Общая схема теплообмена в помещении

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

по направление подготовки «Строительство»

 

профиль подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

Новокузнецк

2014 г.


СОДЕРЖАНИЕ

1 ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ.... 3

1.1 Общая схема теплообмена в помещении. 3

2 ОБЩИЙ ТЕПЛООБМЕН НА ПОВЕРХНОСТИ В ПОМЕЩЕНИИ.... 5

3 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ.... 8

4 МИКРОКЛИМАТ ПОМЕЩЕНИЯ И СИСТЕМА ЕГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ... 11

5 ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ (АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ЗАТУХАНИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ КОЛЕБАНИЙ). 15

6 ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД РАСЧЁТА УСТОЙЧИВОСТИ.... 17

7 ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ЗДАНИЯ И УЧЕТ ВОЗДУХОПРОНИЦАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДЕНИЯ... 21

8 ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ.... 23

9 ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ЗДАНИЯ... 26

10 ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ.... 30

11 УЧЕТ ВОЗДУШНОГО РЕЖИМА ЗДАНИЯ ПРИ ВЫБОРЕ ОСНОВНЫХ СХЕМ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ.... 35

12 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ ОГРАЖДЕНИЯ... 37

13 ВЛАГА ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЯ... 38

14 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ41

15 РАСЧЕТ ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ.... 44

16 ПРОВЕРКА НА ВОЗМОЖНОСТЬ КОНДЕНСАЦИИ В ТОЛЩЕ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ... 46

ЛИТЕРАТУРА.. 50


ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ

 

При эксплуатации зданий определяющим является тепловой режим помещения.

Тепловая обстановка определяется:

- температурой;

- подвижностью и влажностью воздуха;

- наличием струйных течений;

- распределением параметров воздуха в плане и по высоте;

- радиационным излучением окружающих поверхностей, зависящим от температуры, геометрии и радиационных свойств.

Под действием конвективного и лучистого теплообмена и процессов, масса переноса температуры воздуха и поверхностей в помещении взаимосвязаны и оказывают большое воздействие друг на друга.

 

Общая схема теплообмена в помещении

Общая схема теплообмена в помещении приведена на рисунке 1.1. Из него следует, что в помещении в обмене теплом участвует ряд элементов. Это воздух основного (не занятого струйными течениями) объема помещения, поверхности, обращенные в помещение, объемы струй воздуха, внешние среды (наружный воздух, теплоноситель в приборах системы отопления–охлаждения). Между перечисленными элементами происходят следующие виды обмена теплом.

Конвективный теплообмен (К) возникает между воздухом и поверхностями ограждений и приборами системы отопления-охлаждения, лучистый (Л) – теплообмен между отдельными поверхностями.

Вследствие турбулентного перемешивания не изотермических струй воздуха с воздухом основного объема помещения происходит струйный (Ст) теплообмен.

Внутренние поверхности наружных ограждений в основном передают теплопроводностью через толщину конструкций и теплообменом наружному воздуху, а поверхности приборов также теплопроводностью приборов и теплообменом – теплохладоносителю системы отопления-охлаждения.

 

–воздух основного объема помещения; – поверхности, обращенные в помещение; – струи воздуха; – внешняя среда;

– конвективный теплообмен; – лучистый теплообмен; | - наружное ограждение; || - панель; - не изотермическая струя приточного воздуха

Рисунок1.1 – Общая схема теплообмена в помещении

 

Важной составляющей сложного процесса, формирующего тепловой режим помещения, является теплообмен на поверхностях.

Тепловой баланс любой поверхности i в помещении (рисунок 1) в стационарных и не стационарных условиях может быть представлен на основе закона сохранения энергии:

 

Лi+Кi+Тi=0. (1.1)

 

Лучистая Лi, конвективная Кi, кондуктивная (теплопроводностью) Тi составляющие теплообмена на поверхностях в помещении могут изменяться во времени, иметь различную величину и знак, но уравнение (9) остается неизменным для всех поверхностей в стационарных и нестационарных условиях теплообмена.

Исключения – явления, связанные (испарение воды и конденсация влаги, облучение сосредоточенным источником тепла) для таких условий в уравнение теплового баланса учитывается слагаемые дополнительных источников или стоков тепла.