Тепловлажностный и воздушный режимы помещения

Август 24, 2022

Главная
Разное
Тепловлажностный и воздушный режимы помещения

Содержание

2. Содержание § 1. Теплозащитные свойства ограждений и их влияние на тепловой режим помещения § 2. Воздухопроницаемость
3. В процессе разработки конструктивного решения наружных ограждений изучаются их теплотехнические показатели. Это: сопротивление теплопередаче; тепловая инерция;
4. Теплозащитные качества ограждения принято характеризовать величиной сопротивления теплопередаче R0 которая численно равна падению температуры в градусах
5. Применительно к наружному ограждению здания можно записать: R0 = RВ + RK + RH, (1) где
6. Термическое сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции определяют по формуле: R = δ/λ , (3) Сопротивление
7. ΔtH - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции СНиП
8. Она оценивается по величине сопротивления воздухо-проницанию : Rи = δ / i , (7) где δ
9. Сопротивление воздухопроницанию многослойной огра-ждающей конструкции определяют по формуле: Rи ≥ Rи1 + Rи2 + ....+ Rиn
10. Повышение влажности строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что существенно снижает теплозащитные качества ограждений. Влажный строительный материал,
11. В зимнее время температура воздуха с внутренней стороны ограждения бывает значительно выше температуры наружного воздуха, значит
12. Оценка паропроницаемости ограждающих конструкций проводится по величине сопротивления паропроницанию. Для однородного слоя эта величина равна: RH
13. Для предупреждения конденсации в толще ограждения более плотные, теплопроводные и малопаропроницаемые материалы должны располагаться у внутренней
14. Значительный дефицит топливно-энергетических ресурсов в стране и тяжелое положение обусловили повышение требований к теплозащите ограждающих конструкций.
15. С учетом новых требований с применением существующих строительных материалов и конструкций, значительно увеличивается толщина ограждающих конструкций
16. Предлагается следующая методика расчета толщины утепляющего слоя стены. При выполнении теплотехнического расчета для зимних условий прежде
17. В случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания
18. Который рассчитывается по по формуле: (16) где tв , tот - то же, что в формуле
19. где Δt - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,
20. Вычисленное значение δУТ , м, должно быть скорректировано в соответствии с требованиями унификации конструкции ограждений. Для
21. Коэффициент теплопередачи принятого ограждения стены k , Вт/м2°С, определяют из уравнения: k = 1 / R0ПР
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Содержание
§ 1. Теплозащитные свойства ограждений и их влияние на тепловой режим

помещения
§ 2. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций
§ 3. Влажность воздуха в помещении и влияние на воздушно-тепловой режим помещения
§ 4. Повышение уровня теплозащиты ограждающих конструкций

Слайд 3

В процессе разработки конструктивного решения наружных ограждений изучаются их теплотехнические показатели.

Это:
сопротивление теплопередаче;
тепловая инерция;
теплоустойчивость;
сопротивление воздухопроницанию;
сопротивление паропроницанию.
Сопротивление теплопередаче – определяет уровень теплоизоляции, показывает какое сопротивление оказывает ограждающая конструкция при движении через нее теплового потока одной среды, более теплой, в другую, более холодную.

§ 1. Теплозащитные свойства ограждений и их влияние на тепловой режим помещения

Слайд 4

Теплозащитные качества ограждения принято характеризовать величиной сопротивления теплопередаче R0 которая

численно равна падению температуры в градусах при прохождении теплового потока, равного 1 Вт через 1 м2 ограждения.
Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкции здания.
У особо легких (без инерционных) ограждающих конструкций Д<1,5; у лёгких (с малой тепловой инерцией) 1,5<Д<4; у конструкций средней массивности (со средней тепловой инерцией) 4<Д<7; у массивных конструкций (с большой тепловой инерцией) Д> 7.
По величине тепловой инерции Д можно оценить время, необходимое для предельного понижения температуры у внутренней поверхности ограждения в случае отключения источника отопления. Очень лёгкие ограждения, например панели «сэндвич» при резком похолодании полностью охлаждаются в течение нескольких часов. Однако для бетонных панелей, кирпичной кладки, полное охлаждение наступает в течение нескольких суток. Кратковременное похолодание практически не изменяет температуру внутренней поверхности таких ограждений.

Слайд 5

Применительно к наружному ограждению здания можно записать:
R0 = RВ + RK

+ RH, (1)
где RB = 1/αB - сопротивление теплоотдачи внутренней поверхности ограждения;
RH = 1/αH - тоже наружной поверхности;
αB - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности;
αH - тоже наружной поверхности из СНиП 23-02-2003, таб. 6*;
RК - термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, м2°С/Вт;
RК = R1 + R2 + …Rn, (2)

величина RК определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, м2°С/Вт; R - это термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки СНиП 23-02-2003, прил. 4.
Термическое сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции определяют по формуле:
R = δ/λ , (3)

Слайд 6

Термическое сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции определяют по формуле:
R

= δ/λ , (3)
Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче RoTP, м2°С/Вт, которое должно быть оптимальным с технико-экономической точки зрения.
Требуемое сопротивление теплопередаче является минимально допустимым сопротивлениям теплопередаче по санитарно-гигиеническим требованиям и определяется по формуле:
, м2°С/Вт; (4)

где n - коэффициент учитывающий положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху СНиП 23-02-2003, прил. 3*;
tB - расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемого помещения СНиП 31-05-2003 «Общественные здания и сооружения, прил.4;
tH - тоже наружного воздуха, принимается по СНиП 23-01-99;

Слайд 7

ΔtH - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и

температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции СНиП 23-02-2003, прил. 2*.

Тепловую инерцию (массивность) Д ограждающих конструкций определяют по формуле:
Д = R1S1 + R2S2 +…+ RnSn , (5)
S1 , S2 - коэффициент теплоусвоения материала, Вт/м2°С, по СНиП 23-02-2003, прил. 3*.
Коэффициент теплоусвоения материала S показывает способность поверхности стенки, площадью 1 м2 усваивать тепловой поток мощностью 1Вт при температурном перепаде в 1°С. Он зависит от продолжительности отопительного периода z, сут., и физических свойств материала, характеризуемых коэффициентами теплоёмкости с и плотности ρ:
S = √ 2πλcρ / z , Вт/м2°С, (6)

Слайд 8

Она оценивается по величине сопротивления воздухо-проницанию :
Rи = δ / i

, (7)
где δ - толщина слоя, м.;
i - коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/м2 ч Па,
характеризующий количество воздуха в кг., которое проходит через 1м2 ограждения за 1 час при разности давлений 1 Па .
Фильтрация наружного воздуха через ограждения в холодный период года вызывает дополнительные потери теплоты, а также охлаждение внутренних поверхностей ограждения, особенно в современных многоэтажных зданиях. Поэтому СНиП 23-02-2003 ограничивает воздухопроницаемость ограждающих конструкций.
Сопротивление воздухопроницанию Rи должна быть не менее требуемого по СНиП 23-02-2003, п.5.1 Rитр:
Rи ≥ Rитр = Δρ/GН , (8)
где Rи1....Rиn - гравитационное давление, Па;
GН - нормативная воздухопроницаемость ограждающей кон- струкции (СНиП 23-02-2003, т.12 см. дополнения), кг/м2.

§ 2. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций

Слайд 9

Сопротивление воздухопроницанию многослойной огра-ждающей конструкции определяют по формуле:
Rи ≥

Rи1 + Rи2 + ....+ Rиn , м2/Вт, (9)
где Rи1....Rиn - сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждения, прил. 9 СНиП 23-02-2003.
Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий Rи должно быть не менее RиTP:
, (10)
где Δρ = 10Па - разность давлений воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию Rи .
Приведенное сопротивление теплопередаче RoПP окон, дверей и т.д. смотри приложение 6 дополнений к СНиП 23-02-2003.

Слайд 10

Повышение влажности строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что существенно снижает теплозащитные

качества ограждений. Влажный строительный материал, неприемлем и с гигиенической точки зрения. Кроме того влажностный режим влияет и на долговечность ограждения.
В ограждающих конструкциях может оказаться: строительная влага, вносимая при возведении зданий или при изготовлении сборных железобетонных конструкций; грунтовая влага, проникающая в ограждающие конструкции в следствии капитального всасывания; атмосферная влага, проникающая в ограждение при косом дожде или при неисправной кровле; эксплуатационная влага - в процессе эксплуатации; гигроскопическая влага, находящаяся в ограждающих конструкциях вследствие гигроскопичности его материалов.
Конденсационная влага. От всех видов влаги, кроме конденсационной, можно и должно избавиться до начала эксплуатации здания. Влага из воздуха может конденсироваться, как на внутренней поверхности ограждения, так и в его толще.

§ 3. Влажность воздуха в помещении и влияние на воздушно-тепловой режим помещения

Слайд 11

В зимнее время температура воздуха с внутренней стороны ограждения бывает

значительно выше температуры наружного воздуха, значит и парциальное давление (упругость) водяного пара в воздухе помещения окажется более высоким, чем для наружного воздуха. Разность величины упругости водяного пара с одной и с другой стороны ограждения вызывает диффузионный поток водяного пара через ограждение от внутренней поверхности к наружной. Поэтому можно записать :
G = (eВ − еН)(μ /δ), (11)
где G - количество диффундирующего пара, кг;
eВ и еН - упругости водяного пара у внутренней и наружной поверхности ограждения, Па;
μ - коэффициент паропроницаемости материала стенки, кг/м⋅ч⋅Па;
δ - толщина стенки, м.
Коэффициент паропроницаемости материала μ зависит от физических свойств данного материала и представляет собой количество водяного пара, которое диффундирует в течении 1 чаcа через 1 м2 плоской стенки толщиной 1 м при разности упругостей водяного пара с одной и с другой её сторон, равной 1 Па. Принимается по СНиП 23-02-2003, прил. 3*.

Слайд 12

Оценка паропроницаемости ограждающих конструкций проводится по величине сопротивления паропроницанию.
Для

однородного слоя эта величина равна:
RH = δ / μ , (12)
Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции равно:
Rоп = RВп + R1п + R2п +…+RnП +…+RНП =
= RВп + δ1 / μ1+ δ2 / μ2+…+δnП / μ nП+ RНП , (13)
где R1п…RnП - сопротивление паропроницанию отдельных слоев ограждения, м2⋅ч⋅Па/кг;
п - число слоев ограждения;
RВп, RНП - сопротивление влагообмену у внутренней и наружной поверхности ограждения, м2⋅ч⋅Па/кг.
При оценке паропроницаемости ограждения необходимо выполнить условие: величина сопротивления паропроницанию RnП ограждающей конструкции должна быть не менее наибольшего из требуемых сопротивлений R1п и R2п , в соответствии с п. 6.1. СНиП .

Слайд 13

Для предупреждения конденсации в толще ограждения более плотные, теплопроводные и

малопаропроницаемые материалы должны располагаться у внутренней поверхности ограждения, а к наружной поверхности, наоборот пористые, малотеплопроводные и более паропроницаемые. В этом случае у внутренней поверхности будет более высокая температура.
Для предупреждения конденсации влаги на внутренней поверхности наружного ограждения необходимо, чтобы tВ > tР. Температура точки росы tР воздуха помещения определяется:
tР = 20,1 - (5,75 - 0,00206 · еВ)2 ,
где еВ - упругость водяного пара, Па.
Если условие tВ > tР не соблюдается. То необходимо увеличить сопротивление теплопередаче ограждения R0 .
Кроме того, целесообразно вентилирование помещений, обдувка или обогрев внутренних поверхностей ограждения.

Слайд 14

Значительный дефицит топливно-энергетических ресурсов в стране и тяжелое положение обусловили повышение

требований к теплозащите ограждающих конструкций.
В связи с этим вышло постановление правительства РФ № 18-81 от 11.08.95 «О принятии изменений № 3 к СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника». В которых установлено, что начиная с 1.09.95г. -проектирование, а с 1.07.96г. - новое строительство, реконструкцию и капитальный ремонт зданий осуществлять с учетом повышенных требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций.
Кроме того, с 1.02.2000г перейти на более высокие требования к теплозащитным качествам ограждений.
В связи с применением новых изменений к СНиП (23-02-2003), актуализированная редакция, нормируемые величины сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций значительно выросли и оказались сопоставимыми с аналогичными величинами в некоторых развитых странах Запада (с R0 1,29...до 3,2 по наружным стенам).

§ 4. Повышение уровня теплозащиты ограждающих конструкций

Слайд 15

С учетом новых требований с применением существующих строительных материалов и конструкций,

значительно увеличивается толщина ограждающих конструкций (например для г.Пензы толщина стен из кирпича - > 1 м, а панелей - до 0,5 м).
Это приводит к значительным капитальным затратам и увеличению нагрузки на фундаменты. Следовательно, нужны новые строительные материалы и принципиально новые строительные конструкции.
1. Перспективный метод повышения теплоизоляционных качеств ограждающих конструкций - использование легких бетонов, в состав которых входят пористые заполнители с аморфизированной структурой (шлаковая пемза, азерит) и вяжущие пониженной теплопроводности.
2. Теплоизоляционные качества ограждающих конструкций можно также повысить путем нанесения эффективных «теплых» штукатурок на поверхность панели в процессе ее изготовления на заводе или в построечных условиях.
3. Новым направление является устройство воздушных прослоек, по которым свежий наружный воздух передвигаясь постепенно нагревается.
4. Использование тепла солнечной радиации и т.д.

Слайд 16

Предлагается следующая методика расчета толщины утепляющего слоя стены.
При выполнении теплотехнического расчета

для зимних условий прежде всего необходимо убедиться, что конструктивное решение проектируемого ограждения позволяет обеспечить необходимые санитарно-гигиенические и комфортные условия микроклимата.
Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, R0норм, м2°С/Вт, следует определять по формуле:
(14)
Согласно СНиП 23-02-2003, актуализированная редакция, допускается снижение значения коэффициента mp.

Слайд 17

В случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии

на отопление и вентиляцию здания выполняются требования раздела к данной удельной характеристике. Значения коэффициента mp при этом должны быть не менее: mp= 0,63 – для стен, mp= 0,95 – для светопрозрачных конструкций, mp= 0,8 – для остальных ограждающих конструкций.
Градусо-сутки, °Ссут, отопительного периода следует определять по формуле:
ГСОП = (tв – toп)⋅Zoп, (15)
В случаях, когда средняя наружная или внутренняя температура для отдельных помещений отличается от принятых в расчете ГСОП, базовые значения R0тр, умножаются на коэффициент nt .

Слайд 18

Который рассчитывается по по формуле:
(16)
где tв , tот - то же,

что в формуле (15);
t*в , t*от - средняя температура внутреннего и наружного воздуха для данного помещения, °С.
В случаях реконструкции зданий, для которых по архитектурным или историческим причинам невозможно утепление стен снаружи, нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен допускается определять по формуле:
(17)
где tв - то же, что в формуле (15);
tH - расчетная зимняя температура, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [6, табл. 3.1];
αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2⋅°С), по [7, табл. 4];

Слайд 19

где Δt - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и

температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, по [7, табл. 5].
Далее определяют предварительную толщину слоя утеплителя δУТ , м, по формуле:
(18)
где

Слайд 20

Вычисленное значение δУТ , м, должно быть скорректировано в соответствии с

требованиями унификации конструкции ограждений. Для наружных стеновых панелей – 0,20; 0,25; 0,30; 0,40; 0,50 м, для кирпичной кладки – 0,38, 0,51, 0,64, 0,77.
После выбора толщины утеплителя уточняют приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций, R0ПР , (м2°С)/Вт, для всех слоев ограждения по формуле:
(19)
и проверяют условие :
R0пр ≥ R0норм , (20)
т.к. согласно [7, п.5.1] R0пр должно быть не менее нормируемых значений R0норм.
Если условие (20) не выполняется, то целесообразно выбрать строительный материал с меньшим коэффициентом теплопроводности λУТ , Вт/(м2°С), или можно увеличить толщину утеплителя δУТ , м.

Слайд 21

Коэффициент теплопередачи принятого ограждения стены k , Вт/м2°С, определяют из уравнения:

k = 1 / R0ПР (21)