Теплотехнический расчет ограждающей конструкции здания
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
Введение
Строительная теплофизика - теоретическая основа техники отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Цель обучения строительной теплофизики - овладение сущностью и методом расчета теплового и влажного режима ограждения здания.
Около 80% своей жизни человек проводит в помещениях: общественных, жилых, производственных зданиях. Способности человека зависят от того, насколько помещения в санитарно-гигиеническом соотношении удовлетворяют его физиологическим требованиям.
Под микроклиматом помещения понимается совокупность тепловых, воздушных и влажностных режимов в их взаимосвязи. Основное требование к микроклимату - поддержание благоприятных условий для людей, находящихся в помещении.
При проектировании систем отопления главное внимание уделяется конструкциям наружных ограждений и оценке их сопротивления теплопередаче и влагопереносу.
Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкции здания.
Теплозащитные свойства ограждения определяют в первую очередь его термическим (тепловым) сопротивлением R, которое оказывает ограждение прохождению через него теплоты:
[м2*0С/Вт], где
? - толщина слоя материала, [м];
? - расчетный коэффициент теплопроводности строительного материала, Вт/мград.
Коэффициент теплопроводности материала не является постоянной величиной даже для одного и того же материала. Его величина зависит от плотности материала, его влажности, влажностного режима помещения и зоны влажности, в которой находится здание.
Чем больше плотность материала, тем меньше в нем воздушных пор, являющихся плохим проводником теплоты, тем выше коэффициент его теплопроводности. Чем больше влажность материала, тем больше воздушные поры заполняются водой, теплопроводность которой примерно в 25 раз больше теплопроводности неподвижного воздуха, тем выше коэффициент теплопроводности материала. Аналогично на теплопроводность материала влияет повышение влажности воздуха внутри помещения и снаружи (зоны влажности).
Процесс теплопроводности представляет собой перенос теплоты при непосредственном соприкосновение частиц вещества (молекул, атомов и свободных электронов), которое сопровождается обменом энергии и их теплового движения.
Закон Фурье является основным законом теплопроводности, устанавливающих прямую пропорциональность между плотностью теплового потока и температурным градиентом:
[Вт/м2], где
? - коэффициент пропорциональности, который называется коэффициент теплопроводности, Вт/м.град.
В теплотехнике часто тепловой поток от одной подвижной среды (газа, жидкости) к другой передается через стенку. Такой суммарный процесс теплообмена, в котором перенос тепла через подвижные пограничные слои является необходимой составной частью, называется теплопередачей.
Теплопередачу можно охарактеризовать коэффициентом теплопередачи k - представляет собой мощность теплового потока проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 м2 поверхности стенки за 1 с при разнице температур 1 град между средами.
[Вт/м2*0С], где
, [м2*0С/Вт]- требуемое термическое сопротивление - минимально допустимое сопротивление теплопередаче, удовлетворяющее в зимних условиях санитарно-гигиеническим требованиям помещения оговоренное в санитарных нормах и правилах.
Тепловой режим здания
Тепловой режим здания - совокупность всех факторов и процессов, характеризующих тепловую обстановку в помещении, и определяющих. температуру воздуха в помещении tВ и температуру внутренних поверхностей ограждения tвп(?).
Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризующегося температурой внутреннего воздуха tB, радиационной температурой помещения (осредненной температурой его ограждающих поверхностей) tвп(?), скоростью движения (подвижностью) воздуха и относительной влажностью ?В воздуха. Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называют комфортными или оптимальными.
Указанные выше параметры зависят от поступлений и потерь тепла, а так же от теплозащитных свойств наружных ограждений и расположения обогревающих устройств. Тепло поступает в помещение от технологического оборудования, источников искусственного освещения, людей находящихся в нем. В холодный период года помещения теряют тепло через наружные ограждения, тепло расходуется на нагревание воздуха, который поступает в помещение через не плотности ограждения, на испарения влаги.
Тепловой баланс организма человека слагается из тепла, вырабатываемого организмом и обменом его с окружающей средой помещения.
Величина теплообразования в организме изменяется в зависимости от возраста, работы мышц, одежды и других факторов. Выделившееся тепло находится в прямой связи с микроклиматическими условиями помещения, влажностью и скоростью движения воздуха, а также с температурой поверхности технологического оборудования.
Большое значение имеет температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций tвп(?), поскольку от этой температуры зависит теплообмен тела человека с окружающими поверхностями путём излучения.
Гигиенические исследо