Помощь студентам в учебе
АНАЛИЗ ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
|
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Обзор исследований фильтрации воздуха через ограждающие конструкции в условиях Севера 6
1.1. Разность давлений наружной и внутренней поверхности ограждений 6
1.2. Фильтрация воздуха через ограждающие конструкции 9
1.3. Роль параметров климата, на воздухопроницаемость ограждающих
конструкций 15
1.4. Объект исследования 18
1.5. Вывод по главе 1. Постановка задачи исследования 20
Глава 2. Экспериментальное определение воздухопроницаемости через ограждающую конструкцию 22
2.1. Модель натурных исследований 22
2.2. Методика проведения эксперимента 29
2.3. Обработка результатов экспериментального исследования
воздухопроницаемости ограждающих конструкций 32
2.4. Вывод по главе 2 69
Глава 3. Практическая часть 70
3.1. Оптимизация тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий..70
3.2. Угловые теплопотери 75
3.3. Влияние растворных швов кладки на теплопотери стен 78
3.4. Мероприятия по снижению воздухопроницаемости 81
Заключение. Основные результаты и выводы 87
Список использованной литературы 88
Приложение
Глава 1. Обзор исследований фильтрации воздуха через ограждающие конструкции в условиях Севера 6
1.1. Разность давлений наружной и внутренней поверхности ограждений 6
1.2. Фильтрация воздуха через ограждающие конструкции 9
1.3. Роль параметров климата, на воздухопроницаемость ограждающих
конструкций 15
1.4. Объект исследования 18
1.5. Вывод по главе 1. Постановка задачи исследования 20
Глава 2. Экспериментальное определение воздухопроницаемости через ограждающую конструкцию 22
2.1. Модель натурных исследований 22
2.2. Методика проведения эксперимента 29
2.3. Обработка результатов экспериментального исследования
воздухопроницаемости ограждающих конструкций 32
2.4. Вывод по главе 2 69
Глава 3. Практическая часть 70
3.1. Оптимизация тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий..70
3.2. Угловые теплопотери 75
3.3. Влияние растворных швов кладки на теплопотери стен 78
3.4. Мероприятия по снижению воздухопроницаемости 81
Заключение. Основные результаты и выводы 87
Список использованной литературы 88
Приложение
Влияние фильтрации воздуха на температурный и влажностный режим ограждения весьма значительно. Не меньшее влияние фильтрация оказывает и на температурно-влажностный режим помещений. Этим объясняется то большое внимание, которое уделяется вопросам фильтрации воздуха.
Изучению величин коэффициента воздухопроницаемости было посвящено большое количество экспериментальных и теоретических исследований.
В лаборатории Ф. Ф. Эрисмана в 1896 г. проводились опыты по определению воздухопроницаемости глиняных сырцовых материалов. Позднее проф. К. Я. Илькевич [30] определял воздухопроницаемость различных строительных растворов и песков.
В 30-е годы исследованиями воздухопроницаемости строительных материалов и ограждающих конструкций занимались П.А. Брянцев, Б.Ф. Васильев, С.И. Ветошкин, Д.Д. Галанин, С.И. Идашкин, М.И. Субботкин, П.С. Философов. За рубежом значительные работы в это же время выполнялись Райшом [76].
Наиболее капитальные и систематические экспериментальные работы в строительной отрасли, связанные с определением воздухопроницаемости и законов фильтрации для строительных материалов и ограждающих конструкций, были выполнены P.E. Брилингом в 1936—1937 гг. в лаборатории инфильтрации ЦНИПС [10].
По классификации P.E. Брилинга, кроме сквозной фильтрации, при которой через все сечения, параллельные плоскостям стены, проходит одинаковое количество воздуха, существуют еще два вида фильтрации: продольная и внутренняя.
Явление продольной фильтрации состоит в том, что при воздействии ветра холодный наружный воздух, поступив через наружную поверхность в толщу ограждения, не проникает в помещение, а возвращается обратно по ходам фильтрации (трещинам, зазорам, вентиляционным каналам).
Внутреннюю фильтрацию можно рассматривать как естественную конвекцию в ограниченном пространстве, заполненном материалом с крупными незамкнутыми пустотами. Влияние внутренней фильтрации воздуха на температурный режим наружных стеновых панелей, утепленных воздухопроницаемыми материалами, рассматривается в работе Ю.А. Калядина [32].
Все три вида фильтрации оказывают влияние на теплозащитную способность ограждения.
Исследованиями воздухопроницаемости строительных конструкций материалов в лабораторных и натурных условиях занимались М. В. Артемов, Н. И. Березина, В. Н. Богословский, Ш. Ф. Акбулатов, Г.Н. Прозоровский, Е. И. Семенова, П. А. Теслер, В. П. Титов, Ф. В. Ушков и др. [1, 6, 8, 9, 10, 63, 64, 65, 66].
Метод количественной оценки влияния фильтрации на теплозащитные свойства ограждений изложен в статье В.Г. Гагарина, В.В. Козлова, A.B. Садчикова, И.А. Мехнецова [54], влияние продольной фильтрации рассмотрены в работах [19, 20, 36]. Воздухопроницаемость и фильтрация воздуха так же исследовались в работах Валова В.М., Цвяка А.Н., Пахотина Г.А., Кривошейна А.Д., Г.Г. Максимова, Г.М. Позина, Т.А. Дацюк и др [12-16, 37, 46, 69].
Исследования влияния фильтрации воздуха на тепло-влажностный режим ограждения и воздушный режим помещения представлены в работах [4, 13, 15, 17,32,47,69]. В настоящее время при строительстве жилых зданий в качестве наружных ограждений применяются эффективные многослойные ограждающие конструкции. В основном применяют многослойные стены с эффективным утеплителем [28].
В климатических условиях Сибири важной задачей являются повышение надежности наружных ограждающих конструкций. Для этого необходимо учитывать особенности микроклимата в условиях резко континентального климата. Потери теплоты, зависящие от климатических условий, ограждающих конструкций не отвечают нормативам, имеется перерасход тепла и электроэнергии.
Актуальность: необходимость научной проработки вопросов повышения энергоэффективности зданий за счет сокращения тепловых потерь через ограждающие конструкции.
Цель исследования - анализ изменения воздухопроницаемости в зависимости он расположения, формы и этажности выбранного объекта, а также выбор конструкции тепловой защиты зданий с учетом климатических особенностей Республики Саха (Якутия)
Задачи исследования:
1. Обзор научной литературы, патентный обзор.
2. Выбрать многоэтажные объекты для анализа воздухопроницаемости.
2. На базе выбранных зданий, произвести необходимые измерения с помощью оборудования «Аэродверь» и произвести их анализ.
4. Установить соответствует ли нормам тепловой защиты выбранные объекты.
5. Установить зависимость величины воздухопроницаемости от этажности объектов.
6. Предложить меры по снижению воздухопроницаемости исследованных объектов.
Изучению величин коэффициента воздухопроницаемости было посвящено большое количество экспериментальных и теоретических исследований.
В лаборатории Ф. Ф. Эрисмана в 1896 г. проводились опыты по определению воздухопроницаемости глиняных сырцовых материалов. Позднее проф. К. Я. Илькевич [30] определял воздухопроницаемость различных строительных растворов и песков.
В 30-е годы исследованиями воздухопроницаемости строительных материалов и ограждающих конструкций занимались П.А. Брянцев, Б.Ф. Васильев, С.И. Ветошкин, Д.Д. Галанин, С.И. Идашкин, М.И. Субботкин, П.С. Философов. За рубежом значительные работы в это же время выполнялись Райшом [76].
Наиболее капитальные и систематические экспериментальные работы в строительной отрасли, связанные с определением воздухопроницаемости и законов фильтрации для строительных материалов и ограждающих конструкций, были выполнены P.E. Брилингом в 1936—1937 гг. в лаборатории инфильтрации ЦНИПС [10].
По классификации P.E. Брилинга, кроме сквозной фильтрации, при которой через все сечения, параллельные плоскостям стены, проходит одинаковое количество воздуха, существуют еще два вида фильтрации: продольная и внутренняя.
Явление продольной фильтрации состоит в том, что при воздействии ветра холодный наружный воздух, поступив через наружную поверхность в толщу ограждения, не проникает в помещение, а возвращается обратно по ходам фильтрации (трещинам, зазорам, вентиляционным каналам).
Внутреннюю фильтрацию можно рассматривать как естественную конвекцию в ограниченном пространстве, заполненном материалом с крупными незамкнутыми пустотами. Влияние внутренней фильтрации воздуха на температурный режим наружных стеновых панелей, утепленных воздухопроницаемыми материалами, рассматривается в работе Ю.А. Калядина [32].
Все три вида фильтрации оказывают влияние на теплозащитную способность ограждения.
Исследованиями воздухопроницаемости строительных конструкций материалов в лабораторных и натурных условиях занимались М. В. Артемов, Н. И. Березина, В. Н. Богословский, Ш. Ф. Акбулатов, Г.Н. Прозоровский, Е. И. Семенова, П. А. Теслер, В. П. Титов, Ф. В. Ушков и др. [1, 6, 8, 9, 10, 63, 64, 65, 66].
Метод количественной оценки влияния фильтрации на теплозащитные свойства ограждений изложен в статье В.Г. Гагарина, В.В. Козлова, A.B. Садчикова, И.А. Мехнецова [54], влияние продольной фильтрации рассмотрены в работах [19, 20, 36]. Воздухопроницаемость и фильтрация воздуха так же исследовались в работах Валова В.М., Цвяка А.Н., Пахотина Г.А., Кривошейна А.Д., Г.Г. Максимова, Г.М. Позина, Т.А. Дацюк и др [12-16, 37, 46, 69].
Исследования влияния фильтрации воздуха на тепло-влажностный режим ограждения и воздушный режим помещения представлены в работах [4, 13, 15, 17,32,47,69]. В настоящее время при строительстве жилых зданий в качестве наружных ограждений применяются эффективные многослойные ограждающие конструкции. В основном применяют многослойные стены с эффективным утеплителем [28].
В климатических условиях Сибири важной задачей являются повышение надежности наружных ограждающих конструкций. Для этого необходимо учитывать особенности микроклимата в условиях резко континентального климата. Потери теплоты, зависящие от климатических условий, ограждающих конструкций не отвечают нормативам, имеется перерасход тепла и электроэнергии.
Актуальность: необходимость научной проработки вопросов повышения энергоэффективности зданий за счет сокращения тепловых потерь через ограждающие конструкции.
Цель исследования - анализ изменения воздухопроницаемости в зависимости он расположения, формы и этажности выбранного объекта, а также выбор конструкции тепловой защиты зданий с учетом климатических особенностей Республики Саха (Якутия)
Задачи исследования:
1. Обзор научной литературы, патентный обзор.
2. Выбрать многоэтажные объекты для анализа воздухопроницаемости.
2. На базе выбранных зданий, произвести необходимые измерения с помощью оборудования «Аэродверь» и произвести их анализ.
4. Установить соответствует ли нормам тепловой защиты выбранные объекты.
5. Установить зависимость величины воздухопроницаемости от этажности объектов.
6. Предложить меры по снижению воздухопроницаемости исследованных объектов.
В данной магистерской диссертации была произведена научная проработка вопросов повышения энергоэффективности зданий за счет снижения теплопотерь через ограждающие конструкции. Произведен анализ воздухопроницаемости в зависимости от формы, расположения, а также этажности объектов в Республике Саха (Якутия). В ходе данной диссертационной работе были решены следующие задачи:
1. Произведен обзор научной литературы, патентный обзор.
2. В многоэтажных объектах по адресам: Губина 5/1; Чепалова 45; Автодорожная 4/2 А, был произведен анализ воздухопроницаемости, с помощью оборудования «Аэродверь».
3. Также было установлено, что не все выбранные объекты соответствуют нормативным требованиям. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций при закрытых вентиляционных каналах в испытанных помещениях здания и разности давлений внутреннего и наружного воздуха 50 Па обеспечивает воздухообмен кратностью: n50 = 0.67 до 11,76 . В некоторых помещениях из-за не герметичности конструкции окон и наружных стен оборудование не может полностью корректно измерить результат.
4. Установлена зависимость величины воздухопроницаемости от этажности выбранных объектов. Эффективный коэффициент сопротивления экспериментально исследованных конструкций постепенно снижается в зависимости от высоты этажа.
5. Предложены различные меры по снижению воздухопроницаемости выбранных объектов.
1. Произведен обзор научной литературы, патентный обзор.
2. В многоэтажных объектах по адресам: Губина 5/1; Чепалова 45; Автодорожная 4/2 А, был произведен анализ воздухопроницаемости, с помощью оборудования «Аэродверь».
3. Также было установлено, что не все выбранные объекты соответствуют нормативным требованиям. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций при закрытых вентиляционных каналах в испытанных помещениях здания и разности давлений внутреннего и наружного воздуха 50 Па обеспечивает воздухообмен кратностью: n50 = 0.67 до 11,76 . В некоторых помещениях из-за не герметичности конструкции окон и наружных стен оборудование не может полностью корректно измерить результат.
4. Установлена зависимость величины воздухопроницаемости от этажности выбранных объектов. Эффективный коэффициент сопротивления экспериментально исследованных конструкций постепенно снижается в зависимости от высоты этажа.
5. Предложены различные меры по снижению воздухопроницаемости выбранных объектов.