- •Оглавление
- •Введение
- •Лекция 1 Основы теплофизики. Предмет строительной климатологии
- •1. Методологические основы теплофизики
- •3. Климатические факторы
- •Литература
- •Лекция 2
- •1. Теплофизические свойства строительных материалов
- •Виды теплопередачи
- •Теплопроводность
- •Конвекция
- •4. Теплоотдача излучением
- •Литература
- •Лекция 3 Тепловой режим внутренней среды зданий. Нормирование
- •Теплообмен человека с окружающей средой
- •Температурный режим
- •Первое условие комфортности
- •Второе условие комфортности
- •Температура поверхности пола
- •Влажность воздуха
- •Гигиенические характеристики воздушной среды
- •Литература
- •Лекция 4 Теплопередача при стационарном тепловом потоке
- •1. Теплопередача через однослойное ограждение
- •2. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Однослойное однородное ограждение
- •3. Термическое сопротивление замкнутых герметичных воздушных прослоек
- •Термическое сопротивление неоднородных конструкций
- •Требуемое сопротивление теплопередаче
- •Жилые и общественные здания.
- •Лекция 5 Температурные поля
- •Одномерное температурное поле
- •Двумерное температурное поле
- •Расчет температуры на внутренней поверхности ограждения с теплопроводным включением
- •Моделирование двумерного температурного поля
- •Лекция 6 Нестационарная теплопередача
- •Общие сведения
- •Коэффициент теплоусвоения поверхности и материала
- •Тепловая инерция. Слой резких колебаний
- •Теплоустойчивость ограждений в летних условиях
- •Теплоустойчивость пола
- •Теплоустойчивость помещений
- •Литература
- •Лекция 7 Воздушный режим ограждения
- •1. Тепловой и ветровой напоры воздуха
- •2. Сопротивление воздухопроницанию
- •3. Требуемое сопротивление воздухопроницанию
- •4. Теплопроводность при фильтрации воздуха
- •Литература
- •Лекция 8 Влажностный режим ограждений
- •Виды влаги
- •Условия конденсации на внутренней поверхности
- •Сорбционные процессы
- •Паропроницаемость ограждений
- •Условия конденсации в толще ограждения
- •Специальные вопросы теплофизики
- •Утепление наружных стен при реконструкции
- •2. Восстановление теплотехнических качеств конструкций покрытий
- •3. Сокращение теплопотерь через оконные и балконные заполнения
- •4. Устройство саун
- •Проектирование каминов
- •7. Теплоизоляция резервуаров для хранения нефтепродуктов
Термическое сопротивление неоднородных конструкций
В конструкциях могут находиться теплопроводные включения (бетонные ребра в стеновых панелях, колонны, перемычки над окнами и т.п.) или теплоизоляционные материалы (утеплитель в облегченной кирпичной кладке) существенно меняющие сопротивление теплопередаче ограждения.
В таких случаях определяется приведенное сопротивление теплопередаче, т.е. сопротивление условного ограждения с одномерным температурным полем той же площади, что и двумерное.
Аналитическая зависимость для приведенного сопротивления [2] имеет вид
. (4.18)
где Ro - общее сопротивление в местах отсутствия теплопроводного включения, определяемое по формуле (4.17);
Fo -площадь рассматриваемого участка ограждения, м2;
af
-ширина
влияния включения, принимается равной
двум “калибрам”, находится как
(λ
– коэффициент теплопроводности
теплоизоляционного материала в
многослойной конструкции);
fi
– фактор
формы, величина которого находится как
.
Здесь а
– ширина
включения, k
и kвкл
-
коэффициенты теплопередачи рассчитанные
соответственно по сечению основной
конструкции (
)
и по сечению теплопроводного включения
(
).
Формула (4.18) применима для любого вида включения. При наличии в конструкции включений, форма которых может быть приведена к фигуре с гранями параллельными и перпендикулярными тепловому потоку, используется инженерный метод расчета [1].
Для выбранной части ограждения определяется сопротивление при условном его разрезании плоскостями параллельными (Rа) и перпендикулярными (Rб) тепловому потоку. Если Rа не превышает Rб более чем на 25 %, то приведенное термическое сопротивление находится как
. (4.19)
В противном
случае величину
следует
определять на основании расчета
температурного поля. Суть этого метода
подробно изложена в [3].
Требуемое сопротивление теплопередаче
Нормирование величины сопротивления теплопередаче предусматривает ограничение теплопотерь в зимний период, а также поддержания температуры на внутренней поверхности ограждения для избежания образования конденсата и недопущения радиационного охлаждения человека (второе условие комфортности).
Нормируемый
температурный перепад (
)
можно установить, решая совместно
уравнения передачи тепла к внутренней
поверхности и через все ограждение,
т.е.
.
Минимальное
сопротивление теплопередаче (
),
отвечающее указанным выше требованиям,
находится из этого соотношения как
. (4.20)
В настоящее время в действующих нормах Украины требуемое сопротивление теплопередаче ограждения принимается в зависимости от назначения здания.
Промышленные здания.
Требуемое сопротивление рассчитывается по формуле (4.20), в которой:
п – коэффициент, показывающий каким образом ограждение соприкасается с наружным образом (если напрямую, то п = 1);
tв – расчетная температура внутреннего воздуха (18 оС – для жилых помещений, 15 оС – кухонь, 25 оС – ванных комнат, 12 оС – торговых залов продтоваров, 15 оС – то же, промтоваров, 15 оС – спортзалов, 23 оС – раздевалок спортзалов и т.п.);
tн – расчетная температура наружного воздуха в январе [4], принимаемая в зависимости от тепловой инерции конструкции D [1].
В первом приближении
экономически целесообразным сопротивлением
теплопередаче,
,
следует принимать равным величине
.
Величину
,
показывающую на эффективность материала
утеплителя за период эксплуатации,
принимают по табл. 9а* [1].
Для конструкции,
имеющем теплопроводное включение,
сопротивление в этом месте,
,
следует определять [5] по формуле
. (4.21)
-
нормативный температурный перепад (см.
[1]);
τр – точка росы для внутренней среды (см. лекцию 8);
η - коэффициент, зависящий от геометрических размеров включения.
Для сквозного
включения зависимость η
от
соотношения
принимается
по таблице
а/δ |
0 |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,5 |
η |
0 |
0,52 |
0,55 |
0,63 |
0,7 |
0,78 |
0,83 |
0,87 |
0,9 |
0,95 |
