Раздел 3. Основы строительной теплотехники
Тема 3.1. Теплопередача. Теплозащитные свойства наружных ограждений.
Теплотехника – отрасль науки и техники, охватывающая методы получения и использования тепловой энергии. Строительная теплотехника занимается изучением теплотехнических явлений и процессов при возведении и эксплуатации конструкций зданий и сооружений.
Строительная теплотехника изучает вопросы воздействия внешней и внутренней среды на ограждающие конструкции, их теплозащитные свойства, теплоустойчивость, теплообмен в помещениях, влажностный режим ограждающих конструкций и помещений, воздухопроницаемость и др.
Передача теплоты через наружные ограждения зданий – стены, окна, покрытия – происходит, если наружная температура ниже температуры воздуха внутри помещения, и осуществляется одновременно теплопроводностью, конвективным теплообменом (конвекцией) и лучистым теплообменом.
Теплопроводность – свойство материала конструкции переносить теплоту под действием разности температур на ее поверхности.
Конвективный теплообмен – перенос теплоты с поверхности (на поверхность) ограждающей конструкции омывающим ее воздухом или жидкостью.
Лучистый теплообмен – перенос теплоты с поверхности (на поверхность) конструкции за счет электромагнитного излучения.
Этот единый процесс передачи тепла от одной среды к другой называется теплопередачей.
|
|
|
Теплопередача - перенос теплоты через ограждающую конструкцию от взаимодействующей с ней среды с более высокой температурой к среде с другой стороны конструкции с более низкой температурой.
Процесс теплопередачи состоит из трех этапов:
- теплоотдачи от горячей среды к поверхности стенки,
- теплопроводности через стенку;
- теплоотдачи от противоположной поверхности стенки к холодной среде.
Пусть имеется плоская однослойная стенка толщиной 
с коэффициентом теплопроводности 
. По одну сторону стенки находится горячая среда с температурой 
, по другую холодная среда с температурой 
Температуры поверхностей стенок - 
и 
Тепловой поток Q направлен от горячей среды к холодной.
| Q |
Рис. Теплопередача через плоскую стенку
Передача теплоты через ограждения:
Где:
Q – тепловой поток, 
;
А- площадь стены, 
;
и 
- коэффициенты теплоотдачи, 
;
- толщина стены, 
;
- коэффициент теплопроводности материала, 
;
К- коэффициент теплопередачи, 
Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется сопротивлением теплопередаче ограждающей конструкции 
= 
,
Если стенка n-слойная, то сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции
|
|
|
= 
;
Где:
- толщина слоев,
- коэффициенты их теплопроводности.
Температуры поверхностей стенки
Где q= 
- удельный тепловой поток
Теплозащитные свойства наружных ограждений.
Теплоустойчивость – свойство ограждения сопротивляться изменениям температуры и тепловых потоков.
Коэффициент теплоусвоения материала S – величина, отражающая способность материала воспринимать теплоту при колебании температуры на его поверхности.
Где:
коэффициент теплопроводности материала;
С – теплоемкость;
- плотность.
Тепловлажностный режим ограждений.
Теплозащитные качества наружных ограждений существенным образом зависят от их тепловлажностного состояния. Коэффициент теплопроводности материалов ( 
) зависит от их влажности. Влажность оказывает влияние на морозостойкость и долговечность материалов и конструкций, а также на санитарно-гигиенические условия (плесень, грибки).
Тепловые и влажностные условия ограждающих конструкций неразрывно связаны между собой.
Увеличение влажности материала конструкции обычно связано со значительным ухудшением ее теплозащитных качеств и, как правило, приводит к быстрому разрушению конструкции.
|
|
|
В помещениях гражданских и промышленных зданий не допускается конденсация водяного пара на поверхности наружных ограждений и накопления влаги в их толще.
Конденсация водяного пара на поверхности наружных ограждений ухудшает санитарно-гигиенические условия в помещении и может привести к переувлажнению конструкции.
Проверка конструкций ограждений на отсутствие конденсата.
Проверка состоит в определение температуры внутренней поверхности наружных ограждений (стен и перекрытия верхнего этажа) и температуры точки росы.
Точка росы – температура, до которой должен охладиться воздух, для того чтобы содержащийся в нем пар достиг насыщения и начал конденсироваться, т.е. появилась роса.
При 
>t точки росы – конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения не будет.
При 
< t точки росы следует улучшить теплозащитные качества ограждения за счет увеличения толщины теплоизоляционного слоя или применения более эффективных теплоизоляционных материалов.
|
|
|
Теплопотери помещений
Складываются из трансмиссионных теплопотерь, затрат теплоты на нагревание инфильтрующегося через неплотности воздуха и дополнительных теплопотерь.
Дополнительные теплопотери:
1. Ориентация наружных ограждений по сторонам света. При ориентации на Ю или Ю-З эти дополнительные теплопотери не учитываются. При ориентации на З и Ю-З принимают в размере 5%. Во всех остальных случаях – 10%.
2. В угловых помещениях или в помещениях имеющих 2 или более число наружных вертикальных ограждения.
3. Интенсивность поступления холодного наружного воздуха через входные двери.
4. В помещениях большой высоты (более 4 м) добавляется 2% на каждый м высоты свыше 4 м от пола. Но не более 15%.
5. Инфильтрация (через щели, неплотности). Для промышленных зданий допускается 30%. Для жилых по СНиПу.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 179; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!