Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тема 3,1 Основы строительной теплотехники




Строительная теплотехника изучает процессы, происходящие в ограждающих конструкциях при передачи теплоты. Это необходимо для разработки конструкций с заданными теплофизическими свойствами. К этим свойствам относят способность защитить помещения от охлаждения зимой, перегрева летом, обеспечить нормативный перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены, способность поддерживать внутри конструкции температурно-влажностный режим, обеспечить минимальное увлажнение материалов в процессе эксплуатации.

Виды теплопереноса:

  • Теплопроводность ( кондукция)- перенос тепла при непосредственном соприкосновение тел или их частей с различной температурой. Характерен для твердых тел, а также для газов, жидкостей, в которых отсутствует видимый перенос массы.
  • Конвекция- перенос теплоты за счет перемещения в пространстве массы газообразного, жидкого, сыпучего вещества.
  • Тепловое излучение (радиация)- перенос теплоты от одних тел к другим электромагнитными волнами. В этом процессе внутренняя энергия тела превращается в энергию электромагнитного поля, поглощаемую другим телом и выделяемую в виде теплоты.

Теплопроводностьсвязана с разделением температур внутри тела.

Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках тела называется температурным полем. Температура в общем случае- функция координат и времени τ, т.е. t=f(x;y;z; τ).

Если температура меняется во времени, то поле неустановившееся (нестационарное), если не меняется- установившееся (стационарное). В зависимости от числа рассматриваемых координат, поле может быть одно-, двух-, трехмерным.

Геометрическое место точек с одинаковой температурой представляют собой изотермическую поверхность. Наиболее интенсивное изменение температуры в теле происходит по нормали к изотермической поверхности. Предел отношения изменения температуры к расстоянию между изотермами называется градиентом температур и обозначается

Lim(∆t/∆n)= ∂t/∂n=grad t=∆t

n→0

Градиент температур- вектор, направленный в сторону повышения температуры.

Фурье изучая теплопроводность в твердых телах установил, что количество теплоты, прошедшие через изотермическую поверхность, пропорциональны градиенту температур. Площади и времени

Q=- λ (∂t/∂n) F τ ; для плотности теплового потока q= Q / F τ =- λ ∂t/∂n (1)

Знак «-« показывает, что вектор градиента температур и теплового потока направлен навстречу друг другу. Плотность теплового потока измеряется в Вт/м2, в технической системе в ккал/(м2*ч).

Соотношение этих единиц 1 ккал/(м2*ч).=1,163 Вт/м2



Коэффициент теплопроводности λ- количество теплоты, переносимой через 1 м2 изотермической поверхности в единицу в единицу времени при градиенте температур равной 1. в соответствие с физическим смыслом Вт/м*К, в техническом смысле –ккал/(м*ч*оС). Для расчетов берется из справочника. Зависит от температуры, плотности, структуры, пористости, влажности.

Теплопроводность однородной стенки. Рассмотрим стенку толщиной δ, выполнена из однородного материала с постоянным коэффициентом теплопроводности. На внешней поверхности поддерживаются постоянные температуры t1ст> t2ст.. вектор q направлен вдоль оси x

Температурное поле одномерное, изотермические поверхности- плоские,

Режим- стационарный. Выделим внутри стенки слой dx, для найдем на основание уравнения (1) dt=-q/λ dx Получим

q=( λ/δ)( t1ст> t2ст)= (t1ст> t2ст) /R, величина δ/ λ= R –термическое сопротивление, определяющее интенсивность падения температуры в стенке м2*К/Вт; м2*ч* оС/ккал

Рассмотрим многослойную конструкцию, состоящую из слоев δ1, δ2, δ3 с коэффициентами теплопроводности λ1, λ2, λ3 . Температуры: внутреннего слоя- t1ст, внешнего слоя t4ст , в плоскости контакта слоев t2ст , t3ст .

При стационарном режиме плотность одинаковая для всех слоев, поэтому

q =( t1ст- t2ст ) /R1 = (t2ст- t3ст ) /R2= (t3ст –t4ст ) /R3 , получим q =(t1ст- t4ст )/ R1+R2 +R3

при большем числе слоев получим q =(t1ст- tn+1ст )/ Σ ni+1Ri

температуру в любом сечение удобно определять графически. По оси ординат откладывают температуру в интервале от t1стдо tn+1ст, по оси асбцисс- Ri . при коэффициенте теплопроводности точки 1 и n+1 соединяются прямой.



 


Тема 3,2 Микроклимат помещений

В помещениях, где пребывают люди, необходимо поддерживать определенный микроклимат. В производственных помещениях он должен соответствовать и технологическому процессу, в сельскохозяйственных- интенсивному выращиванию культур, содержанию животных.

Нарушение теплового баланса ухудшает самочувствие и трудоспособность. Тепловыделения человека зависят от возраста, веса, деятельности. В спокойном состояние взрослый человек отдает окружающей среде ≈ 120Вт, при легкой работе ≈ 250 Вт, при тяжелой ≈ 500 Вт. Большая часть отдается лучеиспусканием, меньшая испарением и конвекцией.

Для обеспечение комфортной среды необходимо совокупное воздействие температуры в помещение, влажности, скорости движения воздуха и температуры внутренних поверхностей ограждения, мебели и т.д.

Температура внутренних поверхностей различна и поэтому вводят понятие средняя температура всех поверхностей или «радиационная» температура. Связь ее с температурой в помещение представлена на графике и зависит от времени года. Температура пола в помещение должна быть ниже температуры в помещение не более чем на 2-2,5 оС и не более 24-26 оС.

За расчетную температуру в помещение принимают температуру воздуха на высоте 1,5 м от пола и не ближе 1 м от стены. Она должна быть в жилых помещениях-18 оС, для угловых помещений и

районов с расчетной зимней -30 оС и ниже-20 оС, на кухнях-15 оС и т.д. по СНиПам.

Тепловой и влажностный режим в помещение влияет на самочувствие человека. Большая относительная влажность воздуха в помещение при высокой температуре снижает возможность эффективного испарения и ухудшает тепловое состояние человека. Сочетание высокой температуры и низкой влажности вызывает у человека неприятные ощущения в дыхательных путях.

Внешние признаки нарушения нормального температурно-влажностного режима являются резкие колебания температуры в морозные и ветреные дни, плесень на предметах, затхлость и сырость воздуха, длительное сохранение запахов в помещениях и т.д.

Оптимальные условия для человека это относительная влажность 45%, температура 18-20 оС, скорость воздуха-5-10 м/с

Влажностный режим помещений зависит от относительной влажности (отношение давления водяных паров в воздухе при заданной температуре к давлению насыщения) и температуры в помещение , в соответствие со СНиПами устанавливают режимы помещений при t=12-24 оС:

сухой- до 50%; нормальный- до 60%; влажный до 75%; мокрый- более 75%.

Влажный режим конструкций зависит от режима содержания, н-р усилить отопление за счет включения газовых кухонных плит приводит к сухости воздуха и насыщения его продуктами сгорания. Большие стирки, сушка белья в помещение приводит к переувлажнению воздуха.

Защита ограждающих конструкций от атмосферной влаги достигается подбором влаго- и морозо-

стойких материалов, конструктивными приемами (воздушная прослойка, пароизоляция и т.д.). проверяется расчетом конструкция на возможность образования конденсата на внутренней поверхности и в толще конструкции.

Воздух всегда содержит влагу, количество влаги на 1 м3 воздуха называется абсолютной влажностью. Наличие влаги в атмосфере определяет парциальное (самостоятельное) их давление, которое называют упругостью водяного пара Е (кПа). При определенном атмосферном давление и температуре упругость водяного пара увеличивается до определенного предела, выше которого наступает насыщение воздуха влагой и образуется конденсат.

t, оС +4 +6 +8 +10 +12 +14 +16 +18 +20 +22
Е(кПа) 8,1 9,3 10,1 12,3 14,02 15,98 18,17 20,6 23,4 26,5

 

При повышение температуры относительная влажность уменьшается, при понижение- увеличивается. Температура воздуха при которой относительная влажность достигает 100%, называется точкой росы, при дальнейшем понижение температуры образуется конденсат.

Необходимость расчета на образование конденсата определяется СНиПом.

При необходимости исключить образование конденсата прибегают к различным мерам: устраивают пароизоляцию на внутренней поверхности стены, окрашивают стены масляной краской, покрывают лаками, битумом, смолами, комбинацией из таких материалов.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал