МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине «Строительная физика»
для студентов очной и заочной форм обучения
Омск • 2018
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный
университет» (СибАДИ)
Инженерно-строительный институт
Кафедра «Городское строительство, хозяйство и экспертиза объектов недвижимости»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине «Строительная физика»
для студентов очной и заочной форм обучения
Составители: Д.А. Жабенцев Д.А. Харламов
Омск
СибАДИ
2018
3
УДК
ББК
Рецензент к.т.н. А.Д. Кривошеин (кафедра «ГСХН»)
Работа одобрена научно-методическим советом направления 08.03.01 «Строительство» в качестве методических указаний для студентов очной и заочной формы обучения.
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Строительная физика» для студентов очной и заочной форм обучения /
Сост. Д.А. Жабенцев, Д.А. Харламов – Омск: СибАДИ, 2018. – 42 с.
Предназначены для использования при выполнении лабораторных работ студентами очной и заочной форм обучения направления подготовки 07.03.01 «Архитектура», профиль «Архитектурно-конструктивное проектирование»
Составлены в соответствии с действующими стандартами, нормами проектирования и учебными программами.
При описании лабораторных работ указаны испытательные стенды и оборудование, которыми оснащены лаборатории ИСИ СибАДИ.
Табл. 9. Ил. 13. Прил. 5. Библиогр.: 8 назв.
© Жабенцев Д.А., Харламов Д.А., 2018
4
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания предназначены для использования в учебном процессе при выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Строительная физика». Указания составлены в соответствии с действующими нормативными документами и учебными планами.
Целью описанных лабораторных работ является получение практических навыков по определению теплофизических характеристик строительных материалов и конструкций, освещенности помещений, работоспособности элементов системы вентиляции.
Перед выполнением лабораторной работы студенты обязаны пройти у ведущего преподавателя инструктаж по технике безопасности.
5
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КАЧЕСТВ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ
Цель работы: определить сопротивление теплопередаче и распределение температуры по толщине стены на основе натурных замеров. Выполнить оценку теплозащитных качеств и сравнение замеренных температур с расчетными значениями.
Приборы и принадлежности
1.Хромель-копелевые термопары, установленные в конструкции
стены.
2.Многоканальный переключатель.
3.Измеритель температуры портативный ИТП-2.
4.Измеритель плотности тепловых потоков ИПП-2.
Описание экспериментальной установки
Объектом исследований является наружная стена лаборатории, выполненная из кирпичной кладки (полнотелый глиняный кирпич на цементно-песчаном растворе).
По толщине стены заложена плеть хромель-копелевых термопар с распределением датчиков на заданном расстоянии друг от друга. Для замера температур наружного и внутреннего воздуха две термопары закреплены на наружной и внутренней сторонах стены.
Конструктивное решение стены и схема размещения датчиков представлены на рис. 1.
Через многоканальный переключатель термопары подключены к измерителю температуры ИТП-2.
Порядок выполнения работы
1.Вычертить схему исследуемой стены с указанием толщин слоев и размещения датчиков.
2.Подготовить схему стены для построения графика распределения температур по толщине (рис.1, б) и таблицу для записи замеренных значений температур (табл. 1).
3.Поверить правильность подключения прибора ИТП-2 и п о- этапно, переключая многоканальный переключатель, зафиксировать
6
значения температур. После проведения первых замеров провести замеры в обратном порядке.
4.Вычислить средние значения температур.
5.Подвести датчик для измерения плотности теплового потока к поверхности стены на расстоянии не более 200 мм от зоны расположения плети термопар. Включить прибор и, наблюдая за показаниями, зафиксировать значение плотности теплового потока при установлении его стабильного значения.
|
|
|
а) |
|
|
|
|
б) |
|
|
|
150 |
175 |
175 |
175 175 |
150 |
150 |
175 |
175 |
175 175 |
150 |
|
20 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
text τext |
τ1 |
τ2 |
τ3 |
τint tint |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Штукатурка |
|
|
|
Гипсокартон |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Кирпичная |
|
|
|
Воздушная |
|
|
|
|
||
кладка |
20 |
|
700 |
прослойка |
-20 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
20 |
|
700 |
12 |
||||
|
|
|
|
30 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Конструктивное решение наружной стены (а) и схема для построения
линии распределения температур (б)
|
|
|
Результаты замера температур |
|
Таблица 1 |
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ заме- |
text |
τext |
τ1 |
τ2 |
τ3 |
τint |
tint |
|
ра |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
1
2
Средние
значения
По формуле (6) определить сопротивление теплопередаче наружной стены
7
Ro= |
1 |
+ |
τint − τext |
+ |
1 |
, |
(1) |
|
|
||||||
αint |
q |
|
|||||
|
|
|
αext |
|
|||
где τint, τext – температуры на внутренней и наружной поверхности, ºС; q – тепловой поток, Вт/м2; αint – коэффициент теплоотдачи внутрен-
ней поверхности, 8,7 Вт/(м2·ºС); αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, 23 Вт/(м2·ºС).
Расчетное (теоретическое) значение сопротивления теплопередаче определяется по формуле (4).
Температура внутренней поверхности, при стационарном тепловом потоке, определяется по формуле
τint = tint – |
tint −text |
. |
(2) |
|
|||
|
Ro αint |
|
|
Температура в любой плоскости Х ограждающей конструкции
|
t |
int |
−t |
ext |
|
1 |
|
|
|
τх = tint – |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
+ Rx |
, |
(3) |
|
|
|
Ro |
|
αext |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где Rx – термическое сопротивление слоев, расположенных между внутренней поверхностью стены и ее плоскостью Х, в которой определяется температура.
8