Прогнозирование динамики тепловлажностного состояния ограждающих конструкций жилых зданий Санкт-Петербурга и повышение их энергоэффективности

• Автор: Леонтьева, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 206 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 1Л. Проектирование энергоэффективных зданий

1.2. Особенности эксплуатации ограждающих конструкций в СанктПетербурге

1.3. Нормативный подход к расчету тепловой защиты и недостатки существующих методов расчета.
1.4. Инфильтрация воздуха через ограждающие конструкции ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
2.1. Теплофизические свойства строительных материалов и их зависимость от температуры и влажности

2.2. Основные концепции тепломассопередачи через ограж

V

дающие конструкции ГЛ V .

2.3. Влагоперенос и методы расчета влажностного режима ограждающей конструкции

2.3.1. Причины увлажнения ограждающих конструкций

2.3.2. Характер увлажнения строительных материалов основных типовых серий жилой застройки
2.3.3. Методы расчета влажностного режима ограждающих конструкций
2.4. Образование криогенной фазы и ее влияние на теплофизические свойства строительных материалов
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ САНКТПЕТЕРБУРГА
3.1. Климатические особенности СанктПетербурга
3.2. Анализ структуры жилого фонда и выбор типовых ограждающих конструкций
3.3. Теплотехнический расчет типовых ограждающих конструкций
3.4. Влияние температурновлажностных воздействий на долговечность ограждающих конструкций
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗОНДА
4.1. Условия проведения эксперимента
4.2. Сорбционное увлажнение материалов
4.3. Методика определения коэффициента теплопроводности методом цилиндрического зонда
4.4. Результаты определения коэффициента теплопроводности методом цилиндрического зонда для строительных материалов стеновых панелей основных типовых серий жилой застройки
4.5. Оценка точности измерений
4.5.1. Погрешность при измерении коэффициента тепло 5 проводности
4.5.2. Погрешность измерений влажности
ГЛАВА 5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА
ПОЛЕЙ СКОРОСТИ И ДАВЛЕНИЯ ПРИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЗДАНИЙ С ВЕТРОВЫМ ПОТОКОМ
5.1. Описание математической модели I
5.2. Граничные и начальные условия для системы уравнений гидротермодинамики
5.3. Усовершенствование математической модели для расчета полей скорости и давления.
5.4. Верификация модели применительно к отдельно стоящему зданию
5.5. Результаты расчета полей скорости и давления при обтекании группы зданий
ГЛАВА 6. РАСЧЕТ ФАКТИЧЕСКОЙ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ И АНАЛИЗ ЕЕ ВЛИЯНИЯ II ПАРАМЕТРЫ
МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЙ
6.1. Методика определения теплозащиты ограждающих конструкций при неблагоприятных условиях эксплуатации
6.2. Результаты расчета ограждающих конструкций типовых серий жилых домов и увеличение теплопотерь при неблагоприятных условиях эксплуатации
6.3. Увеличение теплопотерь при неблагоприятных условиях эксплуатации
6.4. Оптимизация влияния наружного климата на тепловой режим зданий
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Замеры влажности в конструкциях жилых домов при различных сроках эксплуатации показали, что ее снижение, особенно во внутренних слоях стен, происходит медленно. После 2 лет эксплуатации влажность наружных стен составляла порядка . Отмечается также неоднородность в распределении влаги по толщине конструкции 9. При обследовании состояния эксплуатируемых стеновых панелей различных конструкций было установлено, что влажность однослойных неофактуренных ограждений из ячеистых бетонов в процессе эксплуатации в 1, раза меньше, чем однослойных офактуренных или двухслойных панелей . Как пример, на рис. Влажность конструкций при монтаже зданий оказывает существенное влияние на микроклимат помещений, поскольку в начальный период эксплуатации происходит процесс сушки влажного ограждения. С наружной стороны ограждения в эксплуатационный период при отрицательных температурах создается зона повышенной влажности, образуется ледяная мембрана, которая существенно ухудшает условия сушки ограждений. Таким образом, средняя по толщине стены влажность наружных ограждений практически остается равной начальной. Изучение процессов тепломассообмена на фрагментах конструкций, выполненных из керамзитобстона, при различных температурах показало, что коэффициент теплопроводности увеличивается в 1. В результате оказывается, что теплотехнические свойства стеновых панелей ниже нормируемых при расчете на нормальные условия эксплуатации конструкций графа Б, СНиП 3 . Обследование наружных конструкций, выполненных из кирпича, показало, что их влажность не превышает 5, а коэффициент теплопроводности в зависимости от влажности конструкций при отрицательных температурах увеличивается на . После 3х лет эксплуатации зданий из силикатного кирпича коэффициент теплопроводности выше расчетного на . Нарушение нормативных условий эксплуатации наружных ограждающих конструкций в связи со снижением температуры теплоносителя в системах отопления приводят к тому, что параметры микроклимата в жилых помещениях значительно ниже нормативных. Увеличение коэффициента теплопроводности при повышении влажности материалов ограждающих конструкций приводит к дополнительным теплопотерям зданий, которые для жилого фонда исчисляются значительными величинами. Например, теплопотери через кирпичные стены, находящиеся в переувлажненном состоянии, для внутренних квартир на , а для угловых на превышают, соответствующие нормальному состоянию конструкций . Рис. Распределение влажности в стеновых панелях из керамзнтобетона а. Оср ,7 сср ,3 оср ,5 ох, . Сплошная линия весенний отбор проб, пунктирная осенний. Рис. Толщина стены в см
1. Нормативный подход к расчету тепловой защиты и недостатки существующих методов расчета. В последние годы большое внимание уделяется решению вопросов энергосбережения в жилищнокоммунальном хозяйстве. Например, реализация энергосберегающих мероприятий в г. Одним из основных направлений ресурсе и энергосберегающей политики является снижение потерь тепла в существующих и проектируемых зданиях. Затраты энергии на отопление жилых домов СанктПетербурга составляют в среднем 0 кВтчм2, на горячее водоснабжение 0 кВтчм2, т. Вт чм2 в год, что значительно выше, чем в других странах. Например, в Германии затрачивают 0 кВтчм2 в год, в Швеции и Финляндии 5 кВтчм2 в год . Рис. Рис. Распределение потерь тепла при трансмиссии по отдельным строительным элементам для дома 7 серии. Для снижения энергопотребления зданий необходимо увеличение теплозащитных качеств ограждающих конструкций. Это обусловлено тем, что трансмиссионные потери составляют порядка от общего энергопотребления зданий см. За рубежом нормы по теплозащите эксплуатируемых и проектируемых зданий были пересмотрены вследствие энергетического кризиса х годов. В большинстве зарубежных стран к году требуемые термические сопротивления возросли в 2гЗ,5 раза. В России требования норм практически не менялись до года. С 1 сентября года Минстрой России ввел в действие постановлением от августа г. СНиП Н3 Строительная теплотехника, согласно которому значительно увеличились величины требуемых сопротивлений теплопередаче, что приводит к снижению теплопотребления на .