1 Общие понятия

Строительная теплофизика – это наука, на которой базируется техника строительства.

Строительная теплофизика изучает:

СТФ

процесс передачи теплоты (q),Вт/м²

процесс переноса

влаги (i), кг/(чм²)

процесс фильтрации

воздуха (j), кг/(чм²)

Среди всех сооружений здание подвержено наиболее сложным физическим воздействиям, поэтому представим современное здание как сложную, взаимосвязанную систему тепло- и массообмена.

Бытовые воздействия жилого здания

Технологические внутренние поступления

Возмущающие воздействия

Системы

ОВ и КВ

Здание (помещение)

микроклимат

t_в, _в, υ_в, t_R

наружные ограждающие конструкции

(НОК)

Внешняя среда – внешние климатические воздействия:

t_н, _н, υ_н,

осадки, солнечнаярадиация и т.д.

Система обеспечения заданного микроклимата,

система кондиционирования микроклимата

(СКМ)

Рис. 1. Схема формирования микроклимата

Система кондиционирования микроклимата (СКМ)– совокупность инженерных методов и устройств, обеспечивающих заданный микроклимат в помещениях зданий.

Цель курса: изучить научные основы проектирования современных зданий с эффективным использованием энергии.

Микроклимат в помещении определяется тепловым режимом здания (ТРЗ).

ТРЗ – это совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловое состояние его помещений.

Рис. 2. Схема формирования ТРЗ

Задачи курса:

1. научиться рассчитывать тепломассообменные процессы;

2. уметь их прогнозировать;

3. находить целесообразные оптимальные решения по конструкциям, по зданию в целом;

4. акцент делается на теоретические основы и курс часто называется «Строительная теплотехника».

Задача формирования ТРЗ:при помощи регулирующих воздействий с учетом возмущающих воздействий поддерживать в помещениях определенное сочетание параметров микроклимата (t_в, _в, υ_в, t_R ).

Требуется определить:

1. теплозащитные свойства ограждений;

2. характеристики систем ОВ и КВ.

2 Теплозащитные свойства наружных

ограждающих конструкций

Теплозащитные свойства НОК характеризуются сопротивлением теплопередаче конструкции (R₀), м²^°С/Вт.

Все теплотехнические расчеты НОК выполняются на основе общего уравнения теплопередачи.

Тепловой поток Q, Вт (Дж/с), определяется по формуле

Q =

Коэффициент теплопередачи , Вт/(м² ^°С) определяется по формуле

Ограждающие конструкции могут быть:

одномерная передача теплоты

двухмерная передача теплоты

1. Однородные:

   0. 1.1 Однослойные

   1. 1.2 Многослойные

2. Неоднородные:

   0. 2.1 Однослойные

   1. 2.2 Многослойные

Однородные ограждающие конструкции

0. 1.1 Однослойные

Стенка из легкого бетона, (ρ= 1200 кг/м³)

τ_в

q

τ_н

t_в

t, °С

t_н

∆t

δ, м

Сопротивление теплообмену (теплоотдаче или тепловосприятию) на наружной поверхности (), м²^°С/Вт, определяется по формуле

или

где - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м²·°С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

Вт/(м² ^°С) – наружная стена, окно, бесчердачное покрытие;

α_н= 7,5 Вт/(м² С) – подвал с окнами;

α_н= 6,0 Вт/(м² ^°С) – подвал без окон;

α_н= 12 Вт/(м² ^°С) – чердачное перекрытие.

Сопротивление теплообмену (теплоотдаче или тепловосприятию) на внутренней поверхности(), м²^°С/Вт, определяется по формуле

или

где – коэффициент теплоотдачи (коэффициент тепловосприятия) внутренней поверхности ограждающих конструкций,

Вт /(м²·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

α_в= 8,7 Вт/(м²^°С) – поверхность ровная, без выступов.

∆t₀– разница между температурой воздуха внутренней среды и температурой внутренней поверхности, °С.

t_в– температура воздуха внутренней среды, °С;

τ_в– температура на внутренней поверхности ограждения, °С;

∆t – разница между температурой воздуха наружной среды и температурой наружной поверхности, °С.

t_н- температура воздуха наружной среды, °С;

τ_н – температура на наружной поверхности, °С;

∆t≤ ∆t_н,

где ∆t_н= 4 °С – для наружной стены жилых зданий

τ_в » t_т.р,

г

t_в= 21^°С

φ_в = 55%

деt_т.р– температура точки росы, °С,t_{т.р. =} f