книги из ГПНТБ / Специальные вопросы строительной теплофизики учебное пособие
..pdf
ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В. В. КУЙБЫШЕВА
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ
Утверждено начальником академии в качестве учебного пособия для слушателей
Под редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора технических наук, профессора, инженер-полковника П. Н. СМУХНИНА
ИЗДАНИЕ ВИА
М о с к в а — 1968
Учебное пособие «Специальные вопросы строитель ной теплофизики» рекомендовано к изданию Советом факультета и предназначено для использования при курсовом и дипломном проектировании. Пособие пред ставляет интерес также для научных работников и спе циалистов в области проектирования и эксплуатации специальных сооружений.
В пособии изложена методика решения ряда тепло технических задач, встречающихся в практике проекти рования и эксплуатации специальных сооружений.
Глава 1 написана доцентом кандидатом технических наук Ю. И. Кулжинским и слушателем академии Ю. А. Сайкиным; глава 2 — доцентом кандидатом тех нических наук инженер-полковником Е. В. Кубышкиным, кандидатом технических наук инженер-полковни
ком |
С. |
И. Наумовым, инженер-подполковником |
|
O. В. Усенковым и слушателем академии Н. П. Лапа- |
|||
ник; |
глава |
3 — |
кандидатом технических наук |
P. К. |
Довлетхель; |
глава 4 — кандидатом технических |
|
наук инженер-полковником С. И. Наумовым; глава 5 —
кандидатом |
технических наук инженер-подполковни |
ком Б. Ф. |
Шкурко и глава 6 — старшим научным со |
трудником |
кандидатом технических наук инженер- |
подполковником Н. С. Хоюкиным.
Г Л А В А 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗИМНИХ ТЕМПЕРАТУР НАРУЖНОГО ВОЗДУХА ЗАДАННОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
При теплотехническом расчете наружных ограждений исполь зуется расчетная температура наружного воздуха. Раньше, до вы хода в свет ныне действующих СНиП, расчетная температура на ружного воздуха определялась как средняя температура наиболее холодных пятидневок из 8 зим за 50-летний период. Согласно дей ствующим сейчас СНиП расчетная температура наружного возду ха для проектирования ограждающих конструкций определяется, в зависимости от массивности ограждения, как средняя темпера тура самых холодных пятидневок или самых холодных суток из 8 зим за 50-летний период.
В последнее время появились справедливые указания*, что расчетная температура наружного воздуха для проектирования ог раждающих конструкций определяется не только климатам и мас сивностью ограждающих конструкций, но и требуемым процентом обеспеченности.
Настоящая глава посвящена разработке методики определения зимних расчетных температур наружного воздуха в зависимости от процента обеспеченности и интервала осреднения.
Основным исходным материалом послужил отчет отдела при кладной климатологии Научно-исследовательского института аэро климатологии «Суточные, декадные, месячные и годовые темпера туры заданной обеспеченности». Москва, 1965.
В отчете для 10 городов Советского Союза приведены:
таблицы суточных, декадных, месячных и годовых температур заданной обеспеченности;
таблицы суточных, декадных, месячных и годовых температур заданной обеспеченности в отклонениях от средних значений;
таблицы повторяемости в процентах суточных, декадных, месяч ных и годовых температур в определенных пределах.
* В. Н. Б о г о с л о в с к и й . Тепловой режим гражданских зданий. Научнотехническое общество строительной индустрии. Материалы совещания. «Тепло вой режим жилых и общественных зданий из крупно-размерных элементов». Вы пуск II. Изд-во литературы по строительству. М., 1964.
3
Рис, 1, Зависимость расчетных суточных, декадных и месячных температур в зимний и летний периоды (для Москвы) от процента обеспеченности
Основные закономерности
1. Варьирование средних температур за любой интервал вре мени в основном подчиняется нормальному закону распределения.
В качестве примера на логарифмической сетке нормального рас пределения (рис. 1) построены графики, позволяющие для Москвы
Продолжительность периода; сутпи
Рис . 2. Зависимость амплитуды варьирования средних температур от интервала осреднения (для Москвы)
определить температуру определенной обеспеченности, т. е. вероят ности того, что температура будет выше заданной. Точки соответ ствуют значениям, взятым из отчета, составленного для трех зим них и трех летних месяцев. Существенные отклонения от закона нормального распределения наблюдались только для температур, значительно отличающихся от среднего значения.
2. Амплитуды варьирования уменьшаются с увеличением интер вала осреднения (сутки, декада, месяц) и в первом приближении пропорциональны логарифму интервала осреднения, выраженному в сутках. В качестве примера на рис. 2 для Москвы нанесены
Рис. 3. Зависимость расчетных зимних и летних темпера тур от процента обеспеченности и продолжительности пе риода
кривые и расчетные точки, характеризующие амплитуду варьиро вания температур, обеспеченную на 90% (от 5% до 95%).
Амплитуды колебания суточных, декадных и месячных темпе ратур определялись по отклонению температур от среднего их зна чения для трех зимних и трех летних месяцев.
3. Отклонение температур заданной обеспеченности от средне го их значения для летнего периода значительно меньше аналогич ного отклонения для зимнего периода.
В качестве примера на рис. 3 приведен график, позволяющий для Москвы определять расчетные температуры воздуха в зимний и летний периоды в зависимости от процента обеспеченности и продолжительности периода.
Обеспеченностью для летнего периода удобнее называть веро ятность того, что температура воздуха будет ниже (а не выше) принятой.
Расчетные формулы
Расчетная зимняя температура наружного воздуха в зависимо сти от процента обеспеченности т) и продолжительности периода осреднения X определяется при А от 5 до 30 суток по формуле
( 1. 1)
|
t \ |
- (*I - t 6) ( a b - 0 , \ ) , |
(1.1) |
|
где t\ — средняя |
температура |
самого холодного месяца; |
|
|
t 0- — средняя температура |
самой холодной пятидневки |
(зна |
||
чения ii |
и t6 |
принимаются по СНиП); |
|
|
а— коэффициент, определяемый по табл. 1 в зависимости от продолжительности расчетного периода X в сутках, т. е. от продолжительности периода осреднения;
b — коэффициент, определяемый по табл. |
2 |
в зависимости |
||
от процента обеспеченности г). |
|
|
|
|
Обеспеченность |
г|, представленная в табл. 2, |
подсчитана |
для |
|
100 зимних суток. |
Таким образом, принятие г)=99 |
при Х = \ |
озна |
|
чает, что в среднем только одни сутки из ста зимних суток будут иметь температуру ниже расчетной. Если принять ri=98 при А=5, то получим, что в среднем две пятидневки (100—98=2) из 100 зимних пятидневок (т. е. две пятидневки за 5 лет) будут не обес печены.
Пример 1. Требуется определить для Москвы расчетную темпе ратуру самой холодной декады, соответствующую проценту обес печенности 98%.
По СНиП находимh = —10,3° и h==—26°. По табл. 1 находим,
что значению А= 1 0 |
соответствует а = 0,88, а по табл. 2 определя |
ем, что при г)=98%, |
6=0,89. |
7
00
Таблица I
X, суток |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
25 |
30 |
а |
1 |
0,968 |
0,940 |
0,920 |
0,900 |
0,880 |
0,850 |
0,822 |
0,800 |
0,780 |
0,762 |
0,722 |
0,690 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
|
Т], % |
99,5 |
99 |
98 |
97 |
96 |
95 |
94 |
93 |
92 |
91 |
90 |
85 |
80 |
75 |
70 |
b |
1,13 |
1,015 |
0,89 |
0,82 |
0,76 |
0,71 |
0,67 |
0,635 |
0,60 |
0,57 |
0,54 |
0,42 |
0,315 |
0,225 |
0,145 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Расчетная зимняя температура
^о8 = *1 ~(*i - h) (ab - 0 ,1 ) = - 1 0 , 3 —
— (— 10,3 + 26) (0,88-0,89 — 0,1)== - 2 1 ° .
Расчетная зимняя температура наружного воздуха в интервале ■от 1 до 5 суток определяется по формуле (1.2)
tx = U — Л (6 — 0,1); |
(1-2) |
коэффициент 6 определяется по табл. 2. Величина
(1.3)
где t\ — средняя температура самых холодных суток, принимаемая по СНиП.
Коэффициент с принимается по табл. 3 в зависимости от про должительности расчетного периода X.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3 |
X, суток |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
С |
0 |
0,43 |
0,68 |
0,86 |
1 |
Пример 2. Требуется определить для Алма-Аты расчетную тем пературу самой холодной трехдневки обеспеченностью 95%.
По табл. 3 определяем, |
что при |
Х —3 коэффициент с=0,68. |
||
По СНиП находим h = |
- |
8,8°; |
t, = - |
25° и f3= — 22°. |
А = {t\ - t ,) - с (^ - tt) = |
( - 8,8+25) - |
0,68 ( - 2 2 + 2 5 )= 14,2. |
||
По табл. 2 определяем, |
что при т]=95% коэффициент 6=0,71 |
|||
= U - А (Ь - 0,1) = |
- |
8,8 - |
14,2(0,71— 0,1) = - 17,5°. |
|
Методика определения ожидаемой (средней) температуры периода заданной продолжительности
Определение наиболее вероятного значения средней температу ры самого холодного периода продолжительностью X суток сле дует производить по приведенным формулам, но с подстановкой значений коэффициента 6, соответствующего обеспеченности т)= = 100—X. Так, например, для определения наиболее вероятной тем пературы самой холодной декады надо в формулу (1.1) подставить значение а=0,88, что соответствует А=10, и значение 6=0,54, что соответствует ц=100—10=90% обеспеченности.
9