Нормативный температурный перепад

Рис. 8

Dt^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2 СНиП II-3-79^*.

Нормативный температурный перепад зависит от назначения помещений, влажного режима, от того стена ли это, пол или потолок.

Перепад для общественных зданий: 2^оС – пол, потолок, стены – 4^оС

Общественные здания: 4,5^оС -0 стены, 2,5^оС – пол

Производственные здания: не более 7^оС – стены, 2,5^оС – пол.

 

26,28 Теплоустойчивость ограждения –это способность ограждения ограничивать колебания температуры внутри помещения при колебаниях температуры наружного воздуха.

1) сезонные колебания

2) суточные колебания

3) резкое температурное колебание

Теплоустойчивость проявляется 2-мя способами:

- снижается амплитуда колебания температуры поверхности стен

- колебания наружной температуры доходят до помещения с запаздыванием, зависящий от характеристик ограждения (тепловая массивность ограждения).

 

 

Рис. 9

t_но – средняя температура за время одного колебания

Ε_в – сдвиг фазы температурного колебания (задержка)

А_tн – амплитуда колебаний температуры наружного воздуха

Т – период температурных колебаний

А_τв – амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха

 

27.Численно теплоустойчивость ограждений характеризуется показателем тепловой инерции ограждений ( тепловая массивность ограждений).

Показатель тепловой инерции пропорционален числу температурных колебаний внутри ограждения.

Единица тепловой инерции определяется по формуле:

- показатель тепловой инерции для однослойной стены

D – величина безразмерная

R – термическое сопротивление среды

S – коэффициент теплоусвоения материала слоя

29.S – коэффициент теплоусвоения материала слоя

1) коэффициент теплообмена при передаче через ограждение или слой периодического теплового воздействия путем теплопроводности.

2) коэффициент теплоусвоения; отношение амплитуды колебаний теплового потока и колебаний температур

А_q – амплитуда изменения теплового потока за время колебаний

А_τ – соответствующая амплитуда колебаний материала слоя.

S зависит :

- от свойств материала

- коэффициента теплообмена

- периода температурных колебаний

S – величина непостоянная.

У поверхности стены S зависит от характеристики воздуха (слой резких температурных колебаний). В глубине слоя S зависит только от характеристик материала и периода температурных колебаний.

Для основного слоя материала:

 

30.

31. Что такое коэффициент теплоусвоения наружного слоя ограждения? Как он определяется?

D=1 для активного (амплитуда колебаний температуры падает в 2 раза)

D=RS==1. .

Y определяется только расчетным путем:

Толстый слой: Y=S.

Однослойная стена: .

Многослойная стена: .

Слой не обладает тепловой инерцией: .

 

32. Что такое слой резких температурных колебаний? Как найти его толщину?

 

33. Какие параметры влажного воздуха Вы знаете? Связь между ними.

Если нет индекса – параметр влажного воздуха.
Индекс “В” – параметр сухого воздуха.

Индекс “П” – параметр водяного пара.

1. ρ - плотность влажного воздуха.
ρ [влажного воздуха] = ρ_п [пара]+ ρ_в [сухого воздуха] =P_в/[R_в*T]+P_п/[R_п*T] = P/[R*T]
R_в=287 Дж/[кг*К] - газовая постоянная для сухого воздуха.
R_п=462 Дж/[кг*К] – газовая постоянная для водяного пара.
Влажный воздух всегда легче сухого!!!
Строительные формулы: ρ= ρ_н*(1+d)/d
ρ_н= P_н/[R_н*T]

2. P – парциальные давления. (P [атмосферное давление]=P_в+P_п).
Упругость водяного пара (у строителей) – парциальное давление водяного пара.
P_н=e – упругость водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе.
P_н=E - упругость водяного пара в насыщенном влажном воздухе.

3. ρ_н=m_п/V – абсолютная влажность – количество водяного пара в 1м³ воздуха; плотность пара при его парциальном давлении.

4. φ=ρ_п/ρ_н= P_п/P_н=e/E – относительная влажность – отношение количества водяных паров в воздухе к количеству паров, необходимых для насыщения воздуха при данной температуре.
φ – есть функция от температуры: чем выше температура, тем больше может находиться водяного пара.
φ<100% - для ненасыщенного влажного воздуха.
φ=100% - для насыщенного и пересыщенного влажного воздуха.

5. d=m_п/m_в=ρ_п/ρ_в – влагосодержание – количество водяных паров, содержащихся в 1 кг. сухого воздуха. [г пара / кг сухого воздуха]

6. – молярное влагосодержание – отношение количества молей пара к количеству молей сухого воздуха.
Молекулярный вес пара – константа.
μ_п = 18,018 (H₂O); μ_в = 28,95 (СВ)
X=1,61d; d=0,622X
Через парциальное давление:

Насыщенный влажный воздух:

7. Удельная газовая постоянная влажного воздуха.
R=R_μ/μ=8314,5/μ;

8. Молекулярная масса влажного воздуха.
μ=28,95-10,93*φ*(P_н/P)

9. Теплоёмкость влажного воздуха – сумма теплоёмкостей 1 кг сухого воздуха и d кг водяного пара.
Теплоёмкость – количество энергии, которое необходимо сообщить некоторому количеству вещества, чтобы изменить его температуру на 1К.
С_р=С_рв+d*C_рп
С_рв=1,0048 кДж/кг*К; С_рп=1,96 кДж/кг*К;
С_р=1+1,96*d

10. Энтальпия влажного воздуха – сумма энтальпий1 кг сухого воздуха и d кг водяного пара. (относительно температуры 0°C – в справочниках).
Энтальпия – сумма внутренних энергий системы и максимально возможной работы.
Теплота базового перехода от жидкости к твёрдому состоянию уже учтена:
i=i_в+d*i
i_в=C_рв*t=1.00*t; i_п=r+C_рп*t=r+1.96*t; r=2500-2,3*t_н=2500 (кДж/кг)
i=1,00*t+[2500+1,96*t]*d

 

34. Что такое температура точки росы? Как её определить?

Температура точки росы – температура, при которой воздух становится насыщенным (кипение в чайнике -> охлаждение); температура воздуха, которая в изобарном процессе охлаждения равна температуре насыщения при данном парциальном давлении.

Точка росы даёт представление о влажности воздуха; чем ниже точка росы, тем меньше содержание влаги в воздухе.

Её можно определить по i-d диаграмме.

Схема определения параметров по диаграмме: для входа в i-d диаграмму надо знать любые 2 параметра влажного воздуха. (φ и t_в ; температура точки росы (t_р) и температура воздуха (t_в)).

Также температуру точки росы t_р можно взять как температуру насыщения из таблиц "Состояние насыщения по давлениям" по парциальному давлению пара.

35. В чем разница между абсолютной влажностью и влагосодержанием?

ρ_н=m_п/V – абсолютная влажность – количество водяного пара в 1м³ воздуха; числена равна плотности пара при его парциальном давлении.

m_п - масса водяного пара; V- объем влажного воздуха.

d=m_n/m_в=ρ_n/ρ_в – влагосодержание – количество водяных паров, содержащихся в 1 кг. сухого воздуха. [г пара / кг сухого воздуха]; отношение массы пара, к массе сухого воздуха, что соответствует отношению их массовых долей (ρ_n и ρ_в).

Таким образом, абсолютная влажность определяет количество водяного пара во влажном воздухе (который состоит из сухого воздуха и водяных паров), а влагосодержание определяет количество водяных паров только в сухом воздухе.

36. От чего зависит термическое сопротивление окна?

Окно является наиболее теплопроводным элементом в ограждающих конструкциях здания, через окна теряется до 50% трансмиссионной теплоты здания. Низкое термическое сопротивление теплопередаче окна является причиной понижения температуры на внутренней поверхности остекления, оконных откосов, стен в узлах сопряжения и на поверхности рамы, т.е. причиной дискомфорта в помещениях.

Термическое сопротивление окна (R₀) равно сумме термических сопротивлений теплопередачи, слоёв (чаще двойное остекление) и воздушных прослоек.

R_вп – термическое сопротивление воздушной прослойки. Зависит от её толщины, расположения (горизонтальное/вертикальное) и от температуры воздуха внутри воздушной прослойки. (Берётся из СНиПа “Строительная теплотехника”).

При толщине воздушной прослойки приблизительно 16–20 мм термическое сопротивление теплопередачи достигает максимума. Снижение термического сопротивления теплопередачи происходит до значения толщины 30 мм, затем оно начинает увеличиваться.

Термическое сопротивление теплопередачи увеличивается при увеличении толщины воздушной прослойки.

α_в, α_н – коэффициенты конвективной теплопередачи на внутренней и наружной поверхности стены. Зависят от скорости обдува стены воздухом. (В расчётах считаются нормативными величинами и берутся из СНиПа “Строительная теплотехника”).

R_λ=δ_c/λ_c – термическое сопротивление отдельного слоя (в данном случае - стекла).

где d — толщина слоя, м;

l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м • °С), принимаемый по прил. 3* СНиПа “Строительная теплотехника”.

Также, на термическое сопротивление заметное влияние оказывает температура наружного воздуха.

Также термическое сопротивление окна можно определить 2 способом.

R₀ – берётся по приложению 6 (СНиП “Строительная теплотехника” II-3-79*) – 2 способ.

 

37. Какие параметры можно определить по i-d диаграмме? Нарисуйте схему определения.

i-d диаграмма водяного пара (влажного воздуха) – основной инструмент, по которому строители определяют параметры влажного воздуха; это график изменения параметров влажного воздуха в косоугольной системе координат (энтальпия – влагосодержание).

Схема определения параметров по диаграмме: для входа в i-d диаграмму надо знать любые 2 параметра влажного воздуха. (Например: относительная влажность (φ) и температура воздуха (t_в) ; температура точки росы (t_р) и температура воздуха (t_в)).

1. Даны: относительная влажность (φ) и температура воздуха (t_в).

A – рабочая точка для помещения.

M – точка мокрого термометра – соответствует состоянию воздуха над тряпкой, с которой испаряется вода.

Параметры, которые можно определить по i-d диаграмме:

d – влагосодержание.

P – точка росы.

t_p – температура точки росы.

t_m – температура мокрого термометра.

e – упругость водяного пара воздуха.

H – точка насыщенного влажного воздуха при данной температуре.

d_H – влагосодержание влажного воздуха.

 

 

2. Даны: температура точки росы (t_p) и температура воздуха (t_в).

 

38. Виды влаги в строительных конструкциях. Как зависит влажность ограждающих конструкций от времени года?

Влага в материале (строительных конструкциях) может содержаться в трех основных формах:

1. Физико-химическая влага.

а) Адсорбционная влага – влага, которая содержится в составе кристаллогидрата.

б) Осмотическая влага – влага в капиллярах зёрен стройматериала.

2. Физико-механическая влага – влага на поверхности зёрен и в порах на поверхности зёрен.

Определяет состояние материала в воде.

По способу попадания в материал, влага делится на:

- строительная – внесённая непосредственно на строительстве. Присутствует первые 3-5 лет после окончания строительства.

- атмосферная – в результате дождя/мокрого снега.

- подземная – из почвы, при отсутствии гидроизоляции.

3. Водяной пар при диффузии через стену.

A – ω=2-6%

1 период: начальный (испарение строительной влаги)

2 период: эксплуатационный (нет строительной влаги).

Из графика видно, что зимой ограждающие конструкции набирают влагу, а летом отдают её.

Относительная влажность (ω) зимой больше, чем летом.

 

39. Что такое сорбция и десорбция?

Эти понятия относятся к установившейся влажности материала при его хранении на открытом воздухе.

Сорбция – процесс увлажнения сухого материала, находящегося во влажном воздухе при постоянной влажности воздуха. Для оценки сорбционных свойств материала строится диаграмма сорбции: это зависимость влажности материала ограждения от относительной влажности воздуха (ω от φ).

Десорбция – процесс сушки материала при уменьшении влажности окружающего воздуха. Характеризуется кривой десорбции.