- •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
Первое условие комфортности
Комфортной будет такая общая обстановка в помещении, при которой человек, находящийся в середине помещения, будет отдавать все явное тепло, не испытывая перегрева или переохлаждения. Комфорт обеспечивается при различных сочетаниях tв и tR. Для жилых и общественных зданий, вводя нормированные значения температуры помещения (tп) в холодный период (tп = 21 о С при легкой работе, 18,5 о С при умеренной и 16 оС - при тяжелой) с учетом допустимых отклонений (± 1,5 о С), рассчитывают радиационную температуру как
. (3.5)
Для летнего периода значения tп принимаются равными 26 оС при легкой работе, 24 оС при умеренной и 22 оС при тяжелой. Тогда радиационная температура для этого периода определяется следующим образом
. (3.6)
Формулы 3.5 и 3.6 получены аналитически и полностью согласуются с данными гигиенических исследований проводимых в специальных камерах. При этом принято значение явной теплоотдачи человека равное 87 Вт для холодного и 64 Вт для теплого периодов.
Однако для летнего периода желательно температурную обстановку в помещении определять с дополнительным учетом подвижности воздуха vв. Температура помещения устанавливается из условия, что сумма теплообмена человека конвекцией, излучением и за счет затрат на испарение при температуре tп и при температурах tв, tR и vв одинакова. Температура помещения находится как
. (3.7)
Таблица 3.1 - Значения Кv при нормальной влажности воздуха приведены ниже
vв |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,1 |
Kv |
0,5 |
0,59 |
0,67 |
0,73 |
0,78 |
0,82 |
0,84 |
0,86 |
0,87 |
0,88 |
Второе условие комфортности
Ограничивает интенсивность теплообмена при положении человека около нагретых и охлажденных поверхностей. Определяющим является интенсивность лучистого теплообмена. Поверхность головы наиболее чувствительна к радиационному нагреву. Необходимо, чтобы любая элементарная площадка поверхности головы отдавала не менее 11,6 Вт/м2 излучением.
Наиболее невыгодным будет положение человека по центру помещения под нагретым потолком либо на расстоянии 1 м от поверхности. Из указанных соображений максимально допустимая температура нагретой поверхности должна быть не более значения, определяемого формулой
. (3.8)
Допустимая теплоотдача излучением в сторону холодной поверхности может быть принята равной 70 Вт/м2, тогда температура на поверхности должна быть не менее
ё (3.9)
Ориентировочно значение коэффициента облученности φч-п равно
, (3.10)
где
-
характерный размер панели;
х – расстояние от человека до панели.
Температура поверхности пола
Формулы 3.8 и 3.9 неприменимы для определения температуры поверхности пола.
Ноги человека чувствительны к переохлаждению и перегреву пола и холодным токам воздуха вдоль пола. Эти ощущения зависят от общей тепловой обстановки помещения, вида обуви и подвижности людей. В отапливаемых помещениях условная продолжительность контакта босой ноги с полом не более 2 мин. При этом температура поверхности ноги может понизиться с 33 до 27 о С.
Теплотехнические свойства тел при контакте (нога – пол) определяются коэффициентом тепловой активности
, Вт∙с0,5/(м2∙оС), (3.11)
где λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/м оС;
с – удельная теплоемкость материала, Дж/кг∙град;
ρ – плотность материала, кг/м3.
В жилых и подобных им помещениях материал покрытия пола толщиной 3-4 мм должен иметь коэффициент тепловой активности конструкции не более 697,8. В общественных зданиях и на постоянных рабочих местах промышленных зданий при контакте с полом обутой ноги коэффициент b должен быть не более 837,4. В помещениях первых этажей с неотапливаемыми подвалами нормируемое значение рекомендуется увеличивать на 10 %.
Допустимая температура пола, зависящая от температуры воздуха на высоте 1 м (tв1) находится как
. (3.12)
Применение формулы
(3.11) ограничено предельными значениями
.
Эти ограничения учитывают тип обуви.
Предельные значения
для голой стопы равны 32-33, для обуви с
тонкой подошвой – 36-38 и для обуви с
толстой подошвой – 45-48 о
С. Для проходов
и переходов, которые не являются местом
постоянного пребывания людей, целесообразно
повышать температуру пола и снижать
на 2-3 о С
температуру воздуха.
