Теплообмен между поверхностями в помещении



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Теплообмен между поверхностями в помещении



СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА

 

 

Учебно-методический комплекс для студентов специальности 290700 – теплогазоснабжение и вентиляция заочной формы обучения с применением дистанционных технологий

 

 

Белгород 2005

УДК 69.536(07)

ББК 38.113 я7

С 86

 

Составители: Подпоринов Б.Ф., канд. техн. наук, доц.

 

 

С 86
Строительная теплофизика:

Методические указания.–Белгород: Изд-во БГТУ,

2005. – 95 с.

 

Курс нацелен на изучение вопросов строительной теплофизики, освоение современных методик расчётов тепло-влажностных процессов, протекающих в наружных ограждающих конструкциях зданий с целью разработки энергосберегающих технологий в строительстве.

Учебно-методический комплекс содержит основные теоретические сведения, исходные данные, варианты и примеры решения контрольных расчётно-графических заданий по расчёту тепло-влажностных характеристик наружных ограждений зданий.

Данное издание предназначено для студентов специальности 290700 – Теплогазоснабжение и вентиляция заочной формы обучения с использованием дистанционных технологий.

 

 

УДК 69.536(07)

ББК 38.113 я7

 

 

© Белгородский государственный технологический университет (БГТУ им. В.Г. Шухова), 2005

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Тепловой режим здания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Теплообмен между поверхностями в помещении. . . . . . . . . . . . . . . . .
2. МИКРОКЛИМАТ В ПОМЕЩЕНИИ И УСЛОВИЯ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
2.1. Теплообмен человека с окружающей средой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Комфортные условия для человека в помещении. . . . . . . . . . . . . . . . .
3. ЗИМНИЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Обеспеченность расчётных внутренних условий. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Характеристика наружного климата холодного периода года. . . . . . .
4. СТАЦИОНАРНАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
4.1. Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Теплотехнический расчёт наружного ограждения. . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Проверка вероятности конденсации водяного пара на внутренней поверхности ограждения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
5. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ. . . . . . .
5.1. Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Инженерный метод расчёта теплоустойчивости ограждающей конструкции для летнего периода года. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
6. ВЛАЖНОСТНОЕ СОСТОЯНИЕ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ. . . . . .
6.1. Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Расчёт ограждающей конструкции на возможную конденсацию водяных паров в толще ограждения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
6.3. Определение сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции из условия недопустимости накопления влаги в ограждении. . . .  
6.4. Определение сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции из условия ограничения накопления влаги в ограждении.. . . . . . .  
7.РАСЧЁТ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
7.1. Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Расчёт сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции (стены) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
Вопросы к зачёту. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Словарь основных понятий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Список рекомендуемой литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Введение

 

Топливно-энергетический комплекс, созданный в нашей стране, поглощает около 1/3 всех капиталовложений в промышленность и строительство и значительную часть материальных и энергетических ресурсов.

В строительной индустрии расходуется значительное количество топливно-энергетических ресурсов. Строительство и эксплуатация зданий весьма энергоемки, расход топлива на теплоснабжение зданий составляет около 40% всего добываемого топлива. Стоимость топлива постоянно повышается, возрастает дальность его транспортировки.

В этой связи в практике проектирования строительных ограждений зданий и систем кондиционирования микроклимата важную роль играют изучение вопросов строительной теплофизики, освоение современных методик расчетов тепловлажностных процессов, протекающих в наружных ограждающих конструкциях зданий, с целью разработки энергосберегающих технологий в строительстве.

Цель данных методических указаний – обобщение и изложение в лаконичной форме методик, приемов и последовательности выполнения инженерных расчетов тепловлажностных характеристик наружных ограждающих конструкций зданий для выполнения расчетно-графических заданий по “Строительной теплофизике” на базе современных строительных норм и правил (СНиП) и другой учебно-справочной литературы. Результаты этих расчетов могут также быть использованы при выполнении курсового проекта по системам отопления зданий и в практике дипломного проектирования.

ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ

Тепловой режим здания

Тепловым режимом здания называется совокупность всех факто­ров и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помеще­ниях.

Помещения здания (рис. 1.1) изолированы от внешней среды ог­раждающими конструкциями, что позволяет создать в них определен­ный микроклимат. Наружные ограждения защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий, а специальные системы кондиционирования поддерживают определенные заданные па­раметры внутренней среды. Совокупность всех инженерных средств и устройств, обеспечивающих заданные условия микроклимата в по­мещениях здания (ограждающие конструкции, солнцезащитные уст­ройства, другие конструктивно-планировочные средства, а также си­стемы отопления — охлаждения, вентиляции, кондиционирования воздуха), называют системой кондиционирования микроклимата (СКМ)

Рис 1. 1. Различные виды воздействий на тепловой, воздушный и влажностный режим в помещениях в зданиях

 

Под действием разности наружной и внутренней температур, сол­нечной радиации и ветра за счёт процессов теплопередачи помещение теряет тепло через ограждения зимой и нагревается летом. Гравитационные силы, действие ветра и вентиляция создают перепады давлений, вызывает перетекание воздуха между сообщающимися помещениями и к его фильтрации через поры материала и неплотности ограждений и тем самым формируют внутренний режим помещения. Атмосферные осадки, влаговыделения в помещениях, разность влажности внутреннего и наружного воздуха приводят к влагообмену через ограждения и формируют важный режим помещений. Под влия­нием влагообмена возможно увлажнение материалов и ухудшение защитных свойств и долговечности наружных стен и покрытий.

Процессы, формирующие тепловую обстановку помещения, необходимо рассматривать в неразрывной связи между собой, ибо их взаимное влияние может оказаться весьма существенным. Например, фильтрация воздуха и увлажнение конструкций могут в несколько раз увеличить теплопотери помещения зимой. В то же время создание благоприятной воздушной среды в помещении требует организации его воздухообмена и влагообмена с наружной средой.

Таким образом решающую роль в формировании местного климата в помещениях зданий играют тепловой, влажностный и воздушный режимы здания.

 

 

ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА

 

В жилых, общественных и промышленных зданиях требуется поддерживать необходимые для людей и производственных процессов метеорологические условия – определенный микроклимат.

Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимосвязи.

 

 

Таблица 3.1.

НАРУЖНОЕ ОГРАЖДЕНИЕ

Общие положения

При проектировании и эксплуатации систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха важнейшей задачей является теплотехнический расчет наружных ограждений здания. Теплотехнические качества наружных ограждений определяют тепловую мощность систем теплоснабжения и отопления, а значит, и затраты тепла на отопление.

Правильно выбранная конструкция ограждения должна обеспечивать его эффективные теплозащитные свойства в течение зимнего периода, а также соответствовать требованиям теплоустойчивости резким колебаниям температуры наружного воздуха в летний период эксплуатации.

Конструкции наружной стены

Наименование характеристики или расчетной величины Обозначени, единица измерения Значение характеристики Литератур-ный источник
1. Влажностный режим помещения Нормальный (tв = 18 0С) (φв = 60%) [1, табл.1]
2. Зона влажности расположения заданного города Н “Нормальная” прил.7
3. Условия эксплуатации ограждаю щей конструкции Категория “Б” прил.12

 

 

Окончание табл. 4.1.

 

5. Материал второго (теплоизоляционного) слоя Газобетон   ρ2=300 кг/м3  
6. Материал третьего (наружного) слоя Бетон   ρ3=2400 кг/м3  
7. Коэффициент теплопроводности материалов: Вт/(м∙К)   прил.8
первого слоя λ1 1,86  
второго слоя (утеплителя) λ2 0,13  
третьего слоя λ3 1,86  
8. Коэффициент теплоусвоения (при периоде 24 ч): Вт/(м2∙К)   прил.8
первого слоя s1 17,88  
второго слоя (утеплителя) s2 1,95  
третьего слоя s3 17,88  
9. Коэффициент паропроницаемости: мг/(м∙ч∙Па)   прил.8
первого слоя μ1 0,03  
второго слоя (утеплителя) μ2 0,26  
третьего слоя μ3 0,03  
10. Коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции ρ 0,7 прил.5

Таблица 4.2

ТЕСТЫ

1. Какую величину коэффициента обеспеченности расчётных внутренних условий принимают в теплотехнических расчётах жилых и общественных зданий общего назначения:

а) 0,3; б) 0,5; в) 0,92; г) 0,4; д) 0,98.

2. Основными расчётными сочетаниями параметров наружного воздуха для зимнего периода года являются:

а) температура внутреннего воздуха в июле, скорость воздуха в помещении;

б) средняя температура наружного воздуха в январе, влажность наружного воздуха в марте;

в) температура наиболее холодной пятидневки , скорость ветра в январе.

г) зона влажности наружного воздуха в пункте строительства.

3.Термическое сопротивление однослойного ограждения из кирпичной кладки на цементно-шлаковом растворе толщиной 12 см и коэффициентом теплопроводности = 0,58 Вт/(м. ОС) равно, :

а) 0,8; б) 0,2; в) 0,9; г) 1,0; д) 1,2.

4.Какую нормативную величину нормируемого температурного перепада следует принимать при теплотехническом расчёте наружной стены:

а) =5 ОС; б) =7 ОС; в) =4 ОС; г) =10 ОС; д) =1 ОС.

5. Температура воздуха в помещении tв= 18 ОС, расчётная температура наружного воздуха = –25 ОС. Требуемое сопротивление теплопередачи наружной стены по санитарно- гигиеническим и комфортным условиям , равно:

а) 0,5; б) 0,8; в) 1,2; г) 1,8; д) 2,1.

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tо.п=–2,3 ОС; продолжительность отопительного периода zо.п=209 суток. Величина градусо-суток (ГСОП) отопительного периода для жилого дома равна:

а) 3827 ОС . сут; б) 6420 ОС . сут; в) 4243 ОС . сут; г) 2948 ОС . сут;

д) 7348 ОС . сут; е)7929 ОС . сут.

7. Требуемое сопротивление теплопередачи чердачного перекрытия жилого дома по условиям энергосбережения , при величине ГСОП = 6000 ОС . сут; равно:

а) 5,8; б) 3,2; г) 2,8; д) 4,6; е)5,5.

8. Требуемое сопротивление теплопередачи наружной стены по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям равно , а по требованиям энергосбережения . Какое расчётное сопротивление теплопередачи, RО2·К)/Вт, ограждения будет удовлетворять требованием СНиП II-3-79*:

а) 1,0; б) 4,0; в) 1,7; г) 3,0; д) 2,75.

 

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятие «обеспеченность расчётных внутренних условий».

2. Что такое «коэффициент обеспеченности внутренних условий»?

3. Каковы параметры, характеристики и расчётные сочетания показателей наружного климата холодного периода года?

4. Какова тенденция изменения температуры наружного воздуха в течении отопительного периода.

5. Какова суть понятий «расчётная температура наружного воздуха обеспеченностью 0,92 и 0,98»?

6. Дайте определение стационарного процесса теплопередачи через ограждение

7. Назовите основные стадии процесса теплопередачи через наружное ограждение.

8. Как определяется коэффициент теплоотдачи и сопротивление тепловосприятия внутренний поверхности ограждения?

9. Дайте определение понятия сопротивления теплопередачи многослойного ограждения. Приведите расчётную формулу этой величины.

10. Как определить величину термического сопротивления однослойного ограждения?

11. По какой формуле определяют температуру в любом сечении ограждения?

12. По какой формуле определяют требуемое сопротивление теплопередаче ограждений по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям?

13. Как определить требуемое сопротивление теплопередаче ограждения исходя из условия энергосбережения в соответствии со СНиП II-3-79*?

14. Понятие «градусо-сутки отопительного периода» и его определение.

15. Назовите условие соответствия теплотехнических характеристик наружного ограждения требованием СНиП II-3-79*.

16. Как найти температуру «точки росы» воздуха в помещении с помощью Jd – диаграммы?

17. Приведите формулу для расчёта температуры на внутренней поверхности наружного ограждения.

18. Назовите условие отсутствия конденсации водяного пара на внутренней поверхности наружного ограждения.

 

 

Общие положения

В реальных условиях процесс теплопередачи через ограждение нестационарный.

Температура наружного воздуха изменяется как по периодам года, так и по часам суток, а температуры внутреннего воздуха меняются вследствие колебаний теплоотдачи нагревательных прибо­ров, бытовых и технологических тепловыделений. Поэтому тепловой поток также меняется, температурное поле в массиве конструкции переменно. Для учета реальных условий теплообмена при теплотех­нических расчетах ограждающих конструкций используется теория теплоустойчивости, разработанная О.Е. Власовым и развитая Л.А.Семеновым и А.М.Шкловером.

В основу этой теории положено предположение, что тепловой поток периодически изменяется по закону гармонических колебаний.

Если при стационарном режиме тепловой поток неизменный, то при гармонических колебаниях через определенный период времени Z тепловой поток изменяется от до . Отклонения величин теплового потока выра­жаются амплитудами Aq.

Колебания величины теплового потока сказываются на темпера­туре внутренней поверхности, которая изменяется также по синусои­де и с тем же периодом колебания Z, но с некоторым запазды­ванием. При стационарном тепловом состоянии температура внутрен­ней поверхности постоянна, а при колебаниях температурного потока изменяется с определенной амплитудой .

Свойство ограждения сопротивляться изменениям температуры и тепловых потоков, уменьшая амплитуду колебания температуры внутренней поверхности называется теплоустойчивостью.

Теплоустойчивость ограждения проявляется в гашении проходящей через него температурной волны.

Особенно важна теплоустойчивость конструкций в летнее вре­мя, когда суточные изменения температуры воздуха и солнечное облучение вызывают резкое изменение температуры наружных поверхностей ограж­дений.

При проектировании ограждающих конструкций часто возникает необходимость рассчитать теплофизические свойства для летнего режима, ограничивающего перегрев помещения при периодическом повышении температуры наружного воздуха в течение суток и действии солнечной радиации. При незначительной разности среднесуточных температур у наружной и внутренней поверхности ограждений передача теплоты внутрь помещения через стены и другие непрозрач­ные конструкции в основном происходит из за периодических повы­шений температуры на наружной поверхности ограждения. Колебания температуры наружной поверхности ограждения вызывают соответ­ствующее колебание на поверхности, обращенной в помещение.

Установлено, что различные материалы и ограждения при одинаковых колебаниях температур на внутренней поверхности воспринимают различное количество теплоты.

Свойства ограждений воспринимать или отдавать тепловую энергий при колебаниях температур воздуха и теплового потока называют теплоусвоением.

Отношение величины амплитуда колебаний теплового потока Aq к величине амплитуды колебаний температуры на внутрен­ней поверхности ограждения называют коэффициентом теплоусвоения внутренней поверхности Yв. Таким образом,

 

(5.1)
.

Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения Yв имеет размерность Вт/(м2·К) и характеризует плотность теплового потока (Вт/м2), воспринимаемого внутренней поверхностью при изменении её температуры, равной 1OC.

Значение коэффициента теплоусвоения зависит от периода колебаний Z и теплофизических показателей материалов слоев ограждения.

Предположим, что ограждение состоит из одного материала. В этом случае теплоусвоение его внутренней поверхности зависит от характеристик этого материала, представляет теплофизический показатель этого материала и называется коэффициентом теплоусвоения материала S.

Величина коэффициента теплоусвоения материала имеет ту же размерность и физический смысл, что и коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения, и определяется по формуле

 

(5.2)
,

 

где Z - период колебаний, ч.

В частном случае при Z=24 часа формула (5.2) принимает вид

 
 
(5.3)


.

 

Значения коэффициентов теплоусвоения материалов приведены в таблицах норм, справочниках и других литературных источни­ках.

Наибольшее теплоусвоение имеют плотные теплопроводные ма­териалы, а наименьшее - пористые теплоизоляционные.

Величина называется коэффициентом тепловой активности материала. Она показывает способность материала воспринимать тепловую энергию и учитывается при конструировании ограждений, особенно полов.

Колебания температур и теплового потока сказываются на температурном режиме ограждения, то есть колебаниях температур в массиве. Температурная волна по мере ее продвижения в толще ограждения затухает и может даже не вызвать изменения темпера­туры на противоположной поверхности конструкции.

Толщина в массиве ограждения, на которой амплитуда коле­бания температуры в два раза меньше, чем на поверхности, назы­вается толщиной слоя резких колебаний.

Интенсивность изменений температур на поверхности и в мас­сиве зависит от инерционных свойств материалов ограждения. Если слой ограждения способен аккумулировать тепловую энергию, то в нём резко гасится температурная волна и колебания теплового потока не сказываются на температурном режиме соседних. Поэтому в заданиях с толстыми массивными стенами (из кирпича, бетона и т.д.) практически не ощущается перегрев в летнее время, а также изменения погоды весеннего и осеннего периода года.

Об инерционных свойствах ограждения в целом какого-нибудь слоя судят по величине безразмерной характеристики тепловой инерции D, которая для отдельного слоя равна произведению термического сопротивления R на коэффициент теплоусвоения материала этого слоя S.

Строительные нормы и правила предусматривают сравнение ам­плитуды колебаний температуры на внутренней поверхности с тре­буемой. При этом сначала определяют расчетную амплитуду колеба­ний температуры наружного воздуха , затем показатель сквозного затухания колебаний в ограждении .

Величину определяют по климатологическим характе­ристикам и свойствам отделочных слоев ограждений.

Под коэффициентом затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха понимают отношение .

Значение зависит от тепловой инерции ограждения, коэффициен­тов теплоусвоения поверхностей отдельных слоев и материалов, а также условий теплообмена.

Таким образом, изменяя толщину и материал слоя, можно обеспечить требуемые показатели теплоустойчивости ограждений конструкции для климатических условий района строительства.

 

 

Рис. 5.1 Затухание температурных колебаний в ограждении

Цель расчета - определение амплитуды колебания температуры на внутренней поверхности ограждения (рис.5.2) и сравнение её с требуемой амплитудой колебания по условию ; при необходимости - наметить меры уменьшения действительной амплитуды колебания температуры на внутренней поверхности стены.

Требуемую амплитуду колебания температуры внутренней по­верхности ограждения определяют по формуле, °С:

для районов со среднемесячной температурой июля tн (УП)=21°С и выше

 

(5.4)
;

для районов с температурой tн (УП)<21°С

 
 
(5.5)


°С.

 

Рис. 5.2 Распределение температур в толще
трёхслойной наружной стены

 

Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения следует определять по формуле

 

(5.6)
,

где - расчетная амплитуда колебаний температуры на­ружного воздуха, °С; - величина затухания расчетной амплитуды в ограждающей конструкции.

Порядок расчета следующий:

1) Значение определяют по формуле

(5.7)
;

2) - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле (по приложению 7),

3) - коэффициент поглощения солнечной радиации мате­риалом наружной поверхности ограждения;

4) Imax и Iср - соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), принимаемые по приложению 7, Вт/м2.

5) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения для летних условий, Вт/(м2·К), определяют по формуле

 

(5.8)
,

 

где - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль –месяц, принимают по исходным данным прил. 7, но не менее 1 м/с.

 

Порядок расчета следующий

6) Показатель сквозного затухания колебаний температуры определяют по формуле

(5.9)
;

7) e=2,718 - основание натуральных логарифмов;

8) S1, S2, S3 - расчетные коэффициенты теплоусвоения ма­териала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/м2.К, при­нимаемые по исходным данным прил. 8;

(5.10)
9) Тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая по формуле

;

10) - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверх­ности ограждения, Вт/(м2 • К);

11) Коэффициент определяют по формуле (5.8);

12) Y1 - коэффициент теплоусвоения наружной поверхности первого слоя (поверхность I-I на рис. 5.2), Вт/м2·К, прини­мается в зависимости от тепловой инерции первого слоя D1=R1S1 по условию:

(5.11)
если , коэффициент Y1 принимают равным коэф­фициенту теплоусвоения материала слоя S1, т.е,

Y1=S1;

если , коэффициент теплоусвоения следует опреде­лять расчетом по формуле для первого слоя

 

(5.12)
,

 

S1 – по прил. 8; – см. п. 10 расчета;

13) Y2 – коэффициент теплоусвоения наружной поверх­ности второго слоя (поверхность П-П на рис.5.2), Вт/м2·К, принимают в зависимости от величины D2=R2S2, соблюдая ус­ловия, указанные в п.12:

если , то Y2=S2;

если , то

(5.13)

 

где S2 – по прил. 8; Y1 – по п. 12;

14. Y3 – коэффициент теплоусвоения наружной поверхности третьего слоя (см.рис.5.2), определяют аналогично коэффициенту Y2 (см.п.13) по двум условиям в зависимости от D3=R3S3:

если , то Y3=S3;

если , то

(5.14)
,

 

где S3 – по исходным данным прил. 8; Y2 – по п.13.

Подставив величины, определенные в пп.6 ÷ 14 в формулу (5.9), получают значение .

Полученные значения (п.1) и (п.6) позволяют найти из выражения (5.6) величину амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции Atвп, которую затем сравнивают с требуемой величиной определенной по формуле (5.4) или (5.5). Если результат удовлетворительный. Если , необходимо повысить теплоустойчивость ограждения, что можно осуществить без изменения его толщины за счет уменьшения коэффициента погло­щения солнечной радиации материалом его наружной поверхности. Для этого необходимо наружную поверхность ограждения покрыть штукатуркой светлых тонов (см.прил.5). В таком случае следует вы­полнить пересчет расчетной амплитуды колебаний температур наруж­ного воздуха, определить новое значение и сопоставить его с .

Тренировочные задания

Задание 4.Проверить теплозащитные свойства теплоустойчивости наружной стены жилого дома для летнего режима (район строительства – г. Киев).

Исходные данные

Конструктивные размеры стены принимаем по прил. 13.

Толщины слоёв: = 0,04 м; = 0,12 м; = 0,10 м.

Коэффициенты теплоусвоения материалов слоёв Вт/(м2.К) и коэффициенты теплопроводности, λ Вт/(м.К), принимаем по прил. 8:

S1 = 17,88; S2 = 1,95; S3 = 17,88;

= 1,86; = 0,13; = 1,86.

Материалы слоёв: внутренний – из бетона = 2400 кг/м3; утеплитель - газобетон = 300 кг/м3; наружный слой из того же бетона, что и внутренний.

Необходимые климатические характеристики района строительств выписываем из прил. 7: = 1,0 м/с; Imax = 601 Вт/м2; Iср= 174 Вт/м2; А = 18,4 оС; tн(VII) 19,8 оС.

Коэффициент поглощения солнечной радиации наружным бетонным слоем равен = 0,7 (прил. 5).

Порядок расчета

1. Находим коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения для летних условий по формуле (5.8):

;

здесь при табличном значении υ = 0 м/с принимаем υ = 1,0 м/с.

2. Определяем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха по формуле (5.7):

.

3. Определим термическое сопротивление слоёв ограждения по формуле (4.3)

4. Находим тепловую инерцию слоев ограждения по формуле (5.10):

;

;

5. Вычисляем коэффициенты теплоусвоения наружных поверхностей слоев ограждения:

первого слоя при D1 < 1 по формуле (5.12)

;

второго слоя при D2 > 1

;

третьего слоя при D3 < 1 по формуле (5.14)

.

6. Тепловая инерция ограждения равна

D = D1 + D2 + D3 = 0,38 + 1,8 + 0,96 = 3,14.

7. Определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха по формуле (5.9):

7. Находим амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности стены по формуле (5.6)

.

8. Находим требуемую величину амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены. Поскольку средняя температура наружного воздуха за июль tн(VII) = 19,80С < 210С, принимаем в соответствии со СНиП II-3-79* [1]

.

9. Из сравнения следует, что ограждение удовлетворяет требованию теплоустойчивости для летнего режима.

 

ТЕСТЫ

1. Согласно теории теплоустойчивости тепловой поток через ограждения в летний период изменяется:

а) по линейному закону;

б) по квадратичному закону;

в) по закону гармонических колебаний;

г) по экспоненциальному закону;

д) по гиперболическому закону.

 

2. Коэффициент теплоусвоение материала ограждения имеет размерность:

а) Вт/(м.К); б) (м2.К)/Вт; в) Вт/(м2.К); г) д) .

 

3. Тепловая иннерция ограждающей конструкцией зависти от:

а) температуры и влажности;

б) термического сопротивления и коэффициента теплоусвоения;

в) скорости воздуха и упругости водяных паров;

г) теплоемкости и вязкости воздуха;

д) паропроницаемости и воздухопроницаемости материала.

4.Расчётная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха равна = 22,7 оС; показатель сквозного затухания температуры в ограждении ν= 12,3. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности огражд



Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; просмотров: 285; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.207.230.188 (0.01 с.)