С |
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации |
||
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования |
||
« ибирск й государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» |
||
б |
|
|
иСТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА |
||
|
Лабораторный практикум |
|
А |
|
|
|
3-е изд., деривативное |
|
|
Составители: Г.А. Пахотин, |
|
Д |
||
|
|
С.Ф. Донченко, |
|
|
.В. Андреев |
Омск ▪ 2018 |
И |
|
|
|
|
УДК 69.03
С86
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
директор В.С. Нагорный (Омскстройсертификация)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве
СибАДИсоответствии с действующими рабочими программами, стандартами и нормами проектирования.
методических указаний.
86 тро тельная ф з ка [ Электронный ресурс] : лабораторный практикум / сост. : Г.А. Пахот н, С.Ф. Донченко, И.В. Андреев. – Электр. дан. – Омск :
ибАДИ, 2018. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. -
Режим доступа: для автор зованных пользователей.
одерж т метод ки выполнения лабораторной работы. Рассматривает теорет ческ е вопросы в о ъеме, необходимом для понимания и успешного
выполнен я работ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Имеет |
нтеракт |
вное оглавление в виде закладок. |
|
|
||||||
|
Предназначен |
|
для |
спользования |
студентами |
всех форм |
обучения при |
||||
выполнен |
лабораторных ра от |
по |
дисциплинам: |
«Основы |
строительного |
||||||
проектирования» направления «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и |
|||||||||||
вентиляция», «Строительная теплофизика» направления «Строительство» профиль |
|||||||||||
«Теплогазоснабжение |
и |
вентиляция», |
«Строительная |
физика» |
направления |
||||||
«Архитектура» профиль «Архитектурное проектирование», «Архитектурная |
|||||||||||
физика» направления «Архитектура» профиль « |
рхитектурное проектирование», |
||||||||||
«Техническая теплотехника» специальность «Строительство уникальных зданий и |
|||||||||||
сооружений» специализация «Строительство высотных и большепролетных зданий |
|||||||||||
|
сооружений», «Строительная физика» специальность «Строительство уникальных |
||||||||||
зданий и сооружений» специализация «Строительство автомагистралей, аэродромов |
|||||||||||
и |
специальных |
сооружений», |
«Строительная |
физика» |
специальность |
||||||
«Строительство уникальных зданий и сооружений» специализация «Строительство |
|||||||||||
высотных |
большепролетных зданий |
и сооружений», «Физические основы |
|||||||||
проектирования зданий |
сооружений» направления «Строительство» магистерская |
||||||||||
программа «Теория |
|
|
проектирование |
зданий |
и |
сооружений». |
Составлен в |
||||
Текстовое (символьное) издание (973 КБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz ; 150 MБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM; 1ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов:
Adobe Acrobat Reader ; Foxit Reader
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание третье, деривативное. Дата подписания к использованию 17.12.2018 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ, 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ, 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018
|
|
Лабораторная работа № 1 |
|
|
|||
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КАЧЕСТВ |
|
||||||
|
|
НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЯ |
|
|
|||
Цель работы: 1. Определить сопротивление теплопередаче наружной |
|||||||
|
|
стены на основе проведенных измерений и сопоставить |
|||||
|
|
с требуемым сопротивлением теплопередаче. 2. Уста- |
|||||
|
|
нов ть достаточность теплозащитных свойств стены. 3. |
|||||
|
|
Определ ть распределение температур в толще стены, |
|||||
|
|
сравн ть |
х с данными, полученными расчетным путем |
||||
С |
|
|
|
|
|
||
|
|
выяв ть причины отклонения. |
|
|
|||
|
|
пр надлежности: |
|
|
|
||
1. Заложенные в стене датчики в виде хромель-копелевых термо- |
|||||||
Приборыпар. |
|
|
|
||||
2. Измер тель температуры портативный (далее в тексте прибор |
|||||||
ИТП). |
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
||||
|
|
|
Теоретическая часть |
|
|
||
При наличии разности температур воздуха с одной и с другой |
|||||||
сторон ограждения (tв - tн) температурная линия непрерывно понижа- |
|||||||
ется от более высокой температуры к температуре более низкой. |
|
||||||
|
|
А |
|
|
|||
|
|
|
|
tв |
На рис. 1 температурная |
||
t,0С |
|
|
|
|
линия показывает, что падение |
||
|
|
|
|
температуры |
происходит |
не |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
в |
только в толще самой стены, но |
||
|
|
|
|
|
и у ее поверхностей, т.е. темпе- |
||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
н |
|
|
|
Q |
ратура внутренней поверхности |
||
|
|
|
стены в меньше tв, а темпера- |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
тура наружной поверхности н |
||
tн |
|
|
|
|
больше tн. |
|
|
Rн |
|
Rк |
|
Rв |
ПадениеИтемпературы при |
||
|
|
Rо |
|
|
прохождении через ограждение |
||
|
|
|
|
теплового потока объясняется |
|||
|
|
Рис. 1.1. |
|
|
|||
|
|
|
|
тем, что ограждение оказывает |
|||
|
|
|
|
|
сопротивление передаче тепла. |
||
3
Основной физической величиной, характеризующей теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций здания и, в частности, наружных стен, является общее сопротивление теплопередаче. Общее сопротивление теплопередаче ограждения состоит из 3-х отдельных сопротивлений, и может быть выражено как их сумма:
(1.1)
где Rк – термическое сопротивление ограждения, м2 0С/Вт;
Rв – сопрот влен е передаче тепла от воздуха помещения с темпера-
турой tв к пр легающей поверхности стены с температурой2 |
0 в. Это со- |
|||||||
тивлен |
|
|
|
|
|
|
С/Вт; |
|
противлен е выражается перепадом температур (tв - в), м |
||||||||
СRн – сопрот влен е передаче тепла от наружной поверхности стены с |
||||||||
температурой н к наружному воздуху с температурой tн. Это сопро- |
||||||||
е выражается перепадом температур ( н - tн), м2 0С/Вт. |
||||||||
б |
|
|
|
|
|
|||
Rв и Rн – называют сопротивлениями теплоотдаче соответственно у |
||||||||
внутренней наружной поверхностей ограждения. |
|
|||||||
Вел ч ны, о ратные сопротивлениям теплоотдаче, называются |
||||||||
коэфф ц ентами теплоотдачи внутренней – αв |
и наружной поверхно- |
|||||||
стей ограждения – αн т.е.: |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
Rв |
и |
R н |
|
. |
|
|
||
в |
н |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Размерность этих коэффициентов Вт/(м2 |
|
0С). Они выражают |
||||||
|
|
Д |
||||||
количество тепла, Вт/м2, проходящего между воздухом и поверхно- |
||||||||
стью ограждения приАразности температур между ними, равной 1 0С. |
||||||||
Расчетные величины коэффициентов αв и αн принимают по таблицам |
||||||||
СП 50.13330 Тепловая защита зданий 1 . |
|
|
|
|
|
|||
Если сопротивления теплопередаче Rв и Rн |
зависят главным об- |
|||||||
|
|
|
|
|
И |
|||
разом от внешних факторов и лишь в незначительной степени от ма- |
||||||||
териала поверхности ограждения, то термическое сопротивление, Rк, |
||||||||
– зависит исключительно от теплопроводности |
материалов – λ, со- |
|||||||
ставляющих ограждение, а так же от структуры самого ограждения. Для определения Rк нужно знать коэффициенты теплопроводности материалов, расположение составляющих слоев ограждения, а также размеры отдельных элементов ограждения.
Термическое сопротивление является показателем теплозащитных качеств ограждения. С его увеличением повышаются теплозащитные качества ограждения.
Термическое сопротивление плоской стенки из однородного материала определяется по формуле
4
R , |
(1.2) |
|
|
где δ – толщина слоя, м; |
|
λ – коэффициент теплопроводности материалов этого слоя, Вт/(м 0С). |
|
Величина λ устанавливается по прил. Т 1 . |
|
С |
|
Если ограждение по толщине состоит из нескольких последова- |
|
тельно размещенных однородных слоев различных материалов, расположенных перпенд кулярно направлению теплового потока, то термическое сопрот вление ограждения будет равно сумме термиче-
сопрот влен й всех его слоев и определяют по формуле:
|
R к R1 R 2 ... R n |
|
1 |
|
2 ... |
n |
||||
|
|
|
или |
|
|
1 |
|
2 |
n |
|
|
|
|
i , |
|
|
|
|
|||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|||
|
|
R к |
|
|
|
|
(1.3) |
|||
ских i 1 |
i |
|
|
|
|
|
|
|||
а общее сопрот влен е теплопередаче в этом случае определяется по |
||||||||||
формуле: |
|
1 |
n |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
||||
|
бR |
|
|
|
. |
(1.4) |
||||
|
|
|
||||||||
|
о |
в |
|
i |
|
н |
|
|||
|
|
i 1 |
|
|
|
|||||
Чтобы ограждающая конструкция обладала достаточными теп- |
||||||||||
лозащитными свойствами сопротивление теплопередаче, вычислен- |
||||||||||
ное по формуле (4), должно быть не менее требуемых сопротивлений |
||||||||||
|
А |
|
||||||||
теплопередаче, Rотр, определяемых в зависимости от градусо-суток |
||||||||||
отопительного периода (ГСОП) – по табл. 3 1 , т.е. Rо Rотр. |
||||||||||
|
|
|
Д |
|||||||
Градусо-сутки отопительного периода следует определять по |
||||||||||
формуле: |
ГСОП (tв tот.пер )z от.пер , |
|
||||||||
|
(1.5) |
|||||||||
где tв – расчетная температура внутреннего воздухаИ, принимаемая по
ГОСТ 30494-12, ГОСТ 12.1.005-88 2 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
tоп, zоп – средняя температура, 0С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной плюс 80С по СП 131.13330 Строительная климатология 3 .
Для оценки теплотехнических качеств ограждения необходимо знать не только величину Rо, но также температуры в любой плоскости ограждения при заданных значениях температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения.
5