1. Opis architektoniczno budowlany budowanego komina

2. Obliczenia projektowe

2.1 Dane i założenia do projektowanego komina

• Przekrój trzonu - kołowy

• Materiał zewnętrzny - cegła szamotowa

• Materiał trzonu - cegła kominówka

• Materiał izolacyjny - wełna żużlowa

• Wysokość komina - 40,0 [m]

• Średnica wylotu 1,6 [m]

• Liczba i wejście czopuchów dwa nadziemne

• Zbieżność trzonu ~ 3%

• Temperatura gazów przy wejściu gazów 320^oC (570K)

• Strefa obciążenia wiatrem III

• Warunki geotechniczne

Poziom wody gruntowej - 3,60 [m]

Agresywność wody gruntowej - słaba

• Warunki gruntowe:

2.2 Wstępne przyjęcie wymiarów i kształtu elementów konstrukcyjnych komina

• średnica fundamentu - 6,7 [m]

• wysokość fundamentu - 0,67 [m]

• średnica czopucha - 2,0 [m]

2.3 Obliczenia termiczne ścian komina nad wejściem czopucha i w cokole żelbetowym

sekcja I wysokości 12,0 [m]

Materiały:

Wełna żużlowa biała

Cegła szamotowa

Cegła kominówka

2.3.1 Trzon murowany

Współczynnik przenikania ciepła

gdzie:

k - współczynnik przenikania ciepła

b_i - grubość materiału

_i - współczynnik przenikania ciepła

k_i - współczynnik zakrzywienia ścian zgodny z normą

R - współczynnik zgodny z normą

_o - współczynnik napływu ciepła zgodny z normą

czyli:

Dla temperatury zewnętrznej zimowej t_z1=-25^oC (248K) różnica pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną temperaturą wynosi:

Spadki temperatury na poszczególnych warstwach wynoszą:

1. przy napływie ciepła

2. w wykładzie

3. w warstwie izolacji termicznej

4. w płaszczu murowanym

5. przy odpływie ciepła

Temperatura na powierzchni poszczególnych warstw obliczona na podstawie wzoru:

na wewnętrznej powierzchni:

na wewnętrznej powierzchni izolacji

na wewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza przy odpływie ciepła

Dla temperatury zewnętrznej letniej t_z1=+35^oC (248K) współczynnik przenikania ciepła wynosi:

czyli:

Różnica pomiędzy temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną:

Spadki temperatury na poszczególnych warstwach wynoszą:

1. przy napływie ciepła

2. w wykładzie

3. w warstwie izolacji termicznej

4. w płaszczu murowanym

5. przy odpływie ciepła

Temperatura na powierzchni poszczególnych warstw obliczona na podstawie wzoru:

na wewnętrznej powierzchni:

na wewnętrznej powierzchni izolacji

na wewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza przy odpływie ciepła

Zgodnie z warunkami normowymi można ominąć obliczenia wpływu temperatury

Przy obliczaniu trzonów kominowych można pominąć wpływ wysokiej temperatury, jeśli spełnione są następujące warunki:

i

W przedmiotowym kominie oba warunki są spełnione

i

Obleczenia termiczne u wylotu komina przeprowadzono analogicznie

Dla temperatury zewnętrznej letniej t_z1=+35^oC (308K) współczynnik przenikania ciepła wynosi:

czyli:

Dla temperatury zewnętrznej zimowej t_z1=-25^oC (248K) różnica pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną temperaturą wynosi:

Spadki temperatury na poszczególnych warstwach wynoszą:

1. przy napływie ciepła

2. w wykładzie

3. w warstwie izolacji termicznej

4. w płaszczu murowanym

5. przy odpływie ciepła

Temperatura na powierzchni poszczególnych warstw obliczona na podstawie wzoru:

na wewnętrznej powierzchni:

na wewnętrznej powierzchni izolacji

na wewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza przy odpływie ciepła

Dla temperatury zewnętrznej letniej t_z1=+35^oC (308K) współczynnik przenikania ciepła wynosi:

czyli:

Różnica pomiędzy temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną:

Spadki temperatury na poszczególnych warstwach wynoszą:

1. przy napływie ciepła

2. w wykładzie

3. w warstwie izolacji termicznej

4. w płaszczu murowanym

5. przy odpływie ciepła

Temperatura na powierzchni poszczególnych warstw obliczona na podstawie wzoru:

na wewnętrznej powierzchni:

na wewnętrznej powierzchni izolacji

na wewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza

na zewnętrznej powierzchni płaszcza przy odpływie ciepła

Przy obliczaniu trzonów kominowych można pominąć wpływ wysokiej temperatury, jeśli spełnione są następujące warunki:

i

W przedmiotowym kominie oba warunki są spełnione

i

3. Obliczenia statyczne komina

3.1 obciążenia pionowe

ciężary objętościowe materiałów przyjętych do konstrukcji:

- cegła kominówka -

- wełna żużlowa biała -

- cegła szamotowa -

ciężary objętościowe poszczególnych warstw trzonu:

gdzie:

b_i - grubość warstwy w przegrodzie segmentu „i” [m]

h - wysokość segmentu

r_g - promień zewnętrzny warstwy w najwyższym poziomie segmentu [m]

r_d - promień zewnętrzny warstwy w najniższym poziomie segmentu [m]

segment I

paszcz murowany

izolacja termiczna

wykładzina z cegły szamotowej

segment II

paszcz murowany

izolacja termiczna

wykładzina z cegły szamotowej

Obciążenia w fazie realizacji:

Obciążenia w fazie eksploatacji:

segment III

paszcz murowany

izolacja termiczna

wykładzina z cegły szamotowej

Obciążenia w fazie realizacji:

Obciążenia w fazie eksploatacji:

segment VI

paszcz murowany

izolacja termiczna

wykładzina z cegły szamotowej

Obciążenia w fazie realizacji:

Obciążenia w fazie eksploatacji:

tabl. 1 zebranie obciążeń pionowych

Nr segmentu	poziom rzędna [m]	Płaszcz nośny [kN]	Izolacja termiczna [kN]	Wykładzina szamotowa [kN]	Obciążenia w fazie realizacji	Obciążenia w fazie eksploatacji
	I				40,0	320,7	12,9	167,5
					30,0				320,7	320,7
	II				30,0	674,4	19,1	248,3
					20,0				995,1	1175,5
	III				20,0	902,6	22,5	292,4
					10,0				1897,7	2345,5
	IV				10,0	1163,6	25,9	336,5
					0,0				3061,3	3824,0
Razem		3061,3	80,4	1044,7	-	-

3.2 Obciążenia poziome

3.2.1 Obciążenie wiatrem

gdzie:

q_k - charakterystyczne ciśnie prędkości wiatru określony wg normy PN-77/B-02011

H - wysokość nad poziomem morza w metrach przyjęto Złotoryja 400 m n.p.m.

q_k = 0,470 +20%=0,564

C_e - współczynnik ekspozycji terenu określony wg normy PN-77/B-02011

C_x - współczynnik aerodynamiczny określony według normy PN-88/B-03004 zał.2

Smukłość

Współczynnik obliczono ze wzoru:

 - współczynnik działania porywów wiatru określony wg normy PN-77/B-02011 i przyjęto  = 2,0

γ_d - współczynnik, który ujmuje konsekwencje założeń modelowych prowadzących do wzoru na p_k dla kominów do 100 m wysokości wynosi 1,35

Obliczone parcie wiatru:

Obciążenie wiatrem trzonu komina można uwzględnić w sposób przybliżony zastępując ją siłą skupioną P_t

F_t - powierzchnia rzutu bocznego segmentu [m²]

p_ki - średnie obciążenie wiatrem segmentu [kN/m²]

Momenty zginające od siły P_t

h_t - odległość punktu położenia siły P_t do rozpatrywanego przektoju

Segment I

Parcie wiatru

Wartość średnia parcia wiatru

Pozioma siła skupiona

Moment zginający

Segment II

Parcie wiatru

Wartość średnia parcia wiatru

Pozioma siła skupiona

Moment zginający

Segment III

Parcie wiatru

Pozioma siła skupiona

Moment zginający

Segment III

Parcie wiatru

Pozioma siła skupiona

Moment zginający

tabl.2 zestawienie momentów zginających od parcia wiatru

Nr segmentu	poziom rzędna [m]	obciążenie wiatrem [kN/m^2]	średnie obciążenie wieatrem [kN/m2]	powierzchnia rzutu bocznego	siła pozioma [m2]	moment zginający [kN]
	I	40,0					1,823	1,732	24,0	41,6	207,8
		30,0					1,640
	II	30,0					1,640	1,549	35,0	54,2	478,9
		20,0					1,458
	III	20,0					1,458	1,458	41,0	59,8	777,7
		10,0					1,458
	IV	10,0					1,458	1,458	47,0	68,5	1120,4
		0,0					1,458

Obliczenia momentami zginającymi drugiego rzędu M_u

14