Исследование тепловых процессов в жилых зданиях при обогреве различными источниками тепловой энергии
ВВЕДЕНИЕ
Во всем мире в последнее время уделяется особое внимание вопросам энергосбережения и энергетической эффективности. Необходимость в снижении потребления энергии объясняется сокращением запасов минерального сырья, затрачиваемого на выработку электроэнергии и тепловой энергии. В связи с вышесказанным определяется основная задача энергосбережения - это принятие мер, направленных на снижение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего положительного эффекта от их использования.В Российской Федерации действует федеральный закон №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно этому закону уменьшение энергопотребления зданиями является приоритетной задачей при проектировании и эксплуатации систем отопления.Затраты тепловой энергии, согласно современным требованиям к системам отопления, должны точно соответствовать потребностям в любой момент времени. Так же согласно этим требованиям температура в помещениях с длительным пребыванием людей должна постоянно поддерживаться на комфортном уровне с достаточно малыми отклонениями.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1 Параметры теплового режима зданий
2 Процессы формирования микроклимата
3 Влияние возмущающих действий на тепловую обстановку в помещении
3.1 Внешние возмущающие воздействия
3.2 Параметры наружного климата
3.3 Внутренние возмущающие воздействия
4 Распределение температуры воздуха в помещении
5 Математические модели теплового режима зданий, полученные на настоящий период времени
6 Выводы по главе 1
Глава 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
1 Математическое моделирование
1.1 Модель с распределенными параметрами
1.2 Модель с частично распределенными параметрами
1.3 Модель с сосредоточенными параметрами
2 Результаты моделирования микроклимата жилых помещений
2.1 Постановка задачи
2.2 Описание исследования
3 Выводы по главе 2
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ
1 Исследование распределения температуры в контрольных точках изучаемого помещения
2 Выводы по главе 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика / В.Н. Богословский. - М.: Высш. школа, 1982. - 415 с.
2. Богословский В.Н. Тепловой режим здания / В.Н. Богословский. - М.: Стройиздат, 1979. - 248 с.
3. Еремкин А.И. Тепловой режим зданий: учебное пособие / А.И. Еремкин, Т.И. Королева. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2000. - 368 с.
4. Бахинди Л. Тепловой микроклимат помещений: расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека / Л. Бахинди. Пер. венг. В.М. Беляева; под. ред. В.И. Прохорова и А.Л. Наумова. - М.: Стройиздат, 1981. - 248 с.
5. Туркин П.В. Критерии оценки теплового комфорта обогреваемых помещений / П.В. Туркин // Изв. вузов. Серия «Строительство и архитектура». 1978. - №6. - c. 129-133.
6. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
7. Кононович Ю.В. Тепловой режим зданий массовой застройки / Ю.В. Кононович. - М.: Стройиздат, 1986. - 157 с.
8. Кувшинов Ю.Я. Теоретические основы обеспечения микроклимата помещения: монография / Ю.Я. Кувшинов. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. - 104 с.
9. Матусевич В.Г. Влияние микроклимата помещений на организм человека в период сна в различное время года / В.Г. Матусевич // Сб. «Гигиена населенных мест». Минздрав УССР, 1970. - №9.
10. Горомосов М.С. Руководство по коммунальной гигиене / М.С. Горомосов. - М.: 1963. - 473 с.
11. Терентьева В.Г. Гигиеническое обоснование оптимального микроклимата спален детских учреждений / В.Г. Терентьева, Ж.Г. Чарыева // Гигиена и санитария, 1971. - №9. - с. 20-26.
12. Чистович С.А. О внедрении программного отпуска тепла / С.А. Чистович, А.Н. Мелентьев, И.В. Шаган // Водоснабжение и санитарная техника, 1974. - №8. - c. 25-28.
13. Чистович С.А. Перспективы развития автоматического регулирования расхода тепла в современных системах централизованного теплоснабжения / С.А. Чистович, B.C. Фаликов // Водоснабжение и санитарная техника, 1971. - №3. - c.
При водяном радиаторном отоплении тепловой поток от прибора состоит из двух составляющих: конвективного теплообмена и теплообмена излучением. При этом под действием конвекции, более теплый воздух поднимается в верхнюю часть помещения. Вследствие этого образуется постепенное повышение температуры воздуха к потолку. Междуэтажные, а тем более чердачные перекрытия, являются источниками повышенных теплопотерь и, поэтому, в верхней части помещения наблюдается некоторое падение температуры. Чем выше расположены приборы отопления, тем больше степень неравномерности воздуха по вертикали [37].Воздухопроницаемость нижнего перекрытия способствует проникновению холодного воздуха из подвала. Этот процесс сопровождается понижением температуры пола, а также температуры воздуха в слоях, ближайших к уровню пола. Установлено, что на расстоянии 1,5 м от пола влияние воздухопроницаемости пола на снижение температуры воздуха сказывается значительно меньше.Воздухопроницаемость верхнего перекрытия вызывает эксфильтрацию теплого воздуха.Наличие щелей в оконных и дверных проемах обуславливают снижение температуры воздуха на уровнях, близких к нижним частям этих проемов.При правильном размещении элементов системы водяного отопления (радиаторы установлены под окнами, стояки находятся в наружных углах) горизонтальное распределение температуры воздуха в помещении равномерное, разность температур по сечению помещения не превышает 2 ̊C, что соответствует нормативным требованиям.Таким образом, распределение температур воздуха в помещении имеет сложный характер и зависит от многих факторов. Однако в большинстве зданий, где отсутствуют большие сосредоточенные избытки теплоты, потоки нагретого и охлажденного воздуха вовлекают в движение весь его объем и в результате перемешивания воздуха наблюдается сравнительно равномерное распределение температуры по высоте и в плане. Многие пользуются этим упрощением при оценке общей температурной обстановки в помещении [36].Величиной, характеризующей температуру в помещении Б.Ф. Васильев, а также другие авторы [36,37,38], предлагают условно считать температуру воздуха на высоте 1,5 м от уровня пола по центральной вертикали.