
- •В.И. Игонин, д.Ф. Карпов, м.В. Павлов тепловой режим зданий и сооружений
- •Оглавление
- •Глава 1. Теплотехнический расчет наружных ограждений 7
- •Глава 2. Влажностный режим наружных ограждений 29
- •Глава 3. Воздухопроницаемость ограждений здания 48
- •Глава 4. Оценка теплового комфорта в помещении в холодный период
- •Глава 5. Определение суммарной солнечной радиации при действительных
- •Введение
- •Глава 1 теплотехнический расчет наружных ограждений
- •Наружные и внутренние климатические условия
- •Влажностный режим помещений зданий
- •Условия эксплуатации ограждающих конструкций
- •Расчет сопротивления теплопередаче однородной ограждающей конструкции
- •К определению коэффициента n
- •Нормируемый температурный перепад Δtn
- •Коэффициент теплоотдачи αint
- •Коэффициент теплоотдачи αext
- •Расчет сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции
- •Теплотехнический расчет утепленных полов на грунте
- •Теплотехнический расчет световых проемов и наружных дверей здания
- •Расчетно-практическая работа № 1
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 2 влажностный режим наружных ограждений
- •Перемещение в ограждении парообразной влаги
- •Расчет нормируемых технических показателей паропроницания
- •Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции (I условие)
- •Относительная влажность внутреннего воздуха φint
- •Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха г. Вологды
- •Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции (II условие)
- •Предельно допустимые значения коэффициента wav
- •Расчет распределения парциального давления водяного пара
- •Расчетно-практическая работа № 2
- •Исходные данные для теплотехнического расчета
- •Исходные данные для построения графика (рис. 6)
- •Сопротивление паропроницанию слоев наружной стены
- •Исходные данные для построения графика (рис. 7)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 3 воздухопроницаемость ограждений здания
- •Расчет сопротивления воздухопроницанию наружных стен
- •Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций
- •Расчет сопротивления воздухопроницанию окон
- •Расчет температуры поверхности и теплопередачи через ограждения при наличии воздухопроницаемости
- •Расчетно-практическая работа №3
- •Исходные данные для расчета воздушного режима здания
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 4 оценка теплового комфорта в помещении в холодный период года
- •Условия комфортности рабочего в помещении
- •Расчет коэффициентов облученности конструкций помещения
- •Расчет коэффициентов облученности элементарной площадки на голове человека
- •Расчетно-практическая работа №4
- •Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5 определение суммарной солнечной радиации при действительных условиях облачности за отопительный период
- •Расчет суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность здания
- •Расчет суммарной солнечной радиации на вертикальную поверхность здания
- •Расчетно-практическая работа №5
- •Исходные данные для расчета солнечной радиации
- •Расчетные характеристики солнечной радиации на вертикальную и горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности для г. Вологды
- •Вопросы для самоконтроля
- •Заключение
- •Библиографический список Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
- •Фактическое приведенное сопротивление окон, балконных дверей и фонарей
- •Значения парциального давления насыщенного водяного пара
- •Значения парциального давления насыщенного водяного пара для температуры над водой
Расчетно-практическая работа №3
«Расчет воздухопроницаемости наружных ограждений здания»
Рассчитать сопротивление воздухопроницаемости многослойной непрозрачно ограждающей конструкции. Определить, удовлетворяет ли она существующим требованиям воздухопроницаемости.
Рассчитать требуемое сопротивление воздухопроницанию оконных ограждений и выбрать по возможности конструкцию окон, удовлетворяющую существующим требованиям воздухопроницаемости.
Рассчитать влияние инфильтрации на температуру внутренней поверхности и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.
Исходные данные для расчета воздушного режима здания
№ варианта |
Район строительства |
Высота этажа h, м |
Число этажей n |
№ варианта |
Район строительства |
Высота этажа h, м |
Число этажей n |
1 |
Воркута |
2,7 |
4 |
13 |
Рязань |
2,3 |
8 |
2 |
Астрахань |
3,5 |
3 |
14 |
Воронеж |
3,0 |
2 |
3 |
Санкт-Петербург |
3,3 |
5 |
15 |
Хабаровск |
3,3 |
6 |
4 |
Иркутск |
2,7 |
8 |
16 |
Краснодар |
2,1 |
5 |
5 |
Владивосток |
3,2 |
2 |
17 |
Казань |
2,3 |
7 |
6 |
Кострома |
2,3 |
3 |
18 |
Енисейск |
3,5 |
3 |
7 |
Сочи |
2,9 |
10 |
19 |
Омск |
2,7 |
5 |
8 |
Челябинск |
3,2 |
2 |
20 |
Нижний Новгород |
3,2 |
9 |
9 |
Калининград |
2,1 |
9 |
21 |
Москва |
2,3 |
12 |
10 |
Волгоград |
3,0 |
10 |
22 |
Новосибирск |
2,3 |
10 |
11 |
Мурманск |
3,3 |
5 |
23 |
Пермь |
3,3 |
3 |
12 |
Ярославль |
2,1 |
9 |
24 |
Оренбург |
3,0 |
8 |
Примечание: все здания подключены к централизованным источникам теплоснабжения (ТЭЦ и районным отопительным котельным).
Расчетно-практическая работа должна быть выполнена в соответствии с требованиями стандарта вуза.
Пример выполнения РПР №3
Рассчитать сопротивление воздухопроницаемости многослойной ограждающей конструкции жилого здания. Определить, соответствует ли расчетное значение сопротивления воздухопроницанию конструкции существующим нормативным требованиям для заданного региона.
Конструктивный элемент – Наружная стена здания
№ варианта |
Схема конструктивного элемента |
Составные элементы конструкции |
Примечание |
1 |
|
1 – раствор цементно-песчаный; 2 – керамзитопенобетон; 3 – щебень из доменного шлака (ГОСТ 5578); 4 – керамзитопенобетон; 5 – воздушная прослойка; 6 – облицовка из гранита |
δ1 = 20 мм; δ2 = 200 мм, ρ2 = 1800 кг/м3; δ3 = 170 мм; δ4 = 200 мм, ρ4 = 1800 кг/м3; δ5 = 35 мм; δ6 = 15 мм |
8 |
|||
11 |
|||
15 |
|||
20 |
|||
23 |
|||
2 |
|
1, 6 – раствор цементно-песчаный; 2 – пенозолобетон; 3 – плиты минераловатные повышенной жесткости; 4 – воздушная прослойка; 5 – кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе |
δ1 = 20 мм; δ2 = 300 мм, ρ2 = 1200 кг/м3; δ3 = 130 мм, ρ3 = 200 кг/м3; δ4 = 50 мм; δ5 = 120 мм; δ6 = 20 мм |
6 |
|||
13 |
|||
17 |
|||
22 |
|||
24 |
|||
3 |
|
1 – раствор цементно-песчаный; 2 – керамзитобетон на перлитовом песке; 3 – гравий керамзитовый; 4 – керамзитобетон на перлитовом песке; 5 – раствор цементно-песчаный |
δ1 = 20 мм; δ2 = 150 мм, ρ2 = 1000 кг/м3; δ3 = 100 мм, ρ3 = 800 кг/м3; δ4 = 200 мм, ρ4 = 1000 кг/м3; δ5 = 30 мм |
5 |
|||
9 |
|||
12 |
|||
16 |
|||
19 |
|||
4 |
|
1, 6 – раствор цементно-песчаный; 2, 5 – кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе (ГОСТ 379); 3 – плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем; 4 – воздушная прослойка; |
δ1 = 30 мм; δ2 = 380 мм; δ3 = 90 мм, ρ3 = 200 кг/м3; δ4 = 30 мм; δ5 = 120 мм; δ6 = 30 мм |
7 |
|||
10 |
|||
14 |
|||
18 |
|||
21 |
Ограждающая конструкция девятиэтажного жилого здания (n=9) высотой этажа равной h=2,7 м, состоящая из трех слоев: керамзитобетона ρ1=1000 кг/м3 толщиной δ1=0,120 м; слоя утеплителя из пенополистирола ρут=40 кг/м3 толщиной δут=0,05 м; керамзитобетона ρ2=1000 кг/м3 толщиной δ2=0,08 м.
Район строительства – г. Пенза.
Влажностный режим помещения – нормальный.
Отопление осуществляется от ТЭЦ.
Согласно прил. 1, г. Пенза находится в сухой зоне влажности, влажностный режим нормальный, следовательно, рассчитываемая ограждающая конструкция будет эксплуатироваться в условиях 1 (см. табл. 1.2).
Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:
text=-29 оС с обеспеченность 0,92 по данным [4];
ν=5,6 м/с по данным [4];
tint=20 ºС по данным [5];
Gn=0,5 кг/(м2ч) по табл. 3.1;
Rinf1=25,4 м2чПа/кг по таблице прил. 6;
Rinfут=79,0 м2чПа/кг по таблице прил. 6;
Rinf2=17,0 м2чПа/кг по таблице прил. 6.
Решение задачи:
Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности ограждающей конструкции по формуле (3.2) и удельный вес наружного и внутреннего воздуха по формуле (3.3):
.
Вычисляем требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции по выражению (3.1):
.
Находим общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения по формуле (3.4):
.
Таким образом,
ограждающая конструкция отвечает
требованиям воздухопроницаемости, так
как выполняется условие
.
Выбрать конструкцию окон для жилого здания заданного региона, удовлетворяющую существующим требованиям воздухопроницаемости
Девятиэтажное жилое здание (n=9).
Район строительства – г. Пенза.
Высота этажа h=2,7 м.
Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:
text=-29 оС с обеспеченность 0,92 по данным [4];
ν =5,6 м/с по данным [4];
tint=20 ºС по данным [5];
Gn=5,0 кг/(м2ч) по табл. 3.1;
ext=14,2 Н/м3 по формуле (3.3);
int=11,8 Н/м3 по формуле (3.3);
p=45,4 Па по формуле (3.2);
p0=10 Па по формуле (3.5).
Решение задачи
Определим требуемое сопротивление воздухопроницанию окон по формуле (3.5):
.
Согласно сертификату воздухопроницаемость окна при
равна
, показатель режима фильтрации
. Тогда действительное сопротивление воздухопроницанию окна найдем по формуле (3.6):
.
Таким образом, выбранный тип окна удовлетворяет условию воздухопроницанию светопрозрачных конструкций .
Рассчитать влияние инфильтрации на температуру внутренней поверхности и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции
Девятиэтажное жилое здание (n=9).
Район строительства – г. Пенза.
Высота этажа h=2,7 м.
Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:
text=-29 оС с обеспеченность 0,92 по данным [4];
ν =5,6 м/с по данным [4];
tint=20 ºС по данным [5];
Gn=0,5 кг/(м2ч) по табл. 3.1;
ext=14,2 Н/м3 по формуле (3.3);
int=11,8 Н/м3 по формуле (3.3);
p=45,4 Па по формуле (3.2);
св=1,005 кДж/(кгоС);
Rо=3,23м2оС/Вт по формуле (1.4)
e=2,718;
Rx=3,12 м2оС/Вт по формуле (3.9);
Rinf=121,4 м2чПа/кг по формуле (3.4).
Решение задачи
Вычисляем количество воздуха, проникающего через наружное ограждение, по уравнению (3.8):
.
Вычисляем температуру внутренней поверхности ограждения при инфильтрации воздуха по формуле (3.7):
.
Определяем коэффициент теплопередачи ограждения с учетом инфильтрации по формуле (3.10):
.
Вычисляем коэффициент теплопередачи ограждения при отсутствии инфильтрации по формуле (1.5):
.
Таким образом, установлено, что коэффициент теплопередачи с учетом инфильтрации больше соответствующего коэффициента без фильтрации.