Теплоперенос в неоднородных наружных брусчатых и бревенчатых стенах зданий

• Автор: Хон, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Разработаны новые физико-математические модели и методики расчета нестационарного двух- и трехмерного теплопереноса в многослойных неоднородных деревянных наружных ограждающих конструкциях с учетом переменности тепловой нагрузки на границах и цикличности изменения температуры внешней среды. В результате теоретико-экспериментального исследования установлен характер распределения температур и плотностей тепловых потоков в неоднородных деревянных ограждениях и показан дополнительный теплозащитный эффект от применения внутренних теплоизолирующих вставок и внешнего утепляющего слоя. Разработана аналитическая методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородной деревянной ограждающей конструкции с фасадным утеплением и оценена ее погрешность путем сравнения с результатами математического моделирования. Разработанный программно-вычислительный комплекс позволяет проводить тепловую экспресс-диагностику проектируемых наружных ограждений, оценивать их теплоустойчивость и прогнозировать поведение в различных условиях эксплуатации.
АННОТАЦИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ,

ИНДЕКСОВ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ неоднородных деревянных ограждающих конструкций зданий

1.2. Моделирование теплопереноса в неоднородных деревянных наружных ограждениях, как необходимый этап исследования при их проектировании

1.3. Методы решения одномерных и многомерных уравнений теплопроводности

Глава 2. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕН ОС В

НЕОДНОРОДНЫХ ФРАГМЕНТАХ НАРУЖНЫХ БРУСЧАТЫХ СТЕН
2.1. Физико-математическая постановка задачи
2.2. Численный алгоритм решения задачи
2.3. Тестирование алгоритма и программы расчета
2.4. Нестационарный теплоперенос в поперечном сечении неоднородного бруса
2.5. Влияние теплофизических и геометрических характеристик древесины и утеплителя на тепловое состояние неоднородного бруса
2.6. Теплозащитные свойства неоднородного бруса
2.7. Влияние цикличности температуры внешней среды на характеристики теплообмена в неоднородном утепленном
брусе
Глава 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В
НЕОДНОРОДНЫХ ФРАГМЕНТАХ НАРУЖНЫХ БРЕВЕНЧАТЫХ СТЕН
3.1. Физико-математическая постановка задачи
3.2. Численный алгоритм решения задачи
3.3. Нестационарный теплоперенос в поперечном сечении утепленного бревна
3.4. Влияние теплофизических и геометрических характеристик древесины и утеплителя на теплозащитные свойства наружной бревенчатой стены
3.5. Сравнительный анализ теплозащитной эффективности утепленных бруса и бревна
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ И ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В НЕОДНОРОДНОЙ БРУСЧАТОЙ СТЕНЕ '
4.1. Описание опытной установки
4.2. Результаты экспериментального исследования
температурных полей и плотностей тепловых потоков по толщине неоднородной брусчатой стены, их сопоставление
с результатами математического моделирования
Глава 5. ФАСАДНЫЕ СИСТЕМЫ УТЕПЛЕНИЯ. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Методика инженерного расчета сопротивления теплопередаче неоднородной брусчатой стены с фасадным утеплением
5.2. Физико-математическая постановка задачи
пространственного теплопереноса в неоднородном деревянном фрагменте с наружным утеплением и численный

числяются по формулам обратного хода прогонки t-N ~ Pn+1 ’
tj = ai+,ti+1 + Pi+1, i — N—1, N—2,1.
Условия
|Cj|>o, |an|>о, |в1|>о, |bn|>o, |Aj|>o, |c,|>o,
(2.26)
(2.27)
(2.28)
(2.29)
(2.30)
|Bi|>|Ai|-f|Ci|,i = 2,N-l,
|Bn|>|An|
гарантируют корректность и устойчивость метода прогонки [104]: Bi+AjOCj^O, |ос(|<1, i = 2,N. При этом хотя бы в одном из неравенств (2.29), (2.30) должно выполняться строгое неравенство (матрица системы (2.19)—(2.21) имеет диагональное преобладание).
По известной температуре на j-м и (j + 1)-м слоях по времени определяются плотности тепловых потоков на границах пластины на новом (j + 1)-м слое по времени:
= + F2; + 2F2' - ^(F3; + 3F3, ) +
2h, 6
FL+F1, F2, +2F2,
ni ^ q*=-F1
+ ^-(F52+2F5,)] + t2[-6hT
- ^(F32 + F3, )] + ^-(F42 + 2F4,) - A-ti(F52 + 2F5t),
2h,
(2.31)

rFlN +F1N_, F2n_, + 2F2n
N-l 1 ,,
x=b

N-l
,Ьм_](.рз +F3 Y| + t Г f*n+F1n-i . F2n-i+2F2n
+ lr(F3N-,+F3N)] + tN[ +
+ ~(F3K., +F3N)-b=L(2F5N+F5K.,)]-12 6hT
- ~-(FVi + 2F4n) + ^=LtJN(2F5N + F5n_,).
6 6hT
Если необходимо найти решение краевой задачи (2.11)—(2.14) во вто-