Вы здесь

Ресурсозберігаючі конструкції малоповерхових житлових будинків

Автор: 
Шляхов Костянтин Валерійович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
0403U001653
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

ГЛАВА 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ МАЛОЭТАЖНОГО
ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
2.1. Разработка методики расчета численным методом тепловых потерь через конструкции, граничащие с грунтом
2.1.1. Исходные данные для теплотехнических расчетов.

Для разработки мероприятий по снижению тепловых потерь через конструкции, граничащие с грунтом, необходимо установить участки, через которые происходят максимальные потери тепла. Существующая методика СНиП 2.04.05-91 [107] позволяет определять тепловые потери на участках конструкций, граничащих с грунтом, ширина которых не менее 2 м. Поэтому необходима разработка методики расчета тепловых потерь, которая позволила бы определять локальные тепловые потери.
Расчет тепловых потерь производился численным методом с помощью программы "HEAT 2" [53] при следующих условиях:
- температура наружного воздуха принята в соответствии со
СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика" [108], как средняя температура отопительного периода для г. Днепропетровска, равная -1оС;
- температура внутреннего воздуха принята в соответствии со
СНиП 2.08.01-85 "Жилые здания" [111];
- температура грунта на глубине hi принята по климатологическим данным для условий г. Днепропетровска, как средняя температура почвы за отопительный период, согласно данным [117]; данные по температуре грунта приведены в табл. 2.1.;
Таблица 2.1
Среднемесячная температура слоев грунта
при различной глубине их залегания [117]
Глубина h, м0,20,40,81,63,2ТемператураСреднемесячная по месяцамI-2,4-1,50,84,28,8II-3,4-2,5-0,52,87,6III0,60,50,62,26,3IV8,57,56,04,75,8V16,915,213,19,77,6VI21,219,717,513,89,7VII23,823,020,316,711,9VIII23,022,521,018,113,6IX17,418,018,317,514,3X10,011,012,814,414,1XI4,15,47,910,713,0XII-1,00,33,26,910,9Средняя за отопительный период2,33,04,46,69,5В i-ом слое0,652,653,75,58,05

- коэффициент теплопроводности ?, Вт/(м·?С) ограждающих конструкций принят в соответствии со СНиП II-3-79** "Строительная теплотехника" [110].

2.1.2. Определение размеров области моделирования при расчете теплопередачи численным методом.

Расчет тепловых потерь через полы по грунту численными методами затруднителен в части, что касается выбора размеров области и условий на границах области. Поэтому разработка расчетной схемы включает в себя следующие стадии:
1. Определение границ расчетной области;
2. Определение граничных условий;
3. Определение размеров расчетной области.
Расчетная область моделирования, с обозначением соответствующих границ, приведена на рис. 2.1.
За 1 границу принят участок, ограничивающий глубину области моделирования; 2 и 9 границы - вертикальные участки, которые определяют размеры расчетной схемы по горизонтали; граница 3 - поверхность пола по грунту; 4, 5 и 6 границы - наружная стена; границей 7 является стена фундамента выше уровня грунта; за границу 8 принят горизонтальный участок, разделяющий окружающую среду с грунтом.
На второй стадии задавались граничные условия. Для границы 1 принята температура, как среднемесячная за отопительный период на
глубине -3,2 м [117]; на границах 2, 5 и 9 горизонтальный поток не существует, поэтому граничные условия задаются в виде "нулевого потока"; грани-

Примечание. На рисунке для грунта приведена средняя температура за отопительный период в i-ом слое.

Рис. 2.1. Расчетная схема для определения тепловых потерь через
полы по грунту.

цы 3 и 4 - внутренняя температура помещения (для жилых помещений по [111]); для границы 6, 7 и 8 принята среднемесячная температура наружного воздуха за отопительный период [103].
Для определения размера L1 проведен расчет теплопередачи через рассматриваемый фрагмент здания при фиксированных размерах 2, 3 и 9 границ и последовательном увеличении границы 8. Результаты расчета приведены в табл. 2.2.
Как следует из данных, приведенных в табл. 2.2, погрешность расчета теплового потока не превышает 5 %. Следовательно, размер границы 8 на расчет тепловых потерь через рассматриваемый фрагмент не влияет.
Размер L3 границы 9 определялся численным методом, аналогично расчету для определения длины границы L1 при фиксированных размерах границ 1 и 2. Результаты расчета приведены в табл. 2.3.
Как следует из данных табл. 2.3, погрешность расчета теплового потока не превышает 5 %. Следовательно, размер границы 9 на расчет тепловых потерь через рассматриваемый фрагмент не влияет.
Окончательно принимаются следующие размеры границ расчетной области: длина L1 принята равной 1,0 м, как минимальный размер отмостки; L2 - 8,0 м в соответствии с положением СНиП 2.04.05-91 [107] о разбиении пола по грунту на четыре зоны шириной по 2 м; глубина L3 принята 3,2 м в соответствии с данными [117] о распределении температур в толще грунта; глубина L4 равна сумме размеров границ 9 и 7, и равна 3,7 м; длина границы L5 равна сумме размеров границ 3, 5 и 8 и составляет 9,5 м.

Таблица 2.2
Тепловые потоки через границы участков
№ границы расчетной областиДлина участка L1, м0,250,50,751,01,251,51,75Тепловые поток через участки модели, Вт/м21-13,44-12,45-11,48-10,52-9,558,57-7,6020000000330,7930,8830,9130,9230,9230,9330,93410,1110,1310,1310,1310,1310,1310,13500000006-8,00-7,99-7,99-7,99-7,99-7,99-7,997-16,22-15,96-15,88-15,87-15,87-15,81-15,818-3,23-4,61-5,69-6,67-7,64-8,71-9,6690000000Общий тепловой поток, Вт40,8941,0141,0441,0541,0541,0641,06Погрешность расчета, %0,300000
Примечание. Со знаком (-) принят выходящий тепловой поток, а со знаком (+) - входящий.

Таблица 2.3.
Тепловые потоки через границы участков