ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

В коммунальной сфере, где основные траты - траты на отопление зданий, актуальным вопросом является их теплоизоляция. Одним из решений данного вопроса является установка на здание навесного вентилируемого фасада. Навесные фасады применяются в нашей стране примерно полтора десятилетия. Эта технология применима как для новостроек, так и для старых зданий. В первом случае эта технология позволяет сэкономить на толщине наружных стен при строительстве, и эксплуатационных расходах. Во втором случае – продлить срок службы здания, обновить его внешний вид, уменьшить эксплуатационные расходы. Благодаря простоте и эффективности навесной вентилируемый фасад является выгодным экономическим решением.

1. Актуальность темы

Проблема энергосбережения относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники. Особое место в решении данной проблемы отводится наружным стенам гражданских зданий, теплотехнические характеристики которых не обеспечивают требуемый уровень теплозащиты.

Обеспечить современные требования по приведенному сопротивлению теплопередаче наружных стен зданий, используя однослойные и однородные конструкции, при соблюдении приемлемых толщин не представляется возможным. Поэтому становится очевидным необходимость в разработке новых технических решений неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью работы является развитие теоретических основ и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен .

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Разработать методологию создания оптимальной ограждающей конструкции, удовлетворяющей прочностным, теплотехническим, технологическим, экологическим, экономическим и архитектурно-эстетическим требованиям/
  2. Разработать перспективные технические решения неоднородных наружных стен зданий.
  3. Разработать физико-математические модели нестационарного теп-лопереноса в неоднородных наружных стенах зданий.

3. Основные положения

За последние годы проведено множество расчетных работ в области численного моделирования процессов газодинамики и тепломассообмена в вентилируемых фасадах. Однако, несмотря на все возрастающее в последние годы количества расчетных работ, посвященных вентилируемым фасадам, задача разработки апробированных инженерных методик расчетов таких фасадных систем на сегодняшний день остается актуальной. Поэтому, большое значение приобретают экспериментальные исследования вентилируемых фасадов.

Расчет температуры предполагает знание скорости движения воздуха и коэффициентов теплообмена в воздушном зазоре. Нелинейная взаимосвязь параметров, не позволяет получить простые расчетные формулы для их определения. Поэтому расчет температуры, скорости движения воздуха и других параметров тепломассообмена в воздушном зазоре п роводится численно.

Расчет тепломассообмена в вентилируемом воздушном зазоре является сложной задачей. Между поверхностями облицовки и теплоизоляции осуществляется лучистый теплообмен с коэффициентом лучистого теплообмена, зависящим от температуры. Конвективный теплообмен осуществляется между воздухом в зазоре и элементами конструкции. Коэффициенты конвективного теплообмена зависят от скорости движения воздуха, температуры воздуха и элементов конструкции. Скорость движения воздуха в зазоре, в свою очередь, зависит от его средней температуры . А расчет температуры предполагает знание скорости движения воздуха и коэффициентов теплообмена в воздушном зазоре. Нелинейная взаимосвязь параметров, включающая эмпирические уравнения, не позволяет получить расчетные формулы для их определения. Поэтому расчет температуры воздуха и других параметров в воздушном зазоре следует проводить численно итерационным методом. В результате такого расчета определяются температура, скорость движения воздуха и другие параметры тепломассообмена в зазоре.

Представляет интерес анализ влияния различных факторов на максимальную скорость движения воздуха в зазоре. Если известна скорость, то температуру воздуха можно рассчитать. Расчеты проводились при следующих значениях параметров фасада и значениях температуры: - термическое сопротивление стены (от внутреннего воздуха до поверхности теплоизоляционного слоя в зазоре, без учета сопротивления теплоотдаче в зазоре) — 3,4 м2·°С/Вт; - термическое сопротивление облицовки (от наружного воздуха до поверхности облицовки в зазоре, тоже без учета сопротивления теплоотдаче в зазоре) — 0,06 м2·°С/Вт; - толщина воздушного зазора — 0,06 м; - высота фасада с зазором — 10 м; - температура внутреннего воздуха — 20 °С; - температура наружного воздуха — 20 °С.

Подход к унификации синтеза автоматов Мура

Рисунок 1 – Зависимость максимальной скорости движения воздуха в зазоре от температуры наружного воздуха при различных значениях термических сопротивлений стены с утеплителем

Подход к унификации синтеза автоматов Мура

Рисунок 2 – Зависимость скорости воздуха в воздушном зазоре от температуры наружного воздуха при различных значениях ширины зазора d

Подход к унификации синтеза автоматов Мура

Рисунок 3 – Зависимость термического сопротивления воздушного зазора, R, от температуры наружного воздуха при различных значениях термического сопротивления стены, R

Подход к унификации синтеза автоматов Мура

Рисунок 4 – Зависимость эффективного термического сопротивления воздушного зазора, R, от ширины зазора, d, при различных значениях высоты фасада, L

Во всех случаях скорость воздуха возрастает со снижением температуры наружного воздуха. Увеличение высоты фасада в два раза приводит к незначительному повышению скорости воздуха. Снижение термического сопротивления стены приводит к повышению скорости воздуха, это объясняется увеличением потока теплоты, а значит и температурного перепада в зазоре. Ширина зазора существенно влияет на скорость воздуха, при уменьшении значений d скорость воздуха снижается, что объясняется повышением сопротивления.

Для расчета теплопотерь через ограждение большее значение имеет относительное влияние эффективного термического сопротивления воздушного зазора, т. к. оно определяет насколько уменьшатся теплопотери. Несмотря на то что наибольшее абсолютное значение эффективного сопротивления достигается при максимальном термическом соротивлении стены, наибольшее влияние эффективное термическое сопротивление воздушного зазора на теплопотери оказывает при минимальном значении термическом соротивлении стены. Так, при соротивлении стены R= 1 м2·°С/Вт и tн = 0 °С благодаря воздушному зазору теплопотери снижаются на 14 %.

Выводы

Для правильного функционирования конструкции наружной стены с вентилируемой воздушной прослойкой при эксплуатации, особое внимание необходимо обратить на определение толщины вентилируемой воздушной прослойки и воздухонепроницаемости основной конструкции наружной стены (кирпичная кладка и теплоизоляция). Эти важные параметры необходимо определить, учитывая обеспечение очень быстрого выравнивания давления наружного воздуха (с наружной стороны фасада) и давления в вентилируемой воздушной прослойке при переменном ветровом воздействии. Быстрое выравнивание давления наружного воздуха и давления в вентилируемой воздушной прослойке необходимо во избежание попадания д ождевых капель в вентилируемую воздушную прослойку и излишней ветровой нагрузки при переменном ветровом воздействии. При измерениях на существующих вентилируемых фасадах скорость движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойки составляет v = 0,3 - 0,4 м/с.[2, 3].

Магистерская работа посвящена актуальной задаче: повышению термического сопротивления наружных стен зданий

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2011 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Гагарин В.Г., Козлов В.В., Цыкановский Е.Ю. Расчет теплозащиты фасадов с вентилируемым воздушным зазором. // Журнал АВОК. 2004, №2, №3.
  2. Богословский В.Н. Тепловой режим здания М.: Стройиздат 1979 г.
  3. Богословский В.Н. Три аспекта концепции ЗЭИЭ Югосл.конгресс КГН 1998 г.
  4. Батинич Р. Вентилируемые фасады зданий: Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях. Сб. докл. IV научно-практич. конф. М.: НИИСФ, 1999.
  5. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий, Москва, Стройиздат 1973 (издание 4-е)
  6. Езерский В. А., д. т. н., Монастырев, к. т. н. Повышение водонепроницаемости стыков облицовочных панелей //Жилищное строительство. — 11/1998.
  7. Богословский В. Н. Тепловой режим здания. М., 1979.
  8. Гагарин В. Г., д. т. н., Козлов В. В. НИИСФ, Цыкановский Е. Ю. к. т. н. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором, 2004.
  9. Rousseau M. Z. Facts and Fiction of Rain-Screen Walls. Construction Canada.
  10. Береговой, A.M. Здания с энергосберегающими конструкциями Текст. / A.M. Береговой // Автореф. дис.: канд. техн. наук. Пенза, 2005.
  11. Гныря, А.И. Теплозащита жилых и общественных зданий Текст. / А.И. Гныря, Е.В. Петров // Сборник тезисов докладов 53-й научно-технической конференции. Новосибирск: Изд-во НГАСА, 1996.- С.61-63.
  12. Граник, Ю.Г. Конструкции наружных ограждений и инженерные системы в новых типах энергоэффективных жилых зданий Текст. / Ю.Г. Граник, A.A. Магай, B.C. Беляев // Энергосбережение. 2003. - № 3. с.
  13. Ильичев, В.А. Научно-технические достижения и интеллектуальные проблемы инноваций в строительстве Текст. / В.А. Ильичев //Промышленное и гражданское строительство. 2004. - №6. - С. 11-12
  14. Концепция внедрения энергоэффективных технологий в городское строительство Текст. // Энергосбережение. 2003. - №5.
  15. Круглый стол. Вентилируемым фасадам нужны нормативы Текст. // Строитель-Енисей. 2006. № 5 (189).
  16. Кузема, Г.П. Температурный режим наружных стен в местах сопряжения с плитами перекрытий Текст. Г.П. Кузема // Проблемы архитектуры и строительства: сб. матер. XXII регион, науч.-техн. конф. - Красноярск, 2004. С.149-150