close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

No Slide Title

код для вставкиСкачать
СОДЕРЖАНИЕ
курс включает
ЭНЕРГИЯ
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
конвекция / излучение / проводимость
строительная среда
R-величина / градусо-сутки
температурные даграммы / поверхностная температура
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
МОСТИКИ ХОЛОДА
ДИФФУЗИЯ (ПРОНИЦАЕМОСТЬ)
A02
ЭНЕРГИЯ
A03
Источники
Солнце
Топливо
Электричество
ЭНЕРГИЯ может быть выражена в:
научных единицах: Джоуль [Дж],
Киловатт-в-час [кВт/ч]
Но практически...
в денежных затратах
ЭНЕРГИЯ
Солнце
Рост
применение
Топливо
Движение
A04
Электричество
Освещение
ЭНЕРГИЯ
Применение для отопления
A05
В Европе около 30% основной энергии (нефть, газ, уголь) применяется
для домашнего отопления = осуществления термального комфорта
Рациональное применение ЭНЕРГИИ
2 важнейших основания:
-- снизить денежные затраты на отопление (на микро- и макроуровне)
--
снизить выбросы CO2, SO2 = защита окружающей среды
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A06
конвекция
Теплый воздух
легче чем
холодный воздух
Подъемная сила
баллона
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
конвекция
холодный воздух
нагревается
приборами
и поднимается вверх
A07
естественная
конвекция
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A08
конвекция
и...
теплый воздух
охлаждается
холодными поверхностями
(внешние стены)
и опускается вниз
естественная
конвекция
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
конвекция
A09
движения воздуха создаваемые
принудительная
внешними силами
создают охлаждающий эффект
внутри помещений ...
конвекция
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
конвекция
A10
движения воздуха создаваемые
внешними силами
создают охлаждающий эффект
вне зданий ...
принудительная
конвекция
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
излучение (радиация)
A11
солнечное
инфракрасное
излучение
излучение
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
конвекция + излучение
A12
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА на поверхности зданий в зимнее время
Внешняя пов-ть
Внутренняя пов-ть
принудительная
конвекция
инфракрасное
излучение
естественная
конвекция
инфракрасное
излучение
поверхностная ТЕПЛОПЕРЕДАЧА выражается
КОЭФФИЦИЕНТОМ теплопередачи поверхности
aн
= 23 Вт/м2С
aa
ед [Вт/м2С]
2
в = 8,7 Вт/м С
(примеры величин)
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A13
проводимость
сталь
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА в материалах = проводимость
сталь
дерево
OK
некоторые материалы сильно проводимые,
а некоторые слабо проводимые
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A14
проводимость
способность материалов проводить тепло
выражается понятием ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
1 м2
Ед.изм.
[Вт/мС]
0 C
1 C
1м
напоминание
ед. изм. Ватт [Вт]
= Джоуль / секунда
= Энергия / время
= Деньги / день
Большая
Малая
проводимость
-
величины строительных мат-ов
A15
1000
[Вт/мС]
тяжелые
100
медь
металлы
алюминий
сталь
10
1
0.1
легкие
0.01
каменные
материалы
камень
бетон
кирпич
лед 2,2
вода 0,58
пористый бетон
легкие
строительные дерево
пластики
материалы
пробка
изоляционные пористое стекло
мин. вата
материалы
вспененные
воздух 0,023
пластики
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A16
3 модели
проводимость
от теплой стороны
конвекция
к холодной стороне
излучение
Разница температур
очень важна
небольшая
большая
->
небольшая теплопередача
-> большая теплопередача
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
проникающие
теплопотери
через
стены,
кровли,
окна,
полы
в зданиях и сооружениях
A17
вентиляционные
теплопотери
через
отверстия
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
диаграмма энергопотерь
A18
(1) повышение эффективности
энергопотребления
потери
(2) термоизоляция
через трубу
зданий
топливо
проникающие
теплопотери
Снизить нагрузку
на оборудование
Термальный
комфорт
электричество
вентиляционные
теплопотери
солнечное
тепло
(3) оптимизация доб.
солнечного тепла
Цели
(4) оптимизация
вент. потока
Стратегии для рационального использования энергии: (1)(2)(3)(4)
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A19
градусо-сутки
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА пропорциональна разнице температур
=> тербования к отоплению здания выражены
в
(
в-
н)
зависит от применения здания
жилые / общественные / производственные
непрерывно <-> прерывисто
н зависит от географического положения
количества холодных дней
-2
2
5
(
в-
принятые за 1 год
н)
= количество градусо-суток
10
-10
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Термическое сопротивление
A20
Теплопередача сквозь слой материала
опр-ся его теплопроводностью & толщиной, м и
d
R
выражается понятием термическое сопротивление
d
ед.изм.
R=
[м2С/Вт]
1 м2
например:
51 cм кирпича (2 кирпича)
( = 0.81 Вт/мС)
R = 0,63 м2С/Вт
1 C
0 C
d, м
2 cм экструдированного пеноп-ла
( = 0.028 W/mK)
R = 0,71 м2С/Вт
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА Термическое сопротивление стен
A21
стены обычно состоят из нескольких слоев;
термическое сопротивление стены =
сумме терм. сопротивлений слоев
Rстены = R1 + R2 + R3 + ...
1 м2
например
1 2 3
0 C
1 C
1
2
3
1
2
3
0,12
0,08
0,25
[Вт/мС]
0,81
0,028 1,86
R [м2С/Вт]
0,15
d [м]
2,86
0,13
3,14
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A22
R-величина стены
способность стены к теплопередаче
определяется ее термическим сопротивлением
и поверхностными сопротивлениями
выраженными расчетным терм. сопр-ем Rрасч.
Rрасч = Rн + R1+…+Rn + Rв =
1/aн + d1/l1 +…+ dn/ln + 1/aв , м2С/Вт
1 м2
0 C
1 C
1
2
3
например
aн
23 Вт/м2С
R стены aв
3,14 м2С/Вт 8,7 Вт/м2С
Rрасч = 1/23 + 3,14 + 1/8,7 = 3,30 м2С/Вт
R-величина
A23
Примеры
[м2С/Вт]
0,15
одиночное
остекление
0,20
0,25
0,35
0,50
традиционные
неизолированные
стены, кровли,
полы
массив
кладки
двойное
остекление
полые стены
1,00
изолированные (d = 3 - 20 cм) стены, кровли, полы
0
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
A24
R-величина
Какая R-величина ?
зависит от
-количества
градусо-суток, которые зависят от
вида здания
географического положения
-использования
солнечного или другого тепла
-цен
на топливо
-цен
на изоляцию
цен на установку изоляции
=> экономической толщины изоляции, d
например:
Северная Европа R = 5,00 м2С/Вт
Западная Европа R = 2,50 м2С/Вт
Южная Европа
R = 1,25 м2С/Вт
d > 10 cм
d > 5 cm
d > 2 cm
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
температурный перепад в стене
A25
Теплопередача зависит от разницы температур
=> происходят изменения температуры сквозь стену от тепла к холоду
Падение температуры в каждом слое пропорционально
термическому сопротивлению R этого слоя
20 C
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
температура внутренней пов-ти
низкая
высокая
A26
низкая
R
->
внутр. пов-ть
высокая
например
20 C
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
изолированная
стенаl
неизолированная
стена
двойное
одинарное
остекление остекление
ТЕРМАЛЬНЫЙ КОМФОРТ
принципы
A27
ТЕРМАЛЬНЫЙ КОМФОРТ определяется:
охлаждением тела конвекцией
=> также, температурой воздуха
охлаждением тела излучением
=> и температурой поверхности
=> след. R-величиной стены
ТЕРМАЛЬНЫЙ КОМФОРТ
в применении
A28
одиноч.
например:
требуется повышение
остекление
-неизолированная стена => холод. пов-ти => тем-ры воздуха для
обеспечения
-конвекторное отопление
-одиночное
термального комфорта
ТЕРМАЛЬНЫЙ КОМФОРТ
в применении
A29
двойное
например:
умеренная температура
остекление
=> теплые пов-ти => воздуха для обеспечения
-изолиров. стены
-радиаторное отопление
термального комфорта
-двойное
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
A30
представление
воздух внутри и вне помещений представляет
собой смесь молекул воздуха и молекул воды
пар
Как много пара ?
Что такое
Влажность воздуха ?
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
насыщение
A31
STOP
количество пара
ограничено:
насыщение наступает когда
достигнуто опред. кол-во
(если больше => туман)
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
A32
насыщение
уровень насыщения зависит от температуры
теплый воздух может включать много больше пара, чем холодный
0 C
10 C
20 C
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
относительная влажность
A33
Количество обычно присутствующего пара определяет стадию
уровня насыщения : эта стадия называется относительная влажность
60 %
0 C
10 C
20 C
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
A34
точка росы
Если влажный воздух охлаждается, насыщение наступает при
определенной температуре и эта температура называется точкой росы
воздуха
0 C
10 C
20 C
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
поверхностная конденсация
A35
Если поверхность имеет температуру ниже, чем точка росы,
то наступает поверхностная конденсация
например:
конденсация на очках человека
входящего снаружи, из холода
внутрь теплой комнаты
если поверхность имеет температуру ниже, чем точка росы, то:
конденсация на оконном стекле
-чаще всего при одиночном остеклении
-также во время кухонных операций
или во время присутствия большого
количества человек
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
поверхностная конденсация
A36
Так как поверхностная температура соотносится с уровнем
изолированности, от этого также зависит риск поверхностной
конденсации
например
20 C
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
изолированная
стена
низкий
неизолированная
стена
двойное
одинарное
остекление остекление
риск поверхностной
конденсации
высокий
ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ
влажность внутр. воздуха
A37
Влажность внутреннего воздуха зависит от нескольких параметров
объема помещения
уровня вентилируемости
уровня влажности
МОСТИКИ ХОЛОДА
представление
A38
стена с паралельными слоями
(сэндвич-структура)
одномерный тепловой поток
тепловой поток
перпендикулярен стене
МОСТИКИ ХОЛОДА
представление
A39
Разрыв в изоляции
строительных
деталей
двумерный
тепловой поток
тепловой поток
находит
«легкий путь» =
мостик холода
= высокие потери
тепла
МОСТИКИ ХОЛОДА
представление
A40
Низкая поверхностная
температура
на краю: < 15 C
н: -5 C
в: 20 C
0
5
10
15
поверхностная
конденсация
МОСТИКИ ХОЛОДА
важно
A41
высокие
теплопотери
цель =
предотвратить мостики холода
как ?
непрерывность
термоизоляции
МОСТИКИ ХОЛОДА
A42
возможные места
окончания стен
края
кровель
углы
края
окон
основания
балконы
МОСТИКИ ХОЛОДА
A43
достижение цели
?
?
МОСТИКИ ХОЛОДА
A44
практическое решение
Что если непрерывность изоляции невозможна ?
снаружи
0 C
внутри
20 C
снаружи
0 C
внутри
20 C
15 C
15 C
нет
конденсации
Важно:
высокие теплопотери
в обоих случаях
внутренняя изоляция
=> правило проектирования:
внешняя изоляция
применение внешней теплоизоляции
улучшает мостики холода
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ
представление
A45
стена между теплом и холодом
=> ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
тепло
холод
зависит от d,
d,
стена между влажным и сухим
=> ПАРОПЕРЕДАЧА
сухо
влажно
d,
Зависит от d,
Фактор паросопротивления
ПРОНИЦАЕМОСТЬ
-величина
A46
изоляционные материалы
100000
плотные
строит. матер-ов
металлы
пористое стекло
битумы
10000
стекло
фольга
1000
с пористой структурой
100
экструд. пеноп.
кирпич
10
открытые
1
бетон
гипс
вспен. пеноп.
полиуретан
пробка
минеральная вата
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ
холодно & сухо
минеральная ватаl
промежуточная конд-ия
A47
низкая терм. R / высокая прониц. R
высокая терм. R / низкая прониц. R
=> промежуточная конденсация
тепло & влажно
как решить проблему ?
холодно & сухо
добавить паробарьер
с теплой стороны
тепло & влажно
или ...
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ
инверсионная кровля
A48
холодно & сухо
высокая терм. R / низкая прониц. R
низкая терм. R / высокая прониц. R
=> нет промежуточной конденсации
тепло & влажно
правило проектирования:
внешняя термоизоляция
и / или
внутреннее сопротивление
проницаемости (паробарьер)
}
OK
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
8
Размер файла
1 108 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа