Строительная теплофизика / Введение

Введение Почему этот курс называется “Строительная теплофизика”? В этом курсе

рассматриваются явления и процессы в зданиях. Вопросы чисто физические при изучении этой дисциплины связаны с техническими. Расчеты возможного развития физических процессов требуют определенных технических решений, поэтому эту область знаний называют строительной теплофизикой. Для рассмотрения процессов тепло и массообмена, происходящих при формировании микроклимата помещений нужно знать: требования к характеристикам внутреннего климата и факторы влияющие на них; законы взаимодействия ограждений с внутренней и наружной средами; тепло и массобменные процессы на обогревающих и охлаждающих поверхностях и в потоках воздуха систем вентиляции и кондиционирования в помещениях; явления, происходящие в конструкциях и материалах при переходе через них тепла, влаги и воздуха; характеристики наружного климата и законы их изменения; годовые режимы работы и потребления энергии в здании.

Задача этого курса состоит в том, чтобы научить будущих инженеров правильно устанавливать прогноз теплового, влажностного и воздушного режимов здания, его отдельных помещений и конструкций с тем, чтобы принять оптимальное (с гигиенической, технической и экономической точек зрения) решение при их проектировании.

Климат большей части территории нашей страны более суров чем в других странах.

Представление об этом дает табл.1, в которой сопоставляются характерные наружные температуры по данным многолетних наблюдений для некоторых городов мира.

Строительная теплофизика как научная дисциплина начала развиваться в нашей стране сравнительно недавно (с 20х годов ХХ в). Сложные теплофизические задачи в строительстве решаются теперь современными математическими и физическими методами, с применением теории подобия, методов аналогии, с применением ЭВМ. На рис. 1.1. показаны схематически сферы теплофизики помещения (1) и ограждения (2).

Рис 1.1. Сферы теплофизики помещения.

Теплофизику строительства занимают вопросы создания микроклимата в помещении, применяя системы отопления – охлаждения и вентиляции с учетом влияния наружного климата. В строительной индустрии расходуется много энергии, но главное состоит в том, что основной объект строительства здания и сооружения потребляют огромное количество топливноэнергетических ресурсов. Расход топлива при теплоснабжение зданий составляет 40% всего добываемого топлива. При этом на жилище и общественные здания расходуется 26% (в городах – 18, в сельской местности 8%), на промышленные здания – 14%.

Поэтому основной энергетической задачей в области строительства является проектирование зданий и сооружений с эффективным использованием энергии.

Внастоящее время экология ставит человечество перед необходимостью делать производства безотходными.

Экономические факторы также заставляют резко повысить степень использования добываемого топлива. Пока еще энергетическая эффективность многих технологических процессов чрезвычайно низка, так как технологии зачастую не ставили во главу угла вопросы экономии топлива.

ВСССР такому подходу объективно способствовали неоправданно низкие цены на топливо. В 80х годах, например, нефть стоила 32 рубля за 1 тонну, в

то время как на мировом рынке ее цена в 1987 г. составляла 110 долларов за 1 м3, а в 1991 г. 300 долларов за 1 м3. Поэтому отечественные теплотехнические процессы оказались более энергоемкими, чем зарубежные.