- •Глава 1. Строительная теплофизика, теплотехника.
- •§ 1.2. Температурное поле. Виды полей.
- •§1.3. Виды теплообмена. Основные понятия, законы.
- •§1.5. Понятие о критериях подобия. Идеи, принципы [11,12].
- •§1.6. Расчет стационарного теплового состояния стены. Понятие термических сопротивлений.
- •§1.7. Расчеты термических сопротивлений неоднородных конструкций. Принципы.
- •§1.8. Принципы расчета требуемых значений термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.9. Моделирование температурных полей стационарным электрическим полем. .
- •§1.10 Температурное поле наружного угла.
- •§1.11. Современные направления повышения термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.12. Экспериментальные методы определения теплопроводности строительных материалов.
- •Термопар
- •§1.13. Нестационарное тепловое состояние стены (идеи, понятия, величины).
- •§2.1. Физико-химические процессы увлажнения строительных материалов, ограждающих конструкций.
- •§2.2 Состояние н20 в строительных материалах.
- •§2.3. Атмосферный воздух. Влажность. Точка росы, инея.
- •§2.4. Гигрометры. Гигрометрия.
- •§2.5. Оценка влажностного состояния ограждающих стен.
- •§2.6. Перемещение парообразной и жир ой влаги в ограждающих конструкциях.
- •Глава 3. Звук. Архитектурно- строительная акустика
- •§3.2. Физика звука.Звуковое голе и его характеристики.
- •§3.3. Акустические единицы. Фонометрия.
- •§3.5. Акустические волны на границе раздела сред. Коэффициенты отражения, поглощения, пропускания и рассеяния.
- •§1Б. Отражение и прохождение акустических волн через плоский слой.
- •§3.7. Звуковое поле в помещении. Акустические критерии качества помещения.
- •§3.8. Время реверберации в помещениях с естественной акустикой.
- •1. Лекционные залы,залы пассажирских помещений; 2. Залы драмтеатров. Кинозалы; 3. Концертные запы,театры оперы и балета; 4. Спортивные залы;
- •Мощность рассеяния волн интенсивность звука первичной волны
- •Глава 4. Свет. Принципы светотехнических расчетов.
- •§4.1. Солнце - источник дневного света.
- •4.2. Основные фотометрические понятия, величины, единицы.
- •Необходимая освещенность для различных зрительных задач
- •§4.3. Фотометры. Фотометрические измерения.
- •§4.4. Дневное освещение. Критерии оценки.
- •_ °Окна ‘-Чопстр.Эл.
- •Значения коэффициента кг в зависимости от степени загрязненности стекла.
- •§4.5. Инсоляция. Солнцезащита.
- •§4.6. Искусственное освещение. Общие замечания.
- •§5.1. Радиоактивность,виды излучений. Основные понятия и законы.
- •§5.2. Методы регистрации радиоактивных излучений. Идеи.Принципы.
- •Рис V.3 Принципиальная схема газового счетчика измерений-(а); вид электрического поля в пространстве а-к * (б).
- •§5.3. Действие радиации на человека. Дозы радиационного облучения.
- •§5.4. Радиоактивность строительных материалов.
- •Значение удельных активностей материалов.
- •Дерево . 1,1 Бк/кг
- •§5.5. Радон. Проблемы в строительстве.
- •-Дверь закрывается; 2-дверь открывается;
- •§6.2 Электромагнитные волны на границе раздела сред.
- •§6.3.Строительные меры по защите от электромагнитных излучений.
- •Электромагнитные поля радиочастот.
- •4Дмитрович а.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. Госстройиздат. М.: 1963, 143 с.
§1.9. Моделирование температурных полей стационарным электрическим полем. .
Расчет температурных полей ограждающих конструкций сложной формы не всегда может быть осуществлен из-за трудоемкости вычислений (индивидуальный проект, желание проектировщика экспериментировать с различными материалами и т.д.). Во всех этих случаях прибегают к моделированию теплЬвых процессов с использованием гидродинамических или электрических аналогий.
В методе электрического моделирования должны выполняться три основных принципа подобия натуры и модели:
Геометрическое подобие формы. Это означает, что расстояние между любыми сходственными точками на модели и в натуре должны быть пропорциональны друг другу.
Сходство математических уравнений.
Подобие физических констант в сходственных точках.
Электрическое моделирование тепловых процессов основано на
математическом подобии описания явлений электро— и тепло — проводности. Хотя физическая природа явлений различна, но описываются они одинаковыми по виду уравнениями. В тепловых процессах параметр t — температура выступает аналогом параметра V — потенциала электрического поля.
. В §1.6 было показано, что закон Фурье можно привести к виду:
(9.1)
где q — плотность теплового потока Дж/с м2 = Вт/м2; t — разность температур между двумя точками.;
RT — термическое сопротивление.
Закон Ома в интегральной форме для электрического тока
(9.2)
где I — сила тока;
R — электрическое сопротивление; j — плотность тока.
В дифференциальной форме законы Фурье и Ома имеют вид:
q =-Я, grad t (9.3), j = о grad V (9.4).
Можно видеть сходство математических уравнений (9.1) it (9.2), а также (9.3) и (9.4). Следовательно, электрическое поле модели будет аналогично температурному полю натуры. Экспериментальные установки для электромоделирования реализуются различными способами:
слои из тонкого листа электропроводящего материала (фольги, металлизированной или графитизированной бумаги);
электролитическая ванна ;
эквивалентная электрическая цепь с сосредоточенными сопро — тивлениями (сеточная модель) ;и т.д.
В настоящее время разработаны установки для моделирования плоских — объемных полей, однородных — неоднородных. Достоинством электрического моделирования является и то,что для измерения электрических потенциалов разработаны высокочувствительные приборы.
Пограничные малоподвижные слои воздуха (внешний и внутренний) непосредственно у поверхности конструкции также обладают термическими сопротивлениями, но в электрическом поле для них нет соответствующего аналога. При моделировании их в модели ставят дополнительные электрические сопротивления.
Более подробно применение различных электрических моделей для решения теплофизичеких задач приведено в работах [3,18,19].
§1.10 Температурное поле наружного угла.
Угол — один из обязательных элементов здания. Форма и конструкция наружных углов может быть достаточно разнообразной (рис.1.10)
Рис.1.11 Распределение температуре наружном углу.
Рис.1.10 Формы и конструкции наружных углов.
Наружные углы — то место в ограждающей конструкции, где стационарное температурное поле неоднородно, по крайней мере может считаться функцией двух координат t(x,y). Разнообразие форм и конструкций углов существенно усложняет теоретическое получение конкретных результатов из решения дифференциального уравнения
ан л
.2+-О- = 0 (ЮН
Эх2 + Эу:
В области угла достаточно сложно задать начальные и краевые условия, адекватно отражающие реальную ситуацию, величины ави схм также не постоянны и являются функциями координат (х,у).
Опыт показывает, что в области угла имеет место понижение температуры по сравнению с полем (гладью) стены. Понижение температуры может оказаться неблагопритным с санитарно — гигиенических позиций — отсыревание и промерзание, появление со временем плесени и т.д.Понижение температуры в наружном углу зависит от формы и конструкции угла, от величины термического сопротивления стены, средних значений коэффициентов тепловосприятия ав теплоотдачи осн.
Расчетам температурных полей наружных углов и рекомендациям по их утеплению были посвящены исследования Фокина К.Ф. [17].
Распределение температур (изотермы) в наружном углу стены из однородного материала в случае прямоугольной формы представлено на рис.1.11. Отметим ход некоторых изотерм
:
изотерма tH — наружного воздуха (а), проходит через точку 1 у1ла и точки 7, определяемые скачком температуры на пограничном слое у поля стены;
изотерма t — угла (в), проходит через точку 2 из толщи стены. Вычисление значения ty в строительной физике представляет особый интерес;
изотерма tan — поля стены (d) в области угла отделяется от поверхности стены в точке 5, удаленной на расстояние (1,5 —2)5 причем t > t
г в.п. у.
изотерма tB — внутреннего воздуха (е), проходит через точки 4, определяемые скачком температуры на пограничном слое у поля стены и угла, точка 3. Считают, что в углу коэффициент тепловосприягия аву примерно в 3 раза меньше по сравнению с коэффициентом тепловосприягия ав поля стены.
Вид некоторых других изотерм также показан на рис.1.12. Для расчета температуры t в углу в [16] предлагается формула:
(10.2)
(10.3)
При написании формулы (10.2) сопротивлением теплоотдаче R, пренебрегают.
В случае углов .другой формы или из неоднородных материалов, общих формул для расчета температуры утла нет. При исследовании температурных полей широко используют методы электрического моделирования, идеи которого изложены ранее (§1.9), и лабораторные эксперименты в условиях, приближенных к реальным.
Мерами утепления являются скрутление, скашивание внутренних поверхностей утла,устройство пилястр на внешней поверхности и т.д. (рис.i. 10).