Помощь студентам в учебе
Аэродинамический расчет конвективных потоков в многоквартирном жилом доме 83 серии
|
Введение 4
1 Информационный обзор 6
1.1 Методы определения теплосопротивления ограждающей
конструкции 6
1.2 Метод отбора образцов для определения сопротивления
теплопередаче 7
1.3 Экспериментальные испытания теплозащитных характеристик. .. 13
1.4 Обработка результатов полученных при определении тепловых
потоков и термических сопротивлений ограждающих конструкций 21
1.4.1 Анализ результатов при отсутствии системы
автоматизированного сбора и компьютерной обработки эксплуатируемых зданий 22
1.5 Анализ результатов, полученных в натурных условиях 25
1.5.1 Сбор данных натурных измерений 25
1.5.2 Метод усреднения 26
1.5.3 Сравнение расчетных и измеренных значений 28
1.5.4 Коррекции погрешностей эксплуатации 29
1.5.5 Точность 32
1.6 Выводы 34
2 Теплотехнический расчет узла ограждающей конструкции 2-й строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии многоквартирного дома 36
2.1 Исходные данные для работы 36
2.2 Методика обработки результатов расчета температурных полей и
определения дополнительной плотности теплового потока 39
2.3 Анализ температурного поля стеновых панелей Н-14-2Г (450 мм),В-4-11Н, Н-39Л и Н-36Г с проверкой узла 36 (55) и определение дополнительной плотности теплового потока 42
2.4 Выводы 67
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНВЕКТИВНЫХ ПОТОКОВ В ПОМЕЩЕНИИ, ПРИМЫКАЮЩЕМ К ОСЯМ В-10 69
3.1 Расчетные области 69
3.2 Расчетные сетки 73
3.3 Уравнения математической модели. Физические свойства воздуха и
материала стен 78
3.4 Граничные условия 79
3.5 Параметры решателя 83
3.6 Анализ результатов моделирования 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
Список литературы
1 Информационный обзор 6
1.1 Методы определения теплосопротивления ограждающей
конструкции 6
1.2 Метод отбора образцов для определения сопротивления
теплопередаче 7
1.3 Экспериментальные испытания теплозащитных характеристик. .. 13
1.4 Обработка результатов полученных при определении тепловых
потоков и термических сопротивлений ограждающих конструкций 21
1.4.1 Анализ результатов при отсутствии системы
автоматизированного сбора и компьютерной обработки эксплуатируемых зданий 22
1.5 Анализ результатов, полученных в натурных условиях 25
1.5.1 Сбор данных натурных измерений 25
1.5.2 Метод усреднения 26
1.5.3 Сравнение расчетных и измеренных значений 28
1.5.4 Коррекции погрешностей эксплуатации 29
1.5.5 Точность 32
1.6 Выводы 34
2 Теплотехнический расчет узла ограждающей конструкции 2-й строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии многоквартирного дома 36
2.1 Исходные данные для работы 36
2.2 Методика обработки результатов расчета температурных полей и
определения дополнительной плотности теплового потока 39
2.3 Анализ температурного поля стеновых панелей Н-14-2Г (450 мм),В-4-11Н, Н-39Л и Н-36Г с проверкой узла 36 (55) и определение дополнительной плотности теплового потока 42
2.4 Выводы 67
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНВЕКТИВНЫХ ПОТОКОВ В ПОМЕЩЕНИИ, ПРИМЫКАЮЩЕМ К ОСЯМ В-10 69
3.1 Расчетные области 69
3.2 Расчетные сетки 73
3.3 Уравнения математической модели. Физические свойства воздуха и
материала стен 78
3.4 Граничные условия 79
3.5 Параметры решателя 83
3.6 Анализ результатов моделирования 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
Список литературы
Сегодня проекты многоквартирных многоэтажных домов стараются делать максимально индивидуализированными, используя современные технологии, архитектурные приёмы и планировочные решения. Отказ от массового использования типовых серий, позволявших тиражировать типовые проекты многоэтажных домов, привязывая их в соответствии с характером строительной площадки и особенностями существующей архитектуры, положительно сказывается на внешнем облике современных микрорайонов и застраиваемых участков.
Тем не менее, с учётом экономических реалий сегодняшнего времени, для обеспечения населения так называемым жильём эконом класса, широко применяют типовые проекты, особенно при застройке жилых комплексов, но при этом уделяется значительно большее внимание обеспечению индивидуального облика отдельных зданий и гармоничному увязыванию однотипных по конструкции зданий в оригинальный архитектурный ансамбль.
Если раньше, по внешнему виду многоквартирного дома можно было предугадать, как располагаются квартиры на площадке, сколько в каждой из них комнат и какие планировочные решения используются, то сегодня это сделать достаточно трудно. В связи с этим остро встаёт вопрос о подготовке всесторонне обоснованного проекта дома, с учётом современных требований, в т.ч. и требований по энергосбережению.
Современные ГОСТы, СП, СанПины, различные Постановления, Законы и Указы, действующие на территории Российской Федерации, затрагивают все этапы проектирования здания.
Установлены требования к минимальному классу энергетической эффективности многоквартирных домов. Начиная с 2016 г. возможен ввод в эксплуатацию зданий с классом энергоэффективности не ниже класса В+, а с 2020 г. не ниже класса В++ [1, 2]. Вместе с тем, большим камнем преткновения при проектировании многоквартирных домов, удовлетворяющих вышеизложенным требованиям, являются инженерные коммуникационные системы [3].
Для обеспечения данных требований проектировщики пользуются различными инновационными решениями, как в области проектирования, так и в области использования современных энергосберегающих материалов. Однако в современных законах отсутствуют, например, требования к застойным зонам в жилой зоне многоквартирного дома, поэтому на стадии проектирования не учитываются особенности движения воздушных потоков в квартире, а проводится лишь теплотехнический расчёт конструкций. Такой подход к проекту не позволяет в полной мере обеспечить комфортную среду для проживания человека, что снижает продолжительность жизни, и как следствие ценность проекта [4, 5].
В данной работе проведен теплотехнический расчёт узлов и исследование конвективных потоков для типового проекта второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии возле оси В-10.
Данная задача решена в ходе численного моделирования движения внутреннего и наружного воздуха, а также теплообменных процессов на основе метода конечных объемов с использованием программного комплекса STAR-CCM+ v8.02.011, а также в процессе теплотехнического расчёта в программном продукте ELCUT 6.1.
Тем не менее, с учётом экономических реалий сегодняшнего времени, для обеспечения населения так называемым жильём эконом класса, широко применяют типовые проекты, особенно при застройке жилых комплексов, но при этом уделяется значительно большее внимание обеспечению индивидуального облика отдельных зданий и гармоничному увязыванию однотипных по конструкции зданий в оригинальный архитектурный ансамбль.
Если раньше, по внешнему виду многоквартирного дома можно было предугадать, как располагаются квартиры на площадке, сколько в каждой из них комнат и какие планировочные решения используются, то сегодня это сделать достаточно трудно. В связи с этим остро встаёт вопрос о подготовке всесторонне обоснованного проекта дома, с учётом современных требований, в т.ч. и требований по энергосбережению.
Современные ГОСТы, СП, СанПины, различные Постановления, Законы и Указы, действующие на территории Российской Федерации, затрагивают все этапы проектирования здания.
Установлены требования к минимальному классу энергетической эффективности многоквартирных домов. Начиная с 2016 г. возможен ввод в эксплуатацию зданий с классом энергоэффективности не ниже класса В+, а с 2020 г. не ниже класса В++ [1, 2]. Вместе с тем, большим камнем преткновения при проектировании многоквартирных домов, удовлетворяющих вышеизложенным требованиям, являются инженерные коммуникационные системы [3].
Для обеспечения данных требований проектировщики пользуются различными инновационными решениями, как в области проектирования, так и в области использования современных энергосберегающих материалов. Однако в современных законах отсутствуют, например, требования к застойным зонам в жилой зоне многоквартирного дома, поэтому на стадии проектирования не учитываются особенности движения воздушных потоков в квартире, а проводится лишь теплотехнический расчёт конструкций. Такой подход к проекту не позволяет в полной мере обеспечить комфортную среду для проживания человека, что снижает продолжительность жизни, и как следствие ценность проекта [4, 5].
В данной работе проведен теплотехнический расчёт узлов и исследование конвективных потоков для типового проекта второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии возле оси В-10.
Данная задача решена в ходе численного моделирования движения внутреннего и наружного воздуха, а также теплообменных процессов на основе метода конечных объемов с использованием программного комплекса STAR-CCM+ v8.02.011, а также в процессе теплотехнического расчёта в программном продукте ELCUT 6.1.
По итогам проведения работы были получены следующие результаты: проведён теплотехнический расчёт элементов конструкции и их узлов соединения второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии согласно СП 50.13330.2012; разработана объёмная математическая модель помещения второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии; определены конвективные воздушные потоки в помещении второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии.
В результате проведённого теплотехнического расчёта элементов конструкции и их узлов соединения второй строительной угловой спальни 23 блок- секции 83 серии, согласно СП 50.13330.2012 и Постановления Правительства РФ от 06.05.2011 N 354, выявлены параметры, не соответствующие установленным нормативам. Предоставленный проект не соответствует требованиям законодательства РФ.
При проведении моделирования конвективных потоков в помещении второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 выявлено полное обтекание воздушным потоком плиты В-14-11Н. Определено наличие застойной зоны (зоны без обтекания воздушным потоком) небольшой части внутренней глади элемента конструкции Н-36 примыкающей к углу В-10 по всей высоте комнаты и шириной 30 см (считая от угла). Наличие данной зоны приводит к локальному повышению влажности воздуха в описанном выше месте второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии.
Наличие застойной зоны для жилых комнат не нормируется законодательством РФ. Отмечаем, что для исключения застойной зоны на отмеченном выше участке конструкции, во время отопительного сезона, возможно применение небольших элементов нагревательных/отопительных приборов. Данные приборы организуют свободный конвективный поток вдоль внутренней глади элемента конструкции Н-36.
Предлагается проводить моделирование тепловых потоков жилых помещений многоквартирных домов с целью оптимизации расположения отопительных приборов и улучшения микроклимата помещения, а также повышения класса энергоэффективности здания.
В результате проведённого теплотехнического расчёта элементов конструкции и их узлов соединения второй строительной угловой спальни 23 блок- секции 83 серии, согласно СП 50.13330.2012 и Постановления Правительства РФ от 06.05.2011 N 354, выявлены параметры, не соответствующие установленным нормативам. Предоставленный проект не соответствует требованиям законодательства РФ.
При проведении моделирования конвективных потоков в помещении второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 выявлено полное обтекание воздушным потоком плиты В-14-11Н. Определено наличие застойной зоны (зоны без обтекания воздушным потоком) небольшой части внутренней глади элемента конструкции Н-36 примыкающей к углу В-10 по всей высоте комнаты и шириной 30 см (считая от угла). Наличие данной зоны приводит к локальному повышению влажности воздуха в описанном выше месте второй строительной угловой спальни 23 блок-секции 83 серии.
Наличие застойной зоны для жилых комнат не нормируется законодательством РФ. Отмечаем, что для исключения застойной зоны на отмеченном выше участке конструкции, во время отопительного сезона, возможно применение небольших элементов нагревательных/отопительных приборов. Данные приборы организуют свободный конвективный поток вдоль внутренней глади элемента конструкции Н-36.
Предлагается проводить моделирование тепловых потоков жилых помещений многоквартирных домов с целью оптимизации расположения отопительных приборов и улучшения микроклимата помещения, а также повышения класса энергоэффективности здания.