850	0,015	0,82	0,018	0,24	-19,22
7.	Warstwa laminarna powietrza od wewnątrz	-	-	-	0,04	0,54	-19,46
			Σ d = 0,37		Σ R = 2,798		-20,00

U = (α_i + ΣR +1/α_e)^-1; R_i = 1 / α_i ; R_e = 1 / α_c ; R = d / λ

R_i = 0,12

R_e = 0,04

U - współczynnik przenikania ciepła [W/m²K]

λ - współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK]

α_i - współczynnik przejmowania ciepła przez kondygnację od strony wewnętrznej

α_e - Współczynnik przejmowania ciepła przez kondygnację od strony zewnętrznej

R - opór przejmowania ciepła

Δt = R_i / R_C ⋅ (t_i - t_e)

R_i - opór poszczególnych warstw

R_C - suma oporów

t_i - temperatura na zewnątrz dla miasta Kraków - III strefy klimatycznej

t_e - temperatura wewnątrz pomieszczenia

Kraków - III strefa → t_e = - 20^O C

Aby dopuścić przegrodę pod względem cieplno-wilgotnościowym do wybudowania powinna spełniać następujące warunki:

1. Współczynnik przenikania ciepła U powinien być mniejszy od wartości granicznej podanej w Rozporządzeniu Ministra

2. Temperatura ściany zewnętrznej od strony wewnętrznej powinna być wyższa przynajmniej o 1^O C od temperatury punktu rosy

Sprawdzenie pierwszego warunku:

R_C = ΣR = 2,798

U = 1/ R_C = 1 / 2,798 = 0,36

dla budynków wielorodzinnych U _dop = 0,5

U = 0,36 < U _dop = 0,5

Przegroda spełnia 1. warunek i przy uwzględnieniu dodatków na mostki termiczne może być wykorzystana jako ściana zewnętrzna z drzwiami i oknami.

Sprawdzenie warunku drugiego:

V_i = t_i - U⋅(t_i - t_e)⋅R_i

t_i = 18^O C -temperatura wewnątrz pomieszczenia

t_e = -20^OC - temperatura na zewnątrz

V_i - temperatura powierzchni ścian od strony wewnętrznej

U = 0,36

R_i = 0,167 m^2⋅K/W

V_i = 18 - 0,36 ⋅ (18 - (-20) ⋅ 0,167 = 15,71 [^OC]

p_i = ϕ_i ⋅ p_ni

p_i - ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej

ϕ_i - wilgotność względna powietrza = 49 %

p_ni - ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej w temp. t_i = 18 ^OC

p_ni dla t_i = 18 ^OC → 20,65 hPa

p_i = 49 ⋅ 20,65 = 10,12 → t_s = 7,15 ^OC - temperatura punktu rosy

V_i = 15,71 ^OC > t_s = 7,15 ^OC

Przegroda spełnia 2. warunek: temperatura ściany zewnętrznej od strony wewnętrznej V_i jest wyższa o 1^O C od temperatury punktu rosy t_s.

Wykres rozkładu temperatur w skali oporów cieplnych lub grubości przegrody.

---