Определение коэффициента теплотехнической

В.А. Езерский, П.В. Монастырев, С.В. Федоров
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН
С большой точностью приведенное сопротивление теплопередаче стены с неоднородными участками можно определить численными методами с помощью математического моделирования трехмерной
задачи на электронно-вычислительных машинах. Однако данный метод требует наличия соответствующего программного продукта, а также навыков работы у проектировщика со сложным программным
продуктом.
В связи с этим для доступности методики расчета и сокращения времени в практике проектирования
разработан инженерный метод определения приведенного сопротивления теплопередаче стен, ослабленных термическими включениями, который приведен в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».
К сожалению, данным методом нельзя воспользоваться при расчете приведенного сопротивления теплопередаче стены, ослабленной термическими включениями в виде элементов крепежного каркаса вентилируемого фасада. Это связано с тем, что в СНиП II-3-79* отсутствуют данные о коэффициенте теплотехнической однородности (r) наружных стен подобной конструкции.
В связи с этим было проведено исследование, в котором решены следующие задачи:
– проанализированы наиболее распространенные конструкции крепежного узла каркаса для установки облицовочных панелей, геометрические параметры и свойства материалов его элементов, на основе чего выбраны все влияющие факторы и обоснованы интервалы их варьирования [1];
– на основе собранных исходных данных с помощью компьютера и программы моделирования
двухмерных температурных полей ELCUT версии 4.2Т производственного кооператива ТОР [2] выполнен вычислительный эксперимент, в результате которого выявлены значимые факторы, влияющие на
изменение температурного поля на внутренней поверхности стены (табл. 1);
– с помощью компьютера и программного комплекса расчета трехмерных температурных полей методом конечных элементов "TEMPER-3D" [3] проведен вычислительный эксперимент для модели,
включающей только значимые факторы (обозначения факторов и пределы их варьирования показаны в
табл. 1 и на рис. 1);
1 Обозначение значимых факторов и пределы их варьирования
Наименование фактора
Натуральное значение
факторов и кодированное
их значение
Несущая конструкция стены
Х1 – коэффициент теплопроводности, Вт/(м ·°С)
0,33 (–1)
1,92 (+1)
Х2 – толщина, м
0,20 (–1)
0,51 (+1)
Крепежный каркас
Х3 – коэффициент теплопроводности, Вт/(м ·°С)
58 (–1)
221 (+1)
Х4 – расстояние между анкерами
горизонтальное, м
0,3 (–1)
1,5 (+1)
Х5 – расстояние между анкерами
вертикальное, м
0,5 (–1)
2,0 (+1)
Облицовочная панель
0
λ = 1,74 Вт/(м С)
о
о
t н= -28 С ; αн = 12 Вт/(м С)
2,75
2
10
2,75
100
Теплоизол. материал
λ = 0,042 Вт/(м 0С)
Каркас λ = Х3
о
2
50
о
t н= -28 С ; αн = 23 Вт/(м С)
70
10
8
а)
150
а)
70
Х2
Несущая конструкция
стены λ = Х1
0
о
2о
t в = 18 С ; α в = 8,7 Вт/(м С)
Х4 /2
Х4 /2
Х4
Несущая конструкция
стены λ = Х1
б)
Облицовочная панель
0
λ = 1,74 Вт/(м С)
2,75
Каркас λ = Х3
Х 5/2
б)
Теплоизол. материал
λ = 0,042 Вт/(м 0С)
Каркас λ = Х 4
150
50
о
2
о
о
Х2
t н= -28 С ; αн = 23 Вт/(м С)
0
100
о
Х 5/2
2
10
t н= -28 С ; αн = 12 Вт/(м2 оС)
о
t в = 18 С ; α в = 8,7 Вт/(м С)
Х
5
70
2,75
10
Рис. 1 Параметры модели для определения приведенного сопротивления теплопередаче стены:
а – горизонтальный разрез; б – вертикальный разрез
– по результатам вычислительного эксперимента построена пятифакторная регрессионная модель
зависимости коэффициента теплотехнической однородности Ŷ вентилируемой стены от значимых факторов Х1, Х2, Х3, Х4 и Х5:
Ŷ = 0,66 – 0,1Х1 + 0,03Х2 + 0,102Х4 + 0,136Х5 + 0,021Х1Х2 +
+ 0,008Х1Х3 – 0,018Х1Х4 + 0,059Х1Х5 – 0,043Х2Х3 + 0,021Х2Х4 –
– 0,029Х2Х5 + 0,041Х3Х4 – 0,042Х3Х5 – 0,009Х4Х5.
Данная регрессионная модель позволяет:
– прогнозировать коэффициент теплотехнической однородности наружной стены, ослабленной
термическими включениями крепежного каркаса вентилируемого фасада;
– производить оптимизацию конструктивного решения стены по теплотехническому параметру;
– анализировать влияние коэффициента теплопроводности (Х1) и толщины (Х2) несущей части стены, коэффициента теплопроводности крепежного каркаса (Х3) вентилируемого фасада, горизонтального
(Х4) и вертикального (Х5) расстояний между анкерами на коэффициент теплотехнической однородности
(Ŷ) вентилируемых стен.
Полученное уравнение регрессии показало, что снижению величины коэффициента теплотехнической однородности вентилируемых наружных стен способствует, прежде всего, уменьшение вертикаль-
ного и горизонтального расстояния между анкерами. В меньшей степени указанный параметр также
снижается при увеличении коэффициента теплопроводности несущей части стены и при уменьшении ее
толщины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Езерский В.А., Монастырев П.В. Крепежный каркас вентилируемого фасада и температурное
поле наружной стены // Жилищное строительство. 2003. № 10. С. 15 – 18.
2 Программа моделирования двухмерных полей ELCUT / ПК ТОР. [найдено 02.04.2002 в Интернет http://tor.ru/elcut].
3 Программный комплекс TEMPER-3D. [найдено 03.01.2002 в Интернет http://temper99.narod.ru].
Кафедра «Городское строительство и автомобильные дороги»
Кафедра «Основа строительства и строительной физики»
Белостокского политехнического института
Кафедра «Автоматизированная обработка экономической информации»
Омского филиала Академии бюджета и казначейства
УДК 697.93:681.12
В.А. Тетушкин
АПЕРТУРНЫЙ ТЕРМОВЛАГОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
КОНТРОЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ПРЕДЛАГАЕТСЯ ОДНОАПЕРТУРНЫЙ ТЕРМОВЛАГОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД МИКРОВОЛНОВОГО КОНТРОЛЯ ТВЕРДЫХ БОЛЬШЕРАЗМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ТАКИХ КАК БЕТОН РАЗНЫХ МАРОК (В СООТВЕТСТВИИ С
ТУ ДИАПАЗОН W ∋ [0,05…0,3 %] (ОБЪЕМНОЙ ВЛАЖНОСТИ), КЕРАМИКА, ГИПСОБЛОКИ, СИЛИКАТНЫЙ КИРПИЧ И Т.Д.
ГЛАВНОЙ ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ ОДНОСТОРОННЕЙ АПЕРТУРЫ (РИС. 1) ЯВЛЯЛОСЬ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАКСИМУМА ПЕРЕНОСА СВЧ ЭНЕРГИИ ПАДАЮЩЕЙ ВОЛНЫ ИМЕННО В МАТЕРИАЛ И МИНИМУМА ОТРАЖЕНИЙ И РАССЕИВАНИЯ ЭНЕРГИИ
В ОКРУЖАЮЩЕЕ ПРОСТРАНСТВО, А ТАКЖЕ ПОВЫШЕНИЕ ЛОКАЛЬНОСТИ ИЗМЕРЕК 11 (Рис. 2)
НИЯ W.
а
π/2
б
в
г
д
к 7 (Рис. 2)
е
Rср
ж
з