«Основы гидрогазодинамики и тепломоссообмена»

Раздел 2. Тепломассобмен

Тема 1.3. Тепловые потери через ограждающие конструкции.

Лекционный материал

Лекция 7. Все нормы по проектированию и изготовлению строительных конструкций, инженерного оборудования зданий и сооружений направлены на решение проблем энергосбережения, уменьшения теплового воздействия на окружающую среду, снижения риска аварий на тепловых сетях. Одним из примеров решения данных проблем является обеспечение необходимых теплозащитных свойств ограждающих строительных конструкций жилых зданий, зданий промышленных и социальных объектов.

Ограждающие строительные конструкции должны удовлетворять довольно большому числу требований, среди которых в теплотехническом отношении можно выделить следующее:

- обладание достаточными теплозащитными свойствами, чтобы сохранять в необходимых пределах тепло в помещении в холодное время и не допускать перегрева помещения в теплое время года, тем самым, уменьшая теплообмен между средой внутри здания и окружающей средой.

Проектирование ограждающих строительных конструкций построено на принципах ограничения количества тепла, теряемого ограждением в отопительный период и поддержания на внутренней поверхности ограждения температуры, при которой на ней не образуется конденсат.

Теплотехнический расчет начинают с определения расчетного сопротивления теплопередаче основной части ограждающей конструкции. Необходимым условием является то, чтобы полное сопротивление теплопередаче было не меньше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим соображениям (или требуемого) сопротивления теплопередаче: .

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Данное соотношение является необходимым, но недостаточным условием, поскольку при расчете полного сопротивления теплопередаче должны быть учтены и технико-экономические показатели. Если приведенное сопротивление теплопередаче из условий энергосбережений , то расчетное сопротивление теплопередаче следует определять по условию . В этом случае больше минимально допустимого и целесообразно с экономической точки зрения. После определения и необходимо провести расчет температурного поля в ограждающей строительной конструкции, при этом с теплотехнической точки зрения наибольшее значение имеет определение температуры внутренней поверхности , от которой зависит возможность образования конденсата, недопустимого по санитарно-гигиеническим требованиям.

Теплозащитные свойства ограждающих конструкций (стены, перекрытия и др.) определяют следующими расчетами.

1. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции находят по следующему выражению

(2.91)

где - расчетная температура внутри помещения;

- расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с коэффициентом обеспеченности 0,92;

- коэффициент, величина которого зависит от положения поверхности ограждающей конструкции по отношению движения наружного воздуха;

- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхностью ограждающей конструкции;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции.

2. Далее определяют градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)

ГСПО= (2.92)

где - средняя температура периода со средней суточной температурой наружного воздуха 80С (то есть средняя температура в отопительный период);

- продолжительность отопительного периода, сут./год.

3. По соответствующим нормативам определяется минимальное приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих строительных конструкций, исходя из условий энергосбережения.

4. На основании сравнения величины сопротивления теплопередаче , рассчитанное из предположения выполнения санитарно-технических и комфортных условий, и , принятого из условий энергосбережения, для дальнейших расчетов принимают большее значение.

5. Определяется толщина теплоизоляционного слоя в конструкции по следующему выражению:

,

где , если , в противном случае , - сумма термических сопротивлений конструктивных слоев ограждений, - толщина - го конструктивного слоя, - коэффициент теплопроводности - го конструктивного слоя, =1, 2,…, ; - количество конструктивных слоев в ограждении; - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения.

6. Полученное значение округляют до целого числа в большую сторону, принимая фактическое значение слоя изоляции таким образом, чтобы общая толщина панелей наружных сен была кратной 0,05 м, а толщина кирпичной кладки – кратной половине кирпича.

7. Рассчитывается фактическое сопротивление теплопередаче по выражению

ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА раздела 2 темы 1.3

Продемонстрируйте умение применять знания темы 1.3 для решения следующих задач:

1. Коэффициент теплопередачи через наружное ограждение (стену) помещения k,

коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к поверхности стены .

Определить на сколько градусов изменится температура внутренней поверхности

стены, если температура наружного воздуха понизится на 25°С, а температура воздуха внутри помещения уменьшится на 5°С.

Задача №

Величины

№ варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

k, Вт/(м2 *К)

0,8

0,9

0,94

1,00

1,20

1,24

1,30

1,34

1,40

1,60

, Вт/(м2 *К)

6,9

7,2

7,6

8,0

9,6

10,0

10,6

10,8

11,2

12,8

2. Рассчитать теплопотери (Q, Вт/м) из помещения в окружающую среду через оконный проем двойного остекления. Температура на поверхности стекла внутри помещения t1=150С, температура на поверхности стекла в окружающей среде t4=-200С. Толщина каждого стекла двойного остекления =3мм, величина воздушного зазора между стеклами =40мм. Коэффициент теплопроводности стекла =0,74 Вт/(м2К), размеры оконного проема 2х1,5м.