РАСЧЕТ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника авиация автомобиль сооружения
биологии
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика




















































РАСЧЕТ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД

сооружения


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1493


дтхзйе дплхнеофщ

Расход воды на нужды промышленного предприятия
Определение полного объёма бака водонапорной башни
РЕШЕНИЕ СХЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ТРАССИРОВКА СЕТИ
Гидравлический расчёт сети в час максимального водопотребления
Определение расхода воды на поливку улиц и зеленых насаждений в городе и на промышленном предприятии
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
РАСЧЕТ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД
 

РАСЧЕТ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД

Проверка наружных ограждений на теплоустойчивость осуществляется в районах со среднемесячной температурой воздуха в июле 21°С и выше. Установлено, что колебания температуры наружного воздуха Atн, °C, происходят циклически, подчиняются закону синусоиды (Рис. 6) и вызывают, в свою очередь, колебания фактической температуры на внутренней поверхности ограждения Aτвф, которые также протекают гармонически по закону синусоиды (Рис. 7).

Рис. 6. Колебания тепловых потоков и температур на поверхности ограждения
Рис. 6. Колебания тепловых потоков и температур на поверхности ограждения

Теплоустойчивость - это свойство ограждения сохранять относительное постоянство температуры на внутренней поверхности τв, °С, при колебаниях внешних тепловых воздействий Atн, °С, и обеспечивать комфортные условия в помещении. По мере удаления от наружной поверхности амплитуда колебаний температуры в толще ограждения, Aτ, °С, уменьшается, главным образом, в толще слоя, ближайшего к наружному воздуху. Этот слой толщиной δ, м, называется слоем резких колебаний температуры Aτ, °С.

Рис. 7. Затухание температурных колебаний в ограждении
Рис. 7. Затухание температурных колебаний в ограждении



Проверку на теплоустойчивость осуществляют для горизонтальных (покрытия) и вертикальных (стены) ограждений. Вначале устанавливают допустимую (требуемую) амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности Aтрτв наружных ограждений с учётом санитарно-гигиенических требований по выражению

Aтрτв = 2,5 - 0,1(tнл - 21),    (1)

где

tнл

-среднемесячная температура наружного воздуха за июль (летний месяц), °С, [3, табл.1].

Эти колебания происходят вследствие колебаний расчётных температур наружного воздуха Aрасtн , °С, определяемых по уравнению

Aрасtн = 0,5Atн + ρ(Imax-Iсрн , (2)

где Atн

-

максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воздуха за июль, °С, [3, прил. 2];

ρ

-

коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности [4, прил. 7], (табл. 14);

Imax, Iср

-

соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) [3, табл. 7];

αн

-

коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения при летних условиях, Вт/(м2·°С), равный

αн = 1,16(5 + 10√v),

(3)

здесь v

-

максимальная из средних скоростей ветра за июль, м/с, [3, прил. 4], но не менее 1 м/с.

Таблица 14

Коэффициент поглощения солнечной радиации ρ

Материал наружной поверхности ограждения

Коэффициент поглощения ρ

Бетоны
Защитный слой рулонной кровли из светлого гравия
Кирпич глиняный красный
Кирпич силикатный
Облицовка природным камнем (белым)
Штукатурка известковая темно-серая
Штукатурка цементная светло-голубая
Штукатурка цементная темно-зелёная
Штукатурка цементная кремовая

0,7
0,65
0,7
0,6
0,45
0,7
0,3
0,6
0,4

Величина фактических колебаний на внутренней плоскости Aфtв , °С, будет зависеть от свойств материала, характеризуемых значениями D, S, R, Y, αн и способствующих затуханию амплитуды колебаний температуры в толще ограждения At. Коэффициент затухания v определяют по формуле

где D

-

тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая по формуле (1.2);

e = 2,718

-

основание натурального логарифма;

S1, S2, ..., Sn

-

расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждения [4, прил. 3*];

αв

-

то же, что в формуле (3.1);

αн

-

то же, что в формуле (3);

Y1, Y2, ..., Yn

-

коэффициент теплоусвоения материала наружной поверхности отдельных слоев ограждения, определяемый по формулам(5)-(9).

Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности Y, Вт/(м2°С), отдельного слоя зависит от значения его тепловой инерции и определяется при расчёте, начиная с первого слоя от внутренней поверхности помещения к наружной .

Если первый слой имеет D1 ≥ 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y1 следует принимать равным

Y1 = S1.

(5)

Если первый слой имеет D1 < 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя: для первого слоя

Y1 = R1S21 + αв/(1 + R1αв)  ;

(6)

для второго слоя

Y2 = R2S22 + Y1/(1 + R2Y1)  ;(7)



для третьего слоя

Y3 = R3S33 + Y2/(1 + R3Y2  ; (8)

для n-го слоя

Yn = RnS 2n+ Yn – 1/(1+RnYn-1) , (9)

где R1, R2, ..., Rn

-

термическое сопротивления 1,2 и n-го слоев ограждения, (м2°С)/Вт, определяемое по формуле

R  ;

αв

-

то же, что в уравнении (3.1).

По известным значениям v и Aрасtн определяют фактическую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции Aфτв , °С:

Aфτврасtн/ν  . (10)

Ограждающая конструкция будет отвечать требованиям теплоустойчивости, если выполняется условие

AфτвAтрτв .(11)

В этом случае ограждающая конструкция обеспечивает комфортные условия помещения, защищая от воздействия внешних колебаний теплоты. Если Aфτв > Aтрτв , то ограждающая конструкция является нетеплоустойчивой, тогда необходимо принять для наружных слоев (ближе к наружному воздуху) материал с большим коэффициентом теплоусвоения S, Вт/(м2·°С).

Пример 1.

Расчет теплоустойчивости наружного ограждения

Исходные данные

1. Ограждающая конструкция, состоящая из трех слоев: штукатурки из цементно-песчаного раствора с объемной массой γ1 = 1800 кг/м3, толщиной δ1 = 0,04 м; слоя утеплителя из глиняного обыкновенного кирпича с γ2 = 1800 кг/м3 толщиной δ2 = 0,510 м; облицовочного силикатного кирпича с γ3 = 1800 кг/м3 толщиной δ3 = 0,125 м.

2. Район строительства - г. Пенза .

3. Влажностный режим помещения - нормальный.

 Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 18 °С.

5. Условие эксплуатации - А.

Расчетные значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: tнл = 25,6°С [3, табл. 1];

R1 = 0,05 Вт/(м2·°С); R2 = 25,6 Вт/(м2·°С); R3 = 0,16 Вт/(м2·°С); S1 = 9,6 Вт/(м2·°С) (по прил.3* [4]); S2 = 9,20 Вт/(м2·°С) [4, прил.3*]; S3 = 9,77 Вт/(м2·°С) [ прил. 3*]; v = 3,9 м/с [3. табл.6]; Atн = 18,4°С [3, табл. 2]; Imax = 636 [3, табл. 7]; Iср = 145 [3, табл. 8]; ρ = 0,7 (см. табл. 13); D = 8,64; αв = 8,7 Вт/(м2·°С) (см. табл.6).

Порядок расчета

1. Определяем допустимую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности Aтрτв наружного ограждения по уравнению (1):

Aтрτв = 2,5 - 0,1(tнл - 21) = 2,5 - 0,1(25,6 - 21) = 2,04 ° С.

2. Вычисляем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха Арас по формуле (2):

Арасtн = 0,5 · Atн +ρ(Imax-Iср)/ αн  = 0,5 · 18,4 +0,7(636-145)/28,7=21,2 °C,

где αн определяем по уравнению (3):

αн = 1,16(5 + 10√v) = 1,16 · (5 + 10√3,9) = 28,7 Вт/(м2·°С).

3. Находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности Y отдельных слоев ограждающей конструкции в зависимости от D.

Для первого слоя D1 = R1 · S1 = 0,04 · 9,6 = 0,38, т.е. D1 < 1, тогда значение Y определяем расчетом для каждого слоя отдельно: для первого слоя по формуле (6)

Y1 =( R1S21+ αв)/(1+R1αв)= =(0,05*9,62)+8,7)/(1+0,05*8,7)=9,54Вт/(м2·°C);

для второго слоя по формуле (7)

Y2 = (R2S22 +Y1)/(1+R2Y1)=(0.72*9.22+9.54)/(1+0.72*9.54)=8.96Вт/(м2·°С);

для третьего слоя утеплителя по формуле (8)

Y3 = (R3S23+Y2)/(1+R3Y2)=(0.16*9.772+8.96)/1+0.16*8.96=9.92

Вт/(м2·°С);

 Определяем коэффициент затухания расчетной амплитуды колебания наружного воздуха v в толще ограждения по формуле (4):

5. Вычисляем фактическую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения по формуле (10):

Atнфрасtн /ν=21,2/515,5=0,04°С.

Таким образом, конструкция отвечает требованиям теплоустойчивости, так как выполняется условие (11):

Atнф < Aтрtн (0,04 < 2,04).