Тепловые характеристики вентилируемых оконных проемов

• Автор: Диомидов, Михаил Витальевич
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 163 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

1. ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ ОКНА. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

1.1. Существующие способы вентилирования окон

1.1.1. Вентилирование окон воздухом из помещения

1.1.2. Вентилирование окон наружным воздухом

1.1.3. Вентилирование окон приточным воздухом из систем вентиляции

1.1.4. Комбинированные схемы вентилирования окон

1.2. Тепловые характеристики вентилируемых окон

1.2.1. Температура стекол

1.2.2. Тепловые потоки
1.2.3. Сопротивление теплопередаче
1.3. Методы теплотехнического расчета вентилируемых окон
1.3.1. Расчет с использованием уравнения теплового баланса в вентилируемой прослойке
1.3.2. Расчет с использованием системы уравнений теплового баланса
на поверхностях стекол
1.3.3. Расчет по эмпирическим формулам
1.4. Численные исследования замкнутых воздушных прослоек
1.4.1. Постановка задачи и методы расчета
1.4.2. Основные результаты исследований замкнутых воздушных прослоек
1.5. Основные выводы и направления исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ОКОН ПРИ НИЖНЕЙ ПОДАЧЕ ВОЗДУХА
2.1. Экспериментальная установка и рабочий участок
2.2. Тестовые измерения
2.3. Влияние геометрических и динамических параметров на тепловые характеристики вентилируемого окна
2.3.1. Влияние расхода вентилирующего воздуха при постоянной толщине вентилируемой прослойки
2.3.2. Влияние толщины вентилируемой прослойки при постоянном расходе вентилирующего воздуха
2.3.3. Влияние толщины вентилируемой прослойки при постоянной скорости вентилирующего воздуха
2.3.4. Тепловая эффективность вентилируемого окна
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ОКОН ПРИ ВЕРХНЕЙ ПОДАЧЕ ВОЗДУХА 4
3.1. Влияние направления движения вентилирующего воздуха в межстекольной прослойке на тепловые характеристики окна
3.2. Естественная вентиляция окна с тройным остеклением воздухом
из помещения
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ОКНЕ С ТРОЙНЫМ ОСТЕКЛЕНИЕМ
4.1. Постановка задачи, описание программы численного расчета
4.2. Тестовые расчеты
4.3. Выбор оптимального размера расчетной сетки
4.4. Результаты расчета окна с тройным остеклением
4.4.1. Функции тока, компоненты вектора скорости
4.4.2. Тепловые характеристики
4.4.3. Сопоставление результатов расчетов с экспериментами
5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ВЕНТИЛИРУЕМОМ ОКНЕ С ТРОЙНЫМ ОСТЕКЛЕНИЕМ
5.1. Постановка задачи
5.2. Анализ влияния скорости вентилирующего воздуха на теплообмен в межстекольной прослойке
5.3. Сравнение результатов расчетов с данными экспериментов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В третьей главе представлены результаты экспериментов, проведенных на модели окна с тройным остеклением при вентиляции внутренней межстеколь-ной прослойки при верхней подаче воздуха из помещения. Рассматривается, как принудительная, так и естественная вентиляция окна. В четвертой главе описывается математическая модель и методика компьютерного расчета газодинамики и теплообмена для окон с тройным остальным остеклением, как обычных, так и вентилируемых. Приводятся результаты тестирования программы при расчете обычных окон с тройным остеклением. В пятой главе приведены результаты численных расчетов окон с тройным остеклением при вентиляции внутренней межстекольной прослойки воздухом из помещения. Рассмотрен вопрос влияния скорости вентилирующего воздуха на теплообмен в межстекольных прослойках. Приведено сравнение результатов расчетов с данными экспериментов. В приложении сделана оценка погрешности проведенных измерений и приведена экономическая эффективность применения вентилируемых окон. В.В. Терехову за помощь в написании компьютерной программы, а также сотрудникам лаборатории термогазодинамики Института теплофизики СО РАН и кафедры ТГиВ НГАСУ за ценные советы и содействие в работе. ВЕНТИЛИРУЕМЫЕ ОКНА. Вентилируемое окно отличается от обычного тем, что внутри одной или нескольких его межстекольных прослоек организуется проток воздуха. Впервые на хорошие теплозащитные свойства таких окон обратили внимание в Западной Европе в начале -х годов. С тех пор различные варианты вентилирования окон применяются в некоторых европейских странах, в частности в Швеции, Финляндии, Германии, Франции [, ]. Одни из первых экспериментальных исследований вентилируемых окон были проведены специалистами Шведского государственного института строительных исследований в г. В конце -х годов идеей вентилирования окон заинтересовались американские исследователи []. В нашей стране на возможность применения таких систем обратил внимание Карпис Е. Е. (Гипронии АН СССР) в г. Результаты отечественных исследований появились в начале -х. Основные работы по вентилируемым окнам принадлежат Беляеву B. C. (ЦНИИЭПжили-ща) [6, 7], Дубленичу Е. И., Шпаку Г. И. (Львовский политехнический институт) [, , ], Кувшинову Ю. Я. (Московский государственный строительный университет) []. В настоящее время в мире вновь возрос интерес к возможности вентилирования окон для достижения различных теплотехнических эффектов. Недавние работы принадлежат канадским [, ], японским [], израильским [] и польским [] специалистам. В России конструкциями вентилируемых окон, в последнее время, занимались специалисты Томского государственного архитектурно-строительного университета []. В данной главе рассматриваются существующие способы вентилирования окон, известные теплотехнические характеристики вентилируемых окон, а также методы их расчета. Кроме этого, анализируются численные методы расчета течения воздуха и теплообмена в замкнутых воздушных прослойках, с целью применить их к решению аналогичных задач для вентилируемых прослоек. За последние три десятилетия исследователи разных стран предлагали много вариантов использования вентилируемых окон. Но, до сих пор, в мире не сложилась достаточно определенная их классификация. Для различных климатических условий могут применяться специально разработанные оконные блоки с двойным, тройным или четверным остеклением. Конструкции окон могут предусматривать вентилирование как одной, так и нескольких воздушных прослоек. Этот способ вентилирования чаще всего встречается в отечественных исследованиях. Значительная часть зарубежных работ также посвящена окнам, вентилируемым внутренним воздухом. Наиболее распространенные принципиальные схемы окон, вентилируемых воздухом из помещений, показаны на рис. Л. Окна такого типа в зарубежной литературе называются «вытяжными вентилируемыми окнами». Воздух из помещения проходит межстекольное пространство окна и удаляется через вытяжной вентиляционный канал (рис. В последнем случае в помещении должно поддерживаться давление выше, чем давление наружного воздуха, за счет работы приточной системы вентиляции.