1.Сопротивление теплопередаче однослойных и многослойных ограждений.Термическое сопротивление теплопередачи однослойного ограждения и одного слоя многослойного ограждения определяется по формуле: , где ; коэффициент теплопроводности материала, Вт/(мС); Количество тепла в килокалориях, проходящего через 1 ограждения, толщиной 1 м за 1 час при разности температур в 1 зависит от:

1. Химико-минералогического состава материала;

2. Плотности, пористости, характера пор;

3. Влажности: чем выше влажность материала, тем больше а воды в 20 раз больше воздуха; льда больше в 80 раз больше воздуха;

4. Температуры: зависимость незначительная, в практических расчётах не учитывается, а учитывается в научных расчётах;

Термическое сопротивление теплопередачи многослойного ограждения:

где — толщина i-го слоя ограждающей конструкции;

— коэффициент теплопроводности i-го материала ограждающей конструкции;

, где — ; _в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²С);

_н  — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²С);

3.

Теплообмен между поверхностью ограждающей конструкции и воздухом в помещении осуществляется конвекцией и излучением.

В практических расчётах обычно используют следующую зависимость: , (1),где Q- кол-во тепла, ккал; α- коэф. теплообмена, Вт/м^{2 0}С; t_в-t_пов- разность температур воздуха и поверхности ограждения, ⁰С; F- площадь поверхности, м² ; τ- время, ч. Величина, обратная коэф. теплообмена R_пов=1/α, м^{2 0}С/Вт (2), называется сопротивлением теплообмену(сопротивлением теплопереходу, для внутренней пов-сти R=1/α_в , для наружной R=1/α_н; α_в, α_н , Вт/м^{2 0}С ,-коэф-ты теплопереходу на внутр. и наружней пов-сти, принимаются по таблицам ТКП в зависимости от вида конструкции). Коэф. теплообмена мб представлен как сумма коэф-тов передачи тепла излучением α_л и конвекцией α_к , т.е. α= α_л+ α_к .При передаче тепла от внутреннего воздуха к поверхности ограждений величина α может существенно изменяться в зависимости от температурного режима поверхностей и воздуха в помещении, его размеров и особенностей воздухообмена; изменения этих факторов влияют на долю участия лучистого и конвективного тепла в общем теплообмене. Так, например, конвективная составляющая общего теплообмена значительно изменяется при уменьшении или увеличении скорости воздуха у поверхности ограждения (лучистая составляющая изменяется незначительно), что в свою очередь зависит от расположения конструкции. По этой причине коэф-ты теплоотдаче у внутренней и наружной поверхностей существенно различны, как и различны они у конструкций по-разному располагающихся по отношению к наружному воздуху. Для подтверждения рассмотрим несколько примеров из таблиц ТКП «Строительная теплотехника»: коэффициент теплоотдачи внутренней пов-сти α_в=8,7 Вт/м^{2 0}С для стен, полов, гладких потолков и α_в=7,6 Вт/м^{2 0}С для потолков с выступающими рёбрами. Это можно объяснить след. схемой: при наличии оребрения скорость воздуха у пов-сти уменьшается, что приводит к уменьшению конвективной составляющей теплообмена,т.е. к уменьшению коэф. α_к, следовательно, уменьшается коэф. α= α_л+ α_к и ,как следствие, увеличивается R_пов=1/α. Коэф. теплоотдачи наружной пов-сти α_н=23 Вт/м^{2 0}С для наружных стен, покрытий и перекрытий над проездами и α_н=6 Вт/м^{2 0}С для для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проёмов в стенах. Объяснение по схеме, аналогичной изложенной выше: в подвале без окон скорость воздуха очень мала, уменьшается конвективная составляющая теплообмена, α_к ↓→ α ↓→ R↑.

5.

Сопротивление теплопередаче ограждения – способность ограждения препятствовать потерям тепла.Требуемое сопротивление теплопередаче – минимально допускаемое сопротивление теплопередаче с точки зрения комфорта и санитарно-гигиенических требований

R_т.тр  — требуемое сопротивление теплопередаче, м²С/Вт, определяемое по формуле

здесь  t_в— расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по таблице 4.1;t_н— расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая по таблице 4.3 с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за исключением заполнений проемов) по таблице 5.2;n— коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 5.3;_в— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²С), принимаемый по таблице 5.4;t_в— расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и темпера­турой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, принимаемый по таблице 5.5;

Последовательность определения необходимой толщины утеплителя:

Толщину утеплителя определяют из след выражения:

где  _в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²С), принимаемый по таблице 5.4;R_к  — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²С/Вт, определяемое по фор­муле (5.5), — для однородной однослойной конструкции, в соответствии с 5.10 и 5.11 — для многослойной конструкции;

_н  — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, Вт/(м²С), принимаемый по таблице 5.7. При определении сопротивления теплопередаче внутренних ограждающих конструкций вместо _н следует принимать _в более холодного помещения.

Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями R_к, м²С/Вт, следует определять по формуле

где  R₁, R₂, ..., R_n  — термическое сопротивление отдельных слоев конструкции, м²С/Вт,

Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, а также слоя многослойной конструкции R, м²С/Вт, следует определять по формуле

где    — толщина слоя, м;

 — коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2, Вт/(мС), принимаемый по приложению А.

Для расчета R_т.тр  необходимо знать t_н кот находим в зависимости от инерционности ограждения D определяемое по формуле:

где  R₁, R₂, ..., R_n  — термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, м²С/Вт;

s₁, s₂, ..., s_n — расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограж­дающей конструкции в условиях эксплуатации по таблице 4.2, Вт/(м²С), принимаемый по приложению А.

Расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным нулю. Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Т.к. мы не можем определить D без толщины утеплителя , то задаём условную толщину утеплителя =x. Затем находим тепловую инерцию при заданной толщине утеплителя. По найденному D определяем t_н принимаемое по таблице 4.3 и рассчитываем R_т.тр и приравниваем его к R_т , отсюда выражаем толщину утеплителя. С полученной толщиной снова определяем D и сравниваем её с первоначальным значением D (полученном при условном =x). Если они находятся в одном пределе, значит принимаем полученную толщину, если нет, то производим новый расчёт.

7.

1. Выделяем повторяющийся участок ограждающей конструкции:

2. Показываем направление теплового потока

3. плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающую конструкцию (или ее часть) условно разрезать на участки, из которых одни участки могут быть однородными (однослойными) — из одного материала, а другие — неоднородными — из слоев разных материалов, и определить термическое сопротивление конструкции R_кa, м²С/Вт, по формуле

4. Определяем

где  F₁, F₂, ..., F_n — площадь отдельных участков конструкции (или части конструкции), м²;

R₁, R₂, ..., R_n  — термическое сопротивление указанных отдельных участков конструкции, определяемое по формуле (5.5) для однородных участков и по формуле (5.7) — для неоднородных участков;

Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, а также слоя многослойной конструкции R, м²С/Вт, следует определять по формуле

где    — толщина слоя, м;

 — коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2, Вт/(мС), принимаемый по приложению А.

5.  плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ограждающую конструкцию (или ее часть, принятую для определения R_кa) условно разрезать на слои, из которых одни слои могут быть однородными — из одного материала, а другие — неоднородными — из однослойных участков разных материалов.

6. Определить термическое сопротивление однородных слоев по формуле , неоднородных слоев — по формуле и термическое сопротивление R_кб ограждающей конструкции — как сумму значений термического сопротивления отдельных однородных и неоднородных слоев — по формуле

если R_кa не превышает R_кб более чем на 25 %, термическое сопротивление ограждающей конструкции необходимо определять по формуле

если R_кa превышает R_кб более чем на 25 % или ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности и др.), то требуется дополнительный расчёт

11.

-расчетная темпиратура внутреннего воздуха °C,принимается в соответствии с нормами технологическрнр проектирования

-расчетная зимняя темпиратура наружного воздуха C,принимается по табл 4.3 ТКП с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D(за искл заполнений проемов) по табл 5.2 ТКП

n-коэф-ент,учитывающий положение наружной поверхности ограждений конструкции по отношению к наружному воздуху ,принимамый по табл 5.3 ткп

-коэф-ент теплоотдачи внутренней поверхности огр конструкции ,Вт/( °C) принимаемый по табл 5.4

-расчетный перепад между температурой внутр водуха и темп внутр поверхности огр констр °C,принимаемый по табл 5.5 ткп

Нормативное сопр теплопередаче

Меняется в зависимости от назначения здания(жилые и общественные здания(А строительство ,ремонт,реконструкция,модернизация;Б ремонт и рестоврация),здания производственного назначения(А строительство,реконструкция,модернизация;Б ремонт)

Для жилых и общ зданий:

А)новое строительство

-стены 3,2

-покрытия 6

-перекрытия на неотапл подвалами и тех подпольями 2,5

-окно 1

Б)ремонт и реконструкция

1)здания построенные с 93 года

-стены из штучных материалов 2

-моналитные стены 2,2

-крупнопанельные, каркасно-панельные 2,5

-совмещенные покрытия,чердачные перекрытия(кроме теплых чердаков) 3

-перекрытияе тепл чердаков необх. толщина утепл опред исходя из расчета перепада темпиратуры возд последнего этажа и потолка послед этажа не более 2°C

-перекрытие над неотапл подвалом и техн подпольями толщина утеплителя определяется исодя из расета перепада температуры воздуха первого этажа и пола первого этажа не более 2°C

-для окон 6

2)здания построенные до 93 года

-сопротивление теплопередач всех огр констр должно быть не менее требуемого R

-для окон 0,6

Сопротивление теплопер ограждающих конструкций должно быть не менее нормативного сопротивления теплопер. Нормативное сопр сепр теплопер определяется исходя из эеономических целесообразности теплоносителя.Действительное сопративление теплопередач- это сопр теплопер в процессе эксплуатации.Определяется оно замером.На действительное сопр теплопер влияют многие факторы а именно:режими эксплуатации ,качество строительства ,работа естественной вентиляции,направление ветра и другие факторы.Из-за этих факторов действительное сопр теплопер отличается от расчетного

требуемое ,нормируемое действительное сопративление теплопередачи связывает одно .Это сопр движение тепла через ограждающую конструкцию.

15. Влажность воздуха. Абсолютная и относительная влажность воздуха, влагосодержание и другие параметры влажного воздуха.

Для человека воздух - это и окружающая среда и пища для лёгких и источник кислорода. Не смотря на то, что воздух не улавливается ни одним из пяти чувств (он прозрачен, без вкуса и запаха, бесшумен и неосязаем), о его существовании известно достаточно давно. Его свойства изучены, значение общепризнанно и он не вызывал бы у нас никаких вопросов и сложностей в быту, если бы не наличие в нём ещё одного уникальнейшего вещества - воды, точнее - водяного пара.

Атмосферный воздух, в основном состоящий из кислорода, азота, углекислого газа, содержит всегда некоторое количество водяного пара.

Влажность воздуха обуславливается содержанием в нем некото­рого количества влаги в виде пара. Количество влаги г, содержащееся в 1 м³ воздуха, выражает его абсолютную влажность f в г / м³. Для расче­тов, связанных с конденсацией влаги, удобно пользоваться величиной парциального давления водяного пара, измеряемой в Па. Предельное значение упругости водяного пара при данной температуре и баромет­рическом давлении называется давлением насыщенного пара или максимальной упругостью водяного пара (Па или мм рт.ст.). Максимальная упругость водяного пара соответствует максимальному насыщению воздуха водяным паром Чем выше температура

воздуха, тем больше предельное количество влаги (f_max) может содержаться в нем и, следовательно, тем больше будет давление насыщенного пара. Степень насыщенности воздуха влагой определяется понятием относительной влажности воздуха

• (2-1)

максимальная абсолютная влажность воздуха, г/м³.

При постоянной упругости водяного пара е повышение темпера­туры воздуха вызывает понижение его относительной влажности т. к. Значение максимальной упругости водяного пара Е увеличивается.

При некоторой температуре воздуха максимальной упругости во­дяного пара Е может стать равной е: в этом случае = 100%, воздух достигает полного насыщения водяным паром. Эта температура назы­вается точкой росы и обозначается При понижении температуры ни­же точки росы, образующее в воздухе излишнее количество влаги будет конденсироваться, т. е. превращаться в капельножидкое состояние. По­добное явление может наблюдаться в холодное время года, когда тем­пература поверхности наружных ограждений ниже температуры внут­реннего воздуха, и при повышенной относительной влажности воздуха на холодных поверхностях выпадает конденсат. В связи с этим при ис­следовании микроклимата помещений, наряду с изменением темпера­туры и влажности воздуха, необходимо вычислять температуру точки росы

19. Каким образом можно снизить риск выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения?

Основные причины выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения:

Причина № 1: Влажность воздуха.

В воздухе, содержится вода в виде пара. Отдельные молекулы, находящиеся на границе с воздухом, отрываются от поверхности воды и образуют невидимый водяной пар. Точно так же молекулы переходят обратно из газообразного состояния в жидкое. Итак, мы наблюдаем два процесса: испарение и конденсацию.

Испарение: если за единицу времени из жидкого в газообразное состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды уменьшается.

Конденсация: если за единицу времени из газообразного в жидкое состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды увеличивается.

При равных условиях между испарением и конденсацией наблюдается равновесие. Воздух в состоянии принимать молекулы воды до тех пор, пока не будет достигнут предел насыщения. Количество водяного пара, которое в состоянии принять воздух, зависит исключительно от его температуры: чем выше температура воздуха внутри помещения, тем выше предел насыщения. Содержание воды в таком ненасыщенном воздухе называется относительной влажностью воздуха. Воздух, насыщенный водой, имеет относительную влажность 100%, ненасыщенный - менее 100%.

Причина № 2: Точка росы.

Точка росы - это температура, при которой воздух, имеющий определенную исходную температуру и относительную влажность, больше не в состоянии поглощать влагу. Если воздух будет охлаждаться дальше, начнется образование конденсата, поскольку воздух уже не в состоянии удерживать влагу. Эту влагу необходимо выводить наружу путем проветривания.

Причина № 3: Низкая температура поверхности строительных деталей.

При образовании конденсата немаловажную роль, помимо температуры и влажности воздуха, играет температура поверхности строительных деталей. Для того чтобы началось образование конденсата, воздух вовсе не обязательно должен быть полностью охлажден. Достаточно того, чтобы температура поверхности, которая граничит с воздухом, опустилась ниже точки росы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока воздух, граничащий с данной поверхностью, не освободится от определенного количества воды и его относительная влажность не уменьшится.

Факторы, воздействующие на температуру поверхности строительных деталей:

• Температура воздуха снаружи.

• Температура воздуха в помещении.

• Теплоизолирующие свойства строительных деталей.

Конденсат образуется в том случае, если воздух, охлаждаясь, не в состоянии больше удерживать исходное количество воды.

Для того, чтобы снизить риск выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения необходимо его утеплить снаружи. При утеплении в ограждающей конструкции повысится температура, что в свою очередь приведет к увеличению температуры точки росы.

В большинстве случаев для снижения риска выпадения конденсата необходимо регулярно проветривать помещения. Проветривание необходимо не только для притока свежего воздуха, но в первую очередь, чтобы избавиться от излишней влаги.

Также препятствовать выпадению конденсата можно, повысив температуру внутри помещения.

Обеспечение хорошей принудительной вентиляции поможет снизить риск выпадения конденсата.

Если на ограждающей конструкции обнаружено пятно сырости или плесень, то его необходимо обработать дезинфицирующим раствором и хорошо просушить данный участок, обеспечив постоянный приток теплого воздуха. В зависимости от степени «отсыревания» потребуется от 3 часов до 3 суток. Значительно сократить процесс «сушки» поможет ультрафиолетовая лампа.