Ehitusfüüsika kodutöö (0)

Ats  Pedak
EHITUSFÜÜSIKA KODUSED TÖÖD
KODUSED TÖÖD
Õppeaines: EHITUSFÜÜSIKA
Ehitusteaduskond
Õpperühm: KEI-32
 
Juhendaja : lektor  Leena Paap
Tallinn 2013
SISUKORD
2
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. W/m2K – ehk mitu vatti soojust läheb 1 ruutmeetri 
kohta Kelvinites läbi piirde. 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), seda  elamute  puhul. Mitte-elamute puhul võib lähtuda järgmistest väärtustest 0,15–
0,25 W/(m2·K).       
3
1. HOONEVÄLISPIIRETE SOOJUSJUHTIVUSE ARVUTAMINE
1.1. SEINA SOOJAJUHTIVUSE U-VÄÄRTUSE ARVUTUS
Tabel 1. Seina  spetsifikatsioon
Joonis 1. seina  konstruktsioon
1.1.1 Töö ülesanne
Leida hoone välispiirde ehk seina soojusjuhtivuse U W/ (m2K)  ja  korrigeerida   U – väärtus.
1.1.2 Arvutuskäigud
1. Leian  R1; R1;  R1;  R1  soojustakistuse . Selleks kasutame valemit:
  (Valem 1.)
4
kus:
R1...n  –   konkreetse   materjalikihi    soojustakistus .   (m2K)/W   Näiteks   R1  oleks   meie   näite   puhul 
välisseina kipsi kiht.
d – konkreetse materjalikihi paksus meetrites.
λd – konkreetse materjalikihi soojaerijuhituvs. (W/mK) 
A
  rvutan materjali kihtide soojustakistused V
  alem 1. -ga
   
R1 =  = 0,062 m2K/W
R2 puit =  = 0,42 m2K/W
R2  soojustus  =  = 1,25 m2K/W
R3 puit =  = 1,7 m2K/W
R3 soojustus =  = 5 m2K/W
R4 =  = 0,325 m2K/W
2. Leian soojustuse  sektsiooni  ja sõrestik seksiooni soojustakistuse valemiga:
(m2K)/W   ( Valem 2)
kus:
Rsi – on piirde sisepinna soojustakistus. Selleks suuruseks on välisseina puhul 0,13, (m2K)/W.
R1, R2, R3, R… – seina iga materjalikihi arvutuslik soojustakistus, (m2K)/W.
Rse – piirde välispinna soojustakistus. Selleks suuruseks on välisseina puhul 0,04, (m2K)/W
A
  rvutan soojustuse sektsiooni soojustakistuse V
  alem 2 -ga
  : 
A
  rvutan sõrestik sektsiooni soojustakistuse V
  alem 2 -ga
  : 
3. Leian kogusoojustakistuse ülemise piirväärtuse valemiga:
5
=    (Valem 3)
kus:
Aa, ..., An piirde üksikute sektsioonide osapindalad (osakaalud)
RTa, ..., RTn piirde üksikute sektsioonide soojustakistus
 A
  rvutan kogusoojustakistuse ülemise piirväärtuse V
  alem 4 -ga
   
= 
4. Mittehomogeensete materjalikihtide soojustakistused
Arvutan 50 mm paksuse soojustus kihi soojustakistuse
R50 mm soojustus/ sörestik= 1,07
Arvutan 50 mm paksuse soojustus kihi soojustakistuse
R200 mm soojustus/ sörestik= 4,30
5. Leian kogusoojustakistuse alumise piirväärtuse
RT’’=Rsi+R1+R2+…+Rn+Rse, (m2K)/W   ( Valem 5)
kus:
Rsi piirde sisepinna soojustakistus, (m2K)/W
R1, Rx, Rn iga kihi soojustakistus (soojuslikult  homogeenne  kiht või soojuslikult homogeenne
kiht), (m2K)/W
Rse piirde välispinna soojustakistus, (m2K)/W
A
  rvutan kogu
 
soojustakistuse alumise piirväärtuse V
  alem 5 -ga
   
RT’’= 0,13 +  + 1,07 + 4,30 +  + 0,13= 6,02 (m2K)/W
6. A
  rvutan  piirdetarindi kogusoojustakistuse V
  alem 2  – ga
 
: 
RT =  = 6,25 (m2K)/W
6
7. Leian suhtelise arvutusvea valemiga:
e =  =  = 0,8%   ( valem 6 )
8. Leian piirde soojusjuhtivuse U
 =  = 0,16 W/(m2   K)   ( valem 7)
9. Korrigeerin saadud tulemust õhupiludest tingitud parandusega valemiga:
              ( Valem 8 )
Arvutan õhupiludest tingitud parandusega U:
                   
Õhupiludest tingitud parandusega U väärtus on 0,16 W/m2K
1.2  KATUSE SOOJUSJUHTIVUSE ARVUTAMINE
Tabel 2. Katuse spetsifikatsioon
Paksus 
λ 
Sise.tem
Välis.temp  Sise RH Välis RH
Ats Pedak 
(mm)
(W/mK) p ºC
ºC
%
%
Materjal
 
 
20
-8
43
64
Sisepind
 
 
 
 
 
 
Betoon
200
2
 
 
 
 
Tasanduskiht-tsementmört 
M5
20
1,4
 
 
 
 
Hüdroisolatsioon
0,1
 
 
 
 
Vahtpolüstüreen
150
0,04
 
 
 
 
Betoon
60
1,8
 
 
 
 
Kinnitusmört
20
1,1
 
 
 
 
Betoonplaadid
60
1,8
 
 
 
 
Välispind
 
 
 
 
 
 
7
Joonis 2. katuse konstruktsioon
8
1.2.1 Töö ülesanne
Leida hoone välispiirde ehk katuse soojusjuhtivuse U W/ (m2K).
1.2.2 Arvutuskäigud
1. A
  rvutan materjali kihtide soojustakistused V
  alem 1. -ga
  : 
R1 =  = 0,100 m2K/W
R2 =  = 0,014m2K/W
R3 =  = 3,750 m2K/W
R4 =  = 0,033 m2K/W
R5 =  = 0,018 m2K/W
R6 =  = 0,033 m2K/W
2. A
  rvutan soojustakistuse V
  alem 2 -ga
  : 
3. Arvutan piirde soojusjuhtivuse U Valem 7-ga:
 = 0,24 W/(m2   K)
1.3 PÕRANDA SOOJUSJUHTIVUSE ARVUTAMINE
Tabel 3. Põranda spetsifikatsioon
9
Hoone 
Hoone 
w (seinte 
Paksus 
laius 
pikkus 
kogupaksus  
Ats Pedak 
(mm)
λ (W/mK) (sisemõõt) (sisemõõt) ) m
Pinnase liik
Kil ustik: 
pinnase λ 2 W/
Materjal
 
 
4,5m
5,5m
0,42m
(m2·K)
Sisepind
 
 
 
 
 
 
Plaatkate
5
0,65
 
 
 
 
Nakkekiht
80
1,5
 
 
 
 
Raudbetoonplaat
60
2
 
 
 
 
Vahtpolüstüreen
100
0,04
 
 
 
 
Kaldekiht
150
1,5
 
 
 
 
Raudbetoonplaat
80
2
 
 
 
 
Kile
0,1
 
 
 
 
Välispind
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 3. põranda konstruktsioon                            Joonis 4. põranda joonis   
10
1.3.1 Töö ülesanne
11
Leida hoone välispiirde ehk katuse soojusjuhtivuse U W/ (m2K).
1.3.2 Arvutuskäigud
1. Leian pinnast iseloomustava teguri B’, valemiga: 
 2,475  ( valem 9)
kus:
P – Kogu hoone  perimeeter  seest poolt arvestades, m
A – kogu põranda pindala, m2
B’ – põrandat iseloomustav tegur, m
2. Leian põranda ekvivalentse paksuse, arvutamiseks kasutan järgmist valemit:
   ( valem 10 )
kus:
dt – põranda ekvivalentne paksus 
w – sokli kogupaksus, m
pinnase – pinnase soojusjuhtivus, (m2·K)
Rsi – on piirde sisepinna soojustakistus. Selleks suuruseks on põranda puhul 0,17, (m2K)/W.
Rf – põranda soojustakistus, mille hulka arvestatakse kõik põranda  kihid  kaasaarvatud põrandakate.
Rse – piirde välispinna soojustakistus, (m2K)/W
12
A
  rvutan põranda ekvivalentse paksuse val
  em 10 -ga
  : 
= 7,35
Kuna 2,475 on väiksem kui dt = 7,35 on tegu hästi isoleeritud põrandaga ,seega arvutan U väärtuse 
val
  em 11 -ga
   
13
2. HOONEVÄLISPIIRETE SOOJUSJUHTIVUSE ARVUTAMINE
2.1 SEINA TEMPERATUURI  REZIIMI  ARVUTAMINE
Tabel 4. Seina spetsifikatsioon
2.1.1 Töö ülesanne
Leida hoone välispiirde ehk seina temperatuuri  reziim  tabel 4 alusel. 
2.1.2 Arvutuskäigud temperatuuri reziimi leidmiseks.
1. Leian õhu maksimaalse veeaurusisalduse νsat sõltuvus temperatuurist tabeli abil järgmised 
väärtused.
Sisetemperatuur = 22 oC => νsat = 17,3 g/m3
Välistemperatuur = -15 oC => νsat = 2,53 g/m3
2. Leian, mis on absoluutsed veeaurusisaldused antud temperatuuride ja suhtelise õhuniiskuse 
juures.
RHsees=43% => νin = 0,43*17,3=7,439 g/m3
RHväljas=64% => νout =0,64*2,53=1,619 g/m3
14
3. Leian seina kogu soojustakistuse valemi 2-ga, mille nõutavad osad leidsin siis kui arvutasin osas 
1.1 seina soojusjuhtivust.
RT =  = 6,25 (m2K)/W
4. Leian piirde kihtide pinnatemperatuure kasutades järgmist valemit:
   ( valem11 )
Arvutan piirde kihtide pinnatemperatuure Valem 11-ga:
T  
si Vsat = 16,7 g/m3
 Vsat = 16,4 g/m3
 Vsat = 12,3 g/m3
Vsat = 3,27 g/m3
Vsat = 2,89 g/m3 
Joonis 5. Välisseina erinevate kihtide temperatuur.
15
2.2 SEINA NIISKUSREZIIMI ARVUTAMINE
2.2.1 Töö ülesanne
Leida hoone välispiirde ehk seina niiskusreziim tabel 4 alusel. 
2.2.2 Arvutuskäigud temperatuuri reziimi leidmiseks.
1. Leian niiskusrežiimi ning leian, kas veeauru sisaldus (ν) võrdub kusagil seinas 
küllastussisaldusega (νsat).
 = 
2. Leian veeauru osarõhu jaotuse  piirdes .
(12)
 
 
 
16
 
= 
= 
Joonis 6. Välisseina veeauru sisaldus (ν) ja küllastussisaldus (νsat).
17
3. KOKKUVÕTE
18
4. KASUTATUD KIRJANDUS
3.
EVS 908-1:2010 – Hoone piirdetarindi soojusjuhtivuse arvutamine
4.
EVS-EN ISO 13370:2008 – Hoonete soojuslik toimivus
19

Document Outline

• Sissejuhatus
• 1. hoonevälispiirete soojusjuhtivuse arvutamine
  • 1.1.  Seina soojajuhtivuse U-väärtuse arvutus
    • 1.1.1 Töö ülesanne
    • 1.1.2 Arvutuskäigud
  • 1.2  Katuse soojusjuhtivuse arvutamine
    • 1.2.1 Töö ülesanne
    • 1.2.2 Arvutuskäigud
  • 1.3 Põranda soojusjuhtivuse arvutamine
    • 1.3.1 Töö ülesanne
    • 1.3.2 Arvutuskäigud
• 2. hoonevälispiirete soojusjuhtivuse arvutamine
  • 2.1 SEINA TEMPERATUURI REZIIMI ARVUTAMINE
    • 2.1.1 Töö ülesanne
    • 2.1.2 Arvutuskäigud temperatuuri reziimi leidmiseks.
  • 2.2 SEINA NIISKUSREZIIMI ARVUTAMINE
    • 2.2.1 Töö ülesanne
    • 2.2.2 Arvutuskäigud temperatuuri reziimi leidmiseks.
• 3. KOKKUVÕTE
• 4. KASUTATUD KIRJANDUS