Тепловой режим здания
2. Тепловой режим здания.
Тепловым режимом здания называется совокупность факторов и процессов, которые под влиянием внешних, внутренних воздействий и принятых инженерных устройств формируют тепловую обстановку в его помещениях.
Различают:
1) Зимний воздушно-тепловой режим.
2) Летний воздушно-тепловой режим.
2.1. Зимний воздушно-тепловой режим.
На зимний воздушно-тепловой режим помещения оказывают влияния следующие факторы:
1. Расчетные зимние параметры наружного воздуха:
а) температура наружного воздуха ;
Рекомендуемые материалы
б) скорость ветра ;
в) продолжительность отопительного периода.
2. Теплозащитные свойства ограждений:
а) сопротивление теплопередаче ;
б) теплоустойчивость (тепловая инерция Д).
3. Воздухо и влагопроницаемость ограждений.
1 Расчетные параметры наружного воздуха.
Устанавливаются на основании данных метеорологических наблюдений в различных географических пунктах (приведены в СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).
Согласно СНиП 2.04.05-91 климат холодного и теплого периодов года для различных географических пунктов характеризуется двумя расчетными параметрами: А и Б
1) А - принимаются для расчета системы вентиляции.
2) Б - принимаются для расчета системы отопления.
Расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года принимается по параметрам Б (СНиП 2.04.05-91) и равна температуре наиболее холодной пятидневки.
- (СНиП 2.04.05-91)
а) При выборе расчетных наружных характеристик для холодного периода года необходимо исходить из следующих предпосылок:
1) Расчетные параметры климата должны быть общими для расчета всех составляющих теплового режима (теплозащита ограждения, потери теплоты и т.д.), так как они отражают единый процесс теплообмена в помещении.
2) Они должны определяться с учетом коэффициента обеспеченности и быть достаточными для расчета нестационарной теплопередачи через ограждения, характерной для расчетных условий.
Обеспеченность устанавливает, как часто или насколько продолжительны могут быть отклонения внутренних условий от заданных расчетных. (например:)
Обеспеченность условий характеризуется коэффициентом обеспеченности. показывает в долях единицы или процентах число случае, когда недопустимо отклонение от расчетных условий. (Например: из 100 зим только в 8 в период наибольших зимних похолоданий могут быть отклонения условий в помещение от расчетных).
В СНиП приняты следующие значения расчетной наружной температуры для каждого географического пункта:
1) - средняя температура наиболее холодных суток при и ;
2) - средняя температура наиболее холодной пятидневки при
Эти температуры определены по 8 и соответственно 2 суровым зимам последних 50 лет.
Выбор расчетной температуры по нормам зависит от тепловой инерции ограждения по табл.
Расчетная зимняя температура наружного воздуха
до 1,5 | 1,5<D<4 | 4<D<7 | D>7 | |
б) расчетная скорость ветра по СНиП принимается равной максимальной скорости из средних скоростей ветра по румбам за январь.
в) В нормах начало отопительного периода для всех зданий принято одинаково .
- продолжительность отопительного периода для различных географических пунктов приведена в СНиП.
2. Особенностью зимнего воздушно-теплового режима помещений является большой перепад температур внутреннего и наружного воздуха, т.е. < .
Вследствие этого помещение теряет какое-то количество тепла через ограждение.
Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение.
Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение является сложным процессом теплопередачи.
Внутренняя поверхность наружного ограждения обменивается теплотой с помещением.
Термическое сопротивление на внутренней поверхности равно:
где, - коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности ограждения принимается по
СНиП строительная теплотехника.
Наружная поверхность отдает теплоту наружному воздуху, окружающим поверхностям, небосводу.
Термическое сопротивление на наружной поверхности ограждения:
В условиях установившегося теплового режима количество теплоты, прошедшее через внутреннюю поверхность ограждения, равно количеству теплоты, проходящему через толщу ограждения и количеству теплоты, отданному наружной поверхностью, т.е.
Тепловой поток последовательно преодолевает термические сопротивления на внутренней поверхности , толщи ограждения и наружной поверхности , поэтому сопротивление теплопередаче ограждения равно: сумме термических сопротивлений
где - термическое сопротивление первого слоя
ограждения, зависит от материала ограничения
и его толщины.
где - толщина слоя ограждения
- коэффициент теплопроводности материала
ограждения, Вт/м0С. СНиП II-3-79**
Материал ограждения характеризуется коэффициентом теплопроводности и коэффициентом .
Если ограждение многоступенчатое, и состоит из нескольких плоских слоев, расположенных направленного теплового потока, то термическое сопротивление ограждения равно сумме:
,
где = сумме термических сопротивлений отдельных слоев ограждения.
Если в ограждении присутствует плоская воздушная прослойка, то она должна быть также учтена в сумме со своим термическим сопротивлением (СНиП II-3-79**), тогда
Для неоднородной оградительной конструкции:
Коэффициент теплопередачи ограждения – величина обратная его сопротивлению теплопередаче, он равен
Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче
определяется с учетом санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к помещениям зданий, и д.б. оптимальным с технико-экономической точки зрения.
- является минимально-допустимым сопротивлением теплопередаче, удовлетворяющим в зимних условиях санитарно-гигиенических требованиям, и определяется по формуле для наружных ограждений, кроме заполнений проемов.
где - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху СНиП II-3-79**;
- расчетная температура внутреннего воздуха,
- расчетная зимняя температура наружного воздуха принимаем в соответствии со СНиП 2.01.01-82 «Климатология» с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций берется по СНиП II-3-79*.
- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждающей конструкции. СНиП II-3-79**.
Из условия энергосбережение определяется по таблице 1б [СНиП II-3-79**] в зависимости от ГСО.П.=
Для наружных дверей (кроме балконных), ворот
Для окон по СНиП II-3-79*.
Тепловая инерция «D » определяется по формуле:
где, - сопротивление теплопередаче отдельных
слоев ограждающей конструкции. .
- коэффициенты теплоусвоенности материала
слоев ограждений
- показывает способность поверхности стенки
площадью 1 м2 усваивать тепловой поток
мощностью 1 Вт при температурном перепаде
1оС.
- зависит от продолжительности отопления и физических свойств материала.
3. Воздухопроницаемость ограничений
При разности давлений воздуха вследствие разности температуры с одной и с другой стороны ограждения через него может проникать воздух от большего давления к меньшему. Это явление называется фильтрацией.
Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией.
Свойство ограждения или материала пропускать воздух называется воздухопроницаемостью.
Воздухопроницаемость ограждения конструкции оценивается по величине сопротивления воздухопроницанию. .
где - толщина слоя ограждения, м
- коэффициент воздухопроницаемости материала
характеризует количество воздуха в
кг, который проходит через 1м2 ограждения за 1 час
при разности давлений 1 Па.
Воздухопроницаемость строительных материалов и конструкций существенно различна. Коэффициенты стекла, пластмасс, прослоек = 0.
Кирпичные стены со сплошной штукатуркой на наружной поверхности тоже достаточно воздухонепроницаемы.
При наличии мельчайших трещин в плотном материале возрастает во много раз, а стыков между отдельными элементами ограждающих конструкций во много раз больше материалов из которых выполнены эти элементы.
Сопротивление должно быть не менее требуемого по СНиП II-3-79** , .
Сопротивление воздухопроницаемости многослойной конструкции определяют по формуле:
где - сопротивление воздухопроницаемости
отдельных слоев ограждающих
конструкций.
Влагопроницаемость строительных конструкций (ограждений)
Влажность строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что существенно теплопроводность их теплозащитные качества ограждений.
Влажный строительный материал неприемлем с гигиенической точки зрения. Кроме того, влажностный режим ограждения оказывает существенное влияние на долговечность ограждения.
Влага бывает:
- строительная (технологическая);
- грунтовая (проникновенная вследствие каппилярного всасывания);
Вместе с этой лекцией читают "2.2. Среднее и действующее значение синусоидальных тока и ЭДС".
- атмосферная (дожди, осадки);
- эксплуатационная;
- гигроскопическая;
- конденсационная.
От всех видов влаги можно и должно избавиться кроме конденсационной.
На образование конденсационной влаги оказывает существенное влияние теплотехнический режим ограждения.