Лекция 3. Тепловая защита зданий презентация

Тема 1.
ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ. Основные понятия и определения.

Ведущие ученые в области строительной физики (Россия)
Власов О.В. (20-е – 40-е годы прошлого столетия)
Мачинский С.Ф. (20-е – 40-е годы прошлого столетия)
Муромов И.С. (20-е – 40-е годы прошлого столетия)
Фокин К.Ф. (30-е – 60-е годы прошлого столетия)
Шкловер А.М. (50-е – 60-е годы прошлого столетия)
Лыков А.В. (30-е – 70-е годы прошлого столетия)
Ушков Ф.В. (60-е – 80-е годы прошлого столетия)
Богословский В.Н. (70-е – 90-е годы прошлого столетия)
Титов В.П. (70-е – 90-е годы прошлого столетия)
Матросов Ю.А. (НИИСФ)
Табунщиков Ю.А. (АВОК)
Гагарин В.Г.(НИИСФ)
Ученые СибАДИ, работающие в области СФ:
- Валов В.М.
- Пахотин Г.А.
- Апатин С.Н.
- Кривошеин А.Д.
- Цвяк А.Н.,
- Харламов Д.А.,
- Жабенцев Д.А.

t ext
t int
t int
t ext
Qогр
Qот
Qот
Qвен
Qогр

Потери тепла через ограждающую конструкцию
tint - text
Qогр = ---------- ⋅ Апр (1+∑ß)
R0пр
R0пр - приведенное сопротивление теплопередаче, м 2 о С/Вт
Количество тепла, требуемое от системы отопления
Qотр = ∑Qогр + Qвен - Qбыт - Qсол

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче конструкции R0 ,
м2 оС/Вт
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ
ОЦЕНКИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КАЧЕСТВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
Расчет температуры по сечению конструкции
τi, оС

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче конструкции R0 ,
м2 оС/Вт
Расчет температуры по сечению конструкции
τi, оС
Расчет теплопотерь помеще-
ний
tint - text
∑ Qогр = ---------- ⋅ Аогр
R0 пр
1. Оценка возможности вы-падения конденсата на поверхности конструкции
τmin > τd
2. Обеспечение нормируе-
мого температурного пере-
пада
Δtn = tint - τint

ОСНОВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ПРЕДПИСЫВАЮЩИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ:
СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;
СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»;
ТСН 23-338-2002 Омской области «Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите».

При оценке теплозащитных качеств ограждающих
конструкций применяют:
– коэффициент теплопроводности материала – λ, [Вт/м оС]; (различают λо - в сухом состоянии, λА – в условиях эксплуатации «А»; λБ – в условиях эксплуатации «Б»);
– сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций – R0, [м2 оС/Вт];
– коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций – k
[Вт/м2 оС];
приведенное сопротивление теплопередаче - R0пр, [м2 оС/Вт].

Коэффициент теплопроводности материала – показатель, характеризующий способность строительных материалов проводить тепло – λ, [Вт/м оС];
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций –
показатель, характеризующий способность теплотехнически однородных ограждающих конструкций сопротивляться прохождению теплового потока, [м2 оС/Вт]
Rо = 1/αint + R + 1/αext
Коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций – показатель, характеризующий способность ограждающих конструкций передавать тепловой поток, [м2 оС/Вт]
kо = 1/Rо
Приведенное сопротивление теплопередаче - показатель, характеризующий способность теплотехнически неоднородных ограждающих конструкций сопротивляться прохождению теплового потока, [м2 оС/Вт]
Rопр = 1/αint + Rпр + 1/αext

αint , αext - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности конструкции, [Вт/м2⋅ оС], показатели, характеризующие величину теплообмена конструкции с наружным и внутренним воздухом
R – термическое сопротивление конструкции, [м2 оС/Вт] - показатель, характеризующий теплозащитные качества теплотехнически однородной конструкции без учета пограничных слоев
R = ∑δi/λi ;
Rпр - приведенное термическое сопротивление конструкции,
[м2 оС/Вт], показатель, характеризующий теплозащитные качества теплотехнически неоднородной конструкции без учета пограничных слоев

Минераловатные плиты «URSA» δ=50 мм λБ=0,046 Вт/(м⋅оС)
Железобетонное
перекрытие
tint = +21o
3
20
380
1
150
120
2
4
Чердачное перекрытие
640
1
Однослойная стена
Многослойная стена без теплопроводных включений
Утепленный пол первого этажа
утеплитель
Плита перекрытия
стяжка из бетона
Теплотехнически однородные конструкции

Теплотехнически неоднородные конструкции
tint = +21o
3
20
380
1
150
120
2
4
Стена с разной площадью тепловосприятия и теплоотдачи
Fвых
Fвх
Многослойная стена с теплопроводными включениями
А – неоднородность первого рода
Б – неоднородность второго рода

Однослойная теплотехнически однородная стена аналогичной площади с равными теплопо-терями ∑ Qст
Fвх
Многослойная стена с тепло-проводными включениями (теплопотери ∑ Qст )
Fвх
tint - text
∑ Qст = ---------- ⋅ Апр
R0 пр
Приведенное сопротивление теплопередаче

Приведенное сопротивление теплопередаче –
интегральный показатель, характеризующий тепло-защитные качеств теплотехнически неоднородной ограждающей конструкции, определяемый из усло-вия приведения фактических теплопотерь, рассчи-танных для этой конструкции, к теплопотерям аналогичной по площади теплотехнически однород-ной конструкции

Выдержка из СНиП 23-02-2003, п.5.6
Величина Rо определяется расчетом (либо по приближенным формулам, либо по результатам расчета температурных полей) или принимается по справочным данным

Примеры разбиения фасадов на расчетные участки для определения приведенного сопротивления теплопередаче фасада (а, б) или промежуточ-ного этажа (в,г)

Выдержка из СНиП 23-02-2003, п.5.9

THERM
(Window
Frame)
Optics
(Window
Glass)
WINDOW+5
(Whole Window)
TEMPER-3D
INSYS
Программа по расчету температурных полей НИИСФ
THEPL

Образование плесени на оконных откосах

Пример задания разбиения

10о
5о
0о
15о
tвр = +20оС
tнр = -37 оС
τвmin = 5,1оС
τвmin = 1,9оС
10о
5о 0о
15о
tвр = +20оС
tнр = -37 оС
τвmin = 12,8оС
τвmin = 10,6оС
Распределение температур по узлу сопряжения стеновых панелей с плитой перекрытия и заполнением оконного проема: а - при устройстве дополнительного утепления по глади стены; б - при утеплении оконных откосов, глади стены с устройством галтелей из цементно-песчаного раствора (1 - стеновая панель; 2 - плита перекрытия; 3 - утеплитель; 4 - теплоизоляционные плиты "Stadur"; 5 - откос из цементно-песчаного раствора (галтель)

Общий вид распределения температур расчетного фрагмента узла сопряжения наружной стены с плитами чердачного перекрытия при отсутствии в монолитном ж/б поясе термовкладышей

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ КОНСТРУКЦИИ
Теплопередача – процесс передачи (переноса) теплоты через ограждающую конструкцию, происходящий посредством конвекции, теплового излучения и теплопроводности
Конвекция – перенос теплоты вследствие перемещения и перемешивания частиц тела или вещества
Теплопроводность – перенос теплоты при непосредственном соприкосновении частиц тела
Тепловое излучение – перенос теплоты электромагнитными волнами, возникающими вследствие сложных молекулярных и атомных возмущений, обусловленных тепловым состоянием тела
tint
text
Qл
Qк
Qл
Qк

tint
text
+20
-20
0
t, оС
Распределение температур по сечению однослойной конструкции
Qогр
Кирпич

tint
text
+20
-20
0
t, оС
Распределение температур по сечению двухслойной конструкции
tint
text
+20
-20
0
t, оС
Минераловатная
плита
Кирпич
τint
τint