EHITUSFÜÜSIKA KODUSED TÖÖD (0)

Nimi
EHITUSFÜÜSIKA KODUSED TÖÖD
KODUSED TÖÖD
Õppeaines: EHITUSFÜÜSIKA
Ehitusteaduskond
Õpperühm: EI-32
Juhendaja :
Tallinn 2014
SisukorD
Sissejuhatus 4
1. Hoone välispiirete soojajuhtivus 5
1.1Seina soojajuhtivuse U-väärtuse arvutus 5
1.1.1Töö ülesanne 5
1.1.2Töö käik 5
1.1.3Saadud tulemused 9
1.1.4Joonis 1. Seina lõige 9
1.2Põranda soojajuhtivuse U-väärtuse arvutus 10
1.2.1Töö ülesanne 10
1.2.2Töö käik. 10
1.2.3Saadud tulemused 12
1.2.4Joonis 2 . Põranda lõige ja joonis 12
1.3Katuse soojajuhtivuse U- väärtuse arvutus. 13
1.3.1Töö ülesanne. 13
1.3.2Töö käik. 13
1.3.3Saadud tulemused 14
1.3.4Joonis 3 . Katuse lõige 15
2. Temperatuuri režiimi arvutus 16
1Hoone seina välistemperatuuri arvutus 16
1.3.5Töö ülesanne 16
1.3.6Andmed 16
1.3.7Töö käik 17
1.3.8Joonis 4. Koostan temperatuuri jaotuse seinas : 18
2Niiskusrežiimi arvutus 20
1Hoone seina niiskusrežiimi arvutus 20
2.1.1Töö ülesanne 20
2.1.2Töö käik 20
2.1.3Joonis 5. Välisseina veeauru sisaldus (ν) ja küllastussisaldus (νsat). 22
KOKKuvõte 23
VIIDATUD ALLIKATE LOETELU 24

Sissejuhatus

Ehitusfüüsika kodutöö raames toimub etteantud seina-, põranda- ja katuslaetarindi soojusjuhtivuse arvutamine. Ette on antud erinevad näitajad nagu temperatuur, suhteline õhuniiskus, pinnase tüüp ja tarindi materjalid. Lisaks soojusjuhtivuse arvutamisele toimub arvutus ka seinatarindi niiskus- ning temperatuurirežiimi osas.
Seina soojusjuhtivuse arvutamise ja U arvu teada saamise eesmärgiks on teada kui palju soojust juhib mingi seinatüüp endast läbi. U ehk soojusjuhtivuse ühikuks on W/m2K. Arvutuste tulemusel saadakse number, mis võimaldab võrrelda, kas nõutava või taotletava suurusega. Antud hetkel on välisseinte soovituslik soojaläbivus 0,12–0,22 W/(m2·K).

1. Hoone välispiirete soojajuhtivus

Seina soojajuhtivuse U-väärtuse arvutus

Tabel 1
Seina lähteandmed
28
Paksus (mm)
λ (W/mK)
Sise.temp ºC
Välis.temp ºC
Sise RH%
Välis RH%
mehaanilistest kinnititest
tingitud parandusega
(λ=50 W/mK, r= 2 mm,
n= 6 tk/m2)
Sisepind
 
 
20
-18
58
84
Liimpuit
150
0,12
 
 
 
 
Puitroovitus, vahel puistevill
300x50
0,12/0,04
 
 
 
 
OSB plaat
20
0,16
 
 
 
 
Õhkvahe nõrgalt ventileeritud
35
 
 
 
 
 
Tsementkiudplaat
20
0,58
 
 
 
 
Krohv
80
0,8
 
 
 
 
Välispind
 
 
 
 
 
 

Töö ülesanne

Leian välispiirde (seina) soojusjuhtivuse ja korrigeerin U-väärtuse, selle arvutuse käigus saan teada kui palju juhib konstruktsioon soojust endast läbi. Selle arvutamiseks kasutan ‘’ Hoone piirdetarindi soojajuhtivuse arvutusjuhendit’’. [1:1-38]

Töö käik

1. Arvutan kõige pealt R1, R2, R3, R4 soojatakistuse. Selleks kasutame valemit [1: 21]:
(1)
R1...n – konkreetse materjalikihi soojustakistus. (m2K)/W Näiteks
R1 oleks meie näite puhul välisseina sise krohvi kiht.d – konkreetse materjalikihi paksus meetrites.
λd – konkreetse materjalikihi soojaerijuhituvs. (W/mK)
Järgnevalt kasutan arvutuslikku käiku valemi
abil, et arvutada erinevate kihtide soojatakistused . [1:21] :
R1 =
= 1.25 m2K/W
R2Puitroovits =
= 2,5 m2K/W
R2Puistevill =
= 7,5 m2K/W
R3 =
= 0,125 m2K/W
R4 =
= 0,08 m2K/W
R5 =
= 0,017 m2K/W
R6 =
= 0,05 m2K/W
2. Arvutan RT soojustakistuse m2K/W. RT leidmiseks peab summeerima seina iga kihi soojustakistuse. Selleks kasutame valemit[1: 21]:
(m2K)/W (2)
Arvutuslik käik:
Rsi = 0,13 m2K/W
Rse =
0,02 m2K/W
RTPuitroovits =0,13+1,25+2,5+0,125+0,08+0,017+0,05+0,02=4,172 m2K/W
RTPuistevill =0,13+1,25+7,5+0,125+0,08+0,017+0,05+0,02=9,172 m2K/W
Arvutan kogu soojustakistuse R’T , kasutan valemit:
R’T = (3)
R’T =
= 8,34 m2K/W
Et arvutada R’’T väärtust tuleb arvutada sõrestiku osa valemi abiga
R … puistevill/puitroovits = (4)
R’’300puistevill/puitroovits =
= 6,43 m2K/W
Arvutan kogu soojustakistuse R’’T :
R’’T = 0,13+1,25+6,43+0,125+0,08+0,017+0,05+0,04=8,102 m2K/W
.Arvutan välja RT valemi abil:
RT = (5)
RT =
= 8,221 m2K/W
3. Arvutan välja U-väärtuse W/ (m2K), tarindi soojusjuhtivuse leidmiseks kasutame valemit [1:20] :
U = (6)
Arvutuslik käik :
U=
= 0,12 W/ (m2K)
4. Arvutan välja soojatakistuste protsendilise erinevuse kasutades valemit:
e =
x 100% (7)
Arvutuslik käik:
e =
x 100%= 1,45%
5. Korrigeerin U-väärtuse mehhaanilistest kinnititest tingituna [1:25] :
Uf= U + U W/ (m2K) (8)
U = Uf (9)
Uf= 2 W/ (m2K) (10)
Arvutuslik käik:
Uf = 5x50x6x0,0000126=0,019 W/ (m2K)
Uf = U + Uf (11)
Arvutuslik käik :
Uf = 0,12 + 0,0086 = 0,26 W/ (m2K)
Uf = 0,13 W/ (m2K)

Saadud tulemused

Rt= 8,221 m2K/W
U=
= 0,12 W/ (m2K)
Uf = 0,13 W/ (m2K)

Joonis 1. Seina lõige

Põranda soojajuhtivuse U-väärtuse arvutus

Tabel 2
Põranda lähteandmed
28
Paksus (mm)
λ (W/mK)
Hoone laius (sisemõõt)
Hoone pikkus (sisemõõt)
w (seinte kogupaksus ) m
Pinnase liik
Materjal
 
 
6m
8m
0,605
savi
Sisepind
 
 
 
 
 
 
PVC rullkate
10
0,17
 
 
 
 
Betoon
100
2,0
 
 
 
 
Kile
0,1
 
 
 Pinnase liik - savi
 
Kergkruus
300
0,16
 
 
 
 
Välispind
 
 
 
 
 
 

Töö ülesanne

Leian põranda soojusjuhtivus U- väätuse, selle arvutuse käigus saan teada kui palju juhib konstruktsioon soojust endast läbi. Selle arvutamiseks kasutan Eesti standardit ‘’ Hoonete soojuslik toimivus’’, soojuslevi pinnasesse, arvutusmeetodid[2:1-48]

Töö käik.

1. Arvutan põranda pindala A, m2 :
A = a x b (12)
A = 6 x 8 = 48 m2
2. Arvutan põranda välisperimeetri P,m :
P = 2 ( a + b ) (13)
P= 2 x ( 6 + 8 ) = 28 m
3. Arvutan pinnast iseloomustava teguri B’, m [2:11] :
B’= (14)
Arvutuskäik:
B’=
= 3,43 m
4. Leian seina kogupaksuse w :
w = seina kogu paksus (Liimpuit, puitroovits ja soojustus , OSB plaat, õhkvahe, tsementkiudplaat, krohv)
w = 0,15+0,30+0,02+0,035+0,02+0,08=0,605m
5. Leian pinnase soojusliku omaduse lamda,
[2:9] :
Savimöll = 1,5 W/(m x K)
6. Arvutan põrandaplaadi soojustakistuse Rf, selleks arvutan välja kõik soojustuskihid põrandaplaadi peal ja all, R1 , R2 , R3 , R4 ja R5 valemiga 1. [1: 21]
(1)
Arvtuskäik:
R1 =
= 0,059 m2K/W
R2 =
= 0,05 m2K/W
R4 =
= 1,875 m2K/W
Arvutan Rf -põrandaplaadi soojustakistuse koos teiste kihtidega .
Rf = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 (15)
Rf = 0,059+0,05+1,875=1,984 m2K/W
7. Arvutan dt koguväärtuse, [2:13] :
dt = w +(RSI+ Rf +Rse) (16)
dt = 0,605 + 1,5 (0,17 + 1,984 + 0,04) = 4,62m
* Märkus :
kui dt
B’ siis on hästi soojustatud põrand
dt =4,62
B’ 3,43 , kuna dt on suurem on tegu hästi soojustatud põrandaga ning kasutan U-väärtuse arvutamises järgmist valemit U= ,[2:13] .
8. Arvutan U- väärtuse põrandas .
U= (17)
U=
= 0,24W/ (m2K)
U= 0,24 W/ (m2K)

Saadud tulemused

Rf =1,984 m2K/W
dt =4,62 m
U= 0,24 W/ (m2K)

Joonis 2 . Põranda lõige ja joonis

Katuse soojajuhtivuse U- väärtuse arvutus.

Tabel 3
Katuse lähteandmed
28
Paksus (mm)
λ (W/mK)
Sise.temp ºC
Välis.temp ºC
Sise RH%
Välis RH%
Materjal
 
 
19
-13
67
80
Sisepind
 
 
 
 
 
 
Betoon
150
2
 
 
 
 
Tasanduskiht-tsementmört M5
30
1,4
 
 
 
 
Hüdroisolatsioon
0,2
 
 
 
 
Jäik mineraalvillplaat tuulutussoontega (50kg/m3)
180
0,035
 
 
 
 
Jäik mineraalvillplaat (130kg/m3)
35
0,034
 
 
 
 
SBS rullkate
8
0,17
 
 
 
 
Välispind
 
 
 
 
 
 

Töö ülesanne.

Leian katuse soojusjuhtivus U- väätuse millega saan teada kui palju juhib konstruktsioon soojust endast läbi. Selle arvutamiseks kasutan ‘’ Hoone piirdetarindi soojajuhtivuse arvutusjuhendit’’. [1:1-38]

Töö käik.

1. Arvutan kõigepealt soojustakistuse RT.
Arvutan R1, R2 , R3 valemi abil [1: 6] :
(1)
Arvutuskäik:
R1 =
= 0,75 m2K/W
R2 = = 0,022 m2K/W
R4 = = 5,14 m2K/W
R5 = = 1,03 m2K/W
R6 = = 0,047 m2K/W
2. Arvutan kogu soojustakistuse RT
RT= RSI +R1 + R2 + R4 + R5 + R6 +RSE (2)
Arvutuskäik:
RT= 0,10+0,075+0,022+5,14+1,03+0,047+0,04=6,454 m2K/W
3. Arvutan välja U-väärtuse W/ (m2K), tarindi soojusjuhtivuse leidmiseks kasutame valemit [1: 20] :
U = (3)
Arvutuskäik:
U =
= 0,16 W/ (m2K)

Saadud tulemused

RT = 6,454 m2K/W
U = 0,16 W/ (m2K)

Joonis 3 . Katuse lõige

2. Temperatuuri režiimi arvutus

Hoone seina välistemperatuuri arvutus

Töö ülesanne

Leia hoone väliskonstruktsiooni kihtide pinnatemperatuur [2: 156-157]

Andmed

Tabel 4
Seina lähteandmed:
 
28
Paksus (mm)
λ (W/mK)
Sise.temp ºC
Välis.temp ºC
Sise RH%
Välis RH%
d (kg / msP)
Sisepind
 
 
20
-18
58
84
0,0054 x 109
Liimpuit
150
0,12
 
 
 
 
2 x 10-12
Puitroovitus, vahel puistevill
300x50
0,12/0,04
 
 
 
 
105 x 10-12
OSB plaat
20
0,16
 
 
 
 
5 x 10-12
Õhkvahe nõrgalt ventileeritud
35
 
 
 
 
 
2,7 x 10-12
Tsementkiudplaat
20
0,58
 
 
 
 
3,5 x 10-12
Krohv
80
0,8
 
 
 
 
11,75 x 10-12
Välispind
 
 
 
 
 
 
0,0027 x 10 9
 
 
 
 
 
 
 
RH = x 100% (18)
Vin =
x Vsat (g/m3 ) (19)
1. Tuletan õhu maksimaalse veeaurusisalduse νsat sõltuvus temperatuurist t tabeli abil järgmised väärtused.
Ts =20 ‘C
Vsat = 17,3 g/m3
Tv = - 18 ’C
Vsat = 1,06 g/m3
2. Leian, mis on absoluutsed veeaurusisaldused antud temperatuuride ja suhtelise õhuniiskuse juures.
RHsees = 58 %
Vin = 0,58 x 17,3 = 10,034 g/m3
RHväljas = 84 %
Vout = 0,84 x 1,06 = 0,67 g/m3

Töö käik

1. Arvutan välja kogu seina soojustakistuse RT :
Kasutan valemit 1 ja valemit 2.
(1)
RT = Rsi + R1 + R2 + R3 + R4 + Rse (2)
On antud :
Rsi = 0,13 m2K/W
Rse = 0,02 m2K/W
RT = 8,221 m2K/W
2. Arvutan piirde kihtide Tsi , T1 ,T2, T3 ja T4 pinnatemperatuure kasutades järgmist valemit 13 ja tuletan õhu maksimaalse veeaurusisalduse νsat sõltuvus temperatuurist t tabeli abil järgmised väärtused.
(20)
Tsi = ts – [(ts – tv) x
] (21)
Tsi = 20 – [((20 – (-18)) x
] = 19,4 ‘C Vsat = 16,7 g/m3
T1 = 20 – [((20 – (-18)) x
] = 13,62 ‘C Vsat = 11,8 g/m3
T2 = 20 – [((20 – (-18)) x
] = -16,1 ‘C Vsat = 1,25 g/m3
T3 = 20 – [((20 – (-18)) x
] = -16,7 ‘C Vsat = 1,19 g/m3
T4 = 20 – [((20 – (-18)) x
] = -17,04 ‘C Vsat = 1,16 g/m3
T5 = 20 – [((20 – (-18)) x
] = -17,1 ‘C Vsat = 1,15 g/m3
T6 = 20 – [((20 – (-18)) x ] = -17,4 ‘C Vsat = 1,12 g/m3
Tse = 20 – [((20 – (-18)) x
] = -17,5 ‘C Vsat = 1,11 g/m3

Joonis 4. Koostan temperatuuri jaotuse seinas :

Niiskusrežiimi arvutus

Hoone seina niiskusrežiimi arvutus

Töö ülesanne

Leia hoonev väliskonstruktsiooni niiskusrežiim ning veeauru sisaldus. [3: 145-150]

Töö käik

1. Arvutan välja niiskusrežiimi ja leian, kas veeauru sisalduse (ν) võrdub seinas küllastussisaldusega (Vsat).
Rasi =5,4 x 10+9 m2sPa/Kg = 0,0054 x
Rase =2,7 x 10+9 m2sPa/Kg = 0,0027 x
2. Arvutan välja veeauru osarõhu jaotuse piidres.
(22)

Joonis 5. Välisseina veeauru sisaldus (ν) ja küllastussisaldus (νsat).

KOKKuvõte

Vaadates seina U-väärtust saame nentida, et seina U-väärtuse tase on väga hea . U-väärtus on
0,12 W/(m2 K),
Katuse soojajuhtivuse arvutuse tulemus rahuldas soovituslikku tulemust, milleks oli 0,16W/(m2 K) ning saab pidada hästi soojustatud konstruktsiooniks. Põranda soojajuhtivuse arvutuse tulemus jäi kõrgemaks kui soovituslik oleks, milleks oli 0,24 W/(m2 K).
Pinnasel põrandal soojustus puudub ja suurema soojustakistuse teeb kergkruus aga võiks lisada ka veel vähemalt 100mm paksuse EPS soojustuse sinna hulka, et parandada U- väärtust.
Välisseina temperatuuri jaotuse arvutuste põhjal tuli välja, et seina külmapunkt tekib soojustuse sees ning seina põhikonstruktsioon külmaga ei külmu.
Hoone seina niiskusrežiimi arvutuse põhjal sai teada, et kondensaat tekib konstruktsioonis väliskrohvi taha ja soojustuse sisse, mis võivad tekitada probleeme kui kondents külmub talvel ning hakkab välisseina krohvi lõhkuma ning soojustuse niiskumisel soojapidavus halveneb.

VIIDATUD ALLIKATE LOETELU

EVS 908-1:2010 – Hoone piirdetarindi soojusjuhtivuse arvutamine

EVS-EN ISO 13370:2008 – Hoonete soojuslik toimivus

R. Reinpuu. (2009). Ehitusfüüsika.

Masso.T. (2010). Ehituskonstruktori käsiraamat. Tln: Ehitame kirjastus