автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Наружные ограждающие конструкции, совмещенные с гелиоколлекторои, для курортных гостиниц (на примере строительства в Сирии)

■ I. 1 ' ' *

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им. В.В.КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

Алоыар Обайд Фархан

Наружные ограждающие конструкции, совмещенные с гелиоколлектором, для курортных гостиниц ( на примере строительства в Сирии )

05.23.01 - строительные конструкции, здания н сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

о

Работа выполнена в Московском ордена.Трудового Красного Знамени инженерно-строительной институте вы. В.В.Куйбышева

НаучаиЕ руководитель г Кандидат технически! наук, доцент

. -............Ковдрагенков Анатолий Наумович

Официальные оппоненты- Доктор технических наук,профессор

Ыагелаг Александр Никонович - Кандидат технических наук, доцент Якубов Наим Холлович

Ведущая организация. - ЦННИЭП учебных зданий г. Москва.

Защита состоятся V/¿■?('-с'ь -1992 г. в '..о —' час... . на заседания Специализированного Совета К053-11-01 в МИСИ им. В.В.Куйбышева по адресу: НЗИ4, г.Москва, Шлюзовая наб., д.8,

С диссертацвеЯ иожЕО Ознакомлться в библиотека института. „. - Просом Бас.принять участие в защите и шправигь Баи.отзыв в двух-вкэешишрах, ааверокнне печатью, поадресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, дом 26, МИСИ им. В.В.Куйбшаева,

Ученый Совет. ■

—__»*■ .. <

Автореферат разослав - ^ ^^'Лс/ 1992 г.

Учений-секретарь Специализированного

Совета, кандидат технически* наук Филимонов Э.В.

и

■:}.......

Актуальность. Оздоровительному отдыху уделяется все большее внимание. Возрастает не только количество отдыхающих, но и требования к комфорту, отдыху, лечению, питанию, всему комплексу услуг, от организации которых зависит качество отдыха. Повышенна эффективности я качества строительства жилых и общественных зданий в определенной степени зависит от правильного учета особенностей климата района строительства.

Климат.Сирии существенно, отличается от климата западных стран, по нормам которых осуществляется проектирование и строительство гостиниц и в этой связи в помещениях современных зданий нередко наблюдается дискомфорт микроклимата. .

Климат Сирии имеет специфический характер.. Для сЕетового климата Сирии характерно большое количество солнечных дней и интенсивная солнечная радиация.

Появляются новые виды строительных материалов, обладающих. .. хнсокоэ$4ектизкши качествами теплоемкости, солнцезащиты и противорадиационных свойств. Применение этих материалов создает благоприятные предпосылка для проектирования среды обитания, отдыха и лечения в курортных гоотиницах. Особую значимость исследования в области ограждающих конструкций с применением высокоэффективных .стеновых материЕлов, приобретав? при рассмотрении вопросов проектирования курортных гостиниц в условиях повышенной солнечной радиации, характерной для курортных районов Сирия и в сопредельных странах.

Средиземноморское побережье Сяряя является популярно!! зоной размещения туристических и курортных гостиниц. . ... Однако микроклиматические характеристики хилых помещений этих-зданий существенно нихе-комфортных. Это-связано о недоота— точным учетом климатических особенностей при. решении объемно-планировочных кошозици.1, ограждающих конструкций и инженерного

оборудования зданий. . . ...........

В связи с этим представляется целесообразным научно обосновать и сформулировать основные положения по проектированию огра*. дающих конструкций курортных гостиниц, гарантирующих удовлетворение оптимальных микроклиматических параметров в жилых номерах...

Среди многообразия проблем современного массового жилищного строительства большое значение приобретает проблема повышения теплового комфорта в зданиях снижения материалоемкости наружных ограждающих конструкций в сокращения затрат анергии на отопление

зданий зимой и охлаждение летом. ........

Наибольший э$$ект от решения данной проблемы может .. в районах с экстремальными климатическими условиями, в частности , в районах с жарким климатом. В.качестве основного... строительного материала наружных стен полносборных зданий, широко используются в. яастоящее время, легкие.бетоны.. Легкой етонные. наружные стеновые панели имеют широкое распространение в южных

районах страны. - . ..... ... .......

- - .Опыт показывает, , что может, обеспечить высокий уровень теплового комфорта в зданиях, а также снижение расхода.материала в -стенах и сокращение затрат анергии на кондиционирование.- Также применением в зданиях наружных ограждающих конструкций совмещенных с коллектором................ .. - ........

. Целесообразность- применения -эфГе ктивннх конструкций стен с. коллектором, обусловлено также необходимостью.защиты помещений от

перегрева летом и снижения теплопотерь зимой. ------

. . Разработка методом теплотехнических расчетов стен с коллект-тором позволяет получить результаты с некоторой конкретной норми

руемой-вероятностью............- ............ —.....

.....Цель диссертационной работы -состоит в разработке научно .

обоснованных.предложений по.проектированию солнечных.коллекторов как эдергоэкономичных и солнцезащитных ограждений:курортных гостиниц.

Научной новизной диссертации является;. >. .. . ... ..

. . -рекомендуете.функциональног-дладировочные решения госгинл

в условиях повыиенной солнечной, радиации;—.......- .......—

физико-математическая модель теплопередачи^ наружной С1 не с геляоколлеятором при нестационарных внешних тепловых воздел

отвиях; ---------. . -. . - —^ .. ........— .. ........- —

.—«.методика расчета, позволяющая определять толщины теплоизс

-ляционнога .олоа наружной стены .с гелиоколлектором; ..........-

.. -.првдложения.и- рекомендации по выбору, оптимальной объемно? планировочной структуры -здания на. основе- моделирования до-минлмз теплопотерь в зимний и геплопоступлений- в .летний периоды года; -.рекомендация по учету, отраженных потоков при ясном небе

о учетом-инсоляции-территории-застройки.- : . . .......

. ,. методика - исследований.В работе в зависимости от конкретных

задач, использовались: . ', ...... . , .. . ..

- физико-математическое моделирование нестационарных тепло-

— о -

рык процессов; ......

г- численные методы решения дифференциальных уравнений с нелинейными граничными условиями;

- элементы теории программирования на ЭВМ; .

-»-методы.математической обработки наблюдений.. -.

. .. Практическая ценность работы. Использование рекомендаций и предложений, разработанных в диссертационной работе, позволит проектировать эффективные по теплотехническим свойствам наружные стены,-совмещенные с геллоколлекгором, применение которых позволит, экономить органическое топливо для целей теплоснабжения зданий, выбрать оптимальное обьемно-шшнировочное решение здания, обеспечивающее минимум тепловых потерь в зимний период и тепло-. • поступлений £ летний период года. Показана практическая ценность предлагаемой .работы.

Исходя из сравнительного анализа существующих и рекомендуемых .методов оценки естесгЕенного освещения установлено, что в . свегоклиматических условиях Онрии имеется возможность сокращено! площади бокоЕых.светопроемов на 40^.

На защиту выносятся;

- физико-математическая модель теплопередачи в наружной стене, с гелиоколлектором при нестационарных внешних тепловых воздействиях;...... .... ......................

- основные принципы теплотехнического расчета наружных стен с гелиоколлектором; ......... .......

- предложения, и.рекомендации по выбору оптимальной объемно-планировочной структуры, здания на основе моделирования по минимуму теплопотерь в зимний и теплопоступлений в летний периоды года;.; - ..... - ------ _ ......... .............

... --ч.сравнение результатов теоретических и экспериментальных

исследований. .................,. —. - -.......

- . Структура и объем диссертации. Диссертация, состоит из. . .. Еведеш1Я, пяти глав, заключения,.списка, использованной литературы, содержащего. 157 наименований,.приложений с.текстами программ для-ЭВМ и документов внедрения результатов-работы. Объем работы !

'230• лист 'машинописного текста; 55 рисунков; 40

таблиц. . - . .....- —

Содержание работы

Во введении обосновывйется актуальность исследований,-формулируется цель работы и ее научная новизна, методика и струк-

- б -

тура работы. -

Б первой главе рассмотрела характеристика климагпческого районирования герригории Сирии

Сирая расположена между 32°48 и 37°20 северной широты и 35°43 и 42°25 восточной долготы в западной части азиатского материка, -большая часгь поверхности. Сирии представляет собой возвышенное плато с наклоном с северо-запада на юго-гвссгок, его высота колеблется от 200 до 700 метров, от уровня моря. По природно-климатическим условиям Сирия, разделена на четыре основные зоны:'

1. Среднеземноморские побережья.

2. Горные массивы на западе с.продольной впадиной между ними.

3. Внутрешше равнинные районы.

4. Сирийская пустыня. . ' ...... ......

В первом климатическом районе исторически сложился малоэтажный тип застройки. В связи с возрастанием численности населения и развитием промышленности в дальнейшем получил распространение . многоэтажный тип жилища из.камня или блоков. Предшествующие поко-. ления жителей этого района,, исходя из накопленного столетиями опыта, приспосабливали шише дома к местным климатическим условиям путем блокировка помещений вокруг открытого или затененного - дворика, который-располагался внутри дома или на преддоыовоЗ герригории Наличие открытого дворика является .характерной особенностью жшвд этого района с жарко-влажным климатом. Дворик способствует элективному проветриванию и.смягчении микроклимата. Встречаются также жилада и без внутреннего дворика,.яо с балконами-и лоджиями* • выполняющими функции летних помещение и имеюсдае открытые архитектурно-композиционные структуры. -

- -В прибрежной низменности господствует типичный для Средиземноморья климат с обильными осадками.в зимнее время и умеренной температурой в июле на побережье, от.+24 до+26°С, в январе +12°С.

Во второй, климатический район, входят, местности на высоте 1000 метров над уровнем моря с умеренным климатом, с характерным и слояным рельефом, горных массивов, на западе. Для жилиц.этого • района характерно, наличие домового, дворика, защищенного от солнечных лучей виноградником. Комнаты выполняются большими по площади и имеют высокие-потолки. ......- --------...

Для третьего .климатического района характерно однородное расположение жилых и хозяйственных помещений в один-два этажа с озелененными двориками. Еилые помещения устраивались на верхних

этажах. Функциональным центром достаточно развитого дворового пространства являлся айван, обычно ориентированный на северную оторону, горизонта, он вместе с архитентурно-проотранствтшой структурой самого жилища выполнял важную роль регулятора процессов воздухообмена двора.л помещений. ..

Третий климатический район расположен за горными возвышенностями. Климат района еще более засушливый с высокой амплитудой суточных колебаний температуры.

Четвертый климатический район - засушливый, континентальный,, что объясняется близостью крупнейших.пустынь Азиатского континента - Аравийской и Сирийской. На территории этого района издавна распространены, малоэтажные дома, функциональным центром достаточно развитого домового пространства является внутренний или пред-домовой огороженный дворик. Средняя температура самого теплого месяца иа востоке Сирш1-+34°Сг самого..холодного Температура летом достигает до -*45°С п вше, зимой до +6?С»

. В настоящее зремя в поселках Сирии попрежнеыу строятся одно-или двухэтажные дома из естественных природных материалов или различных видов блоков. Здания малой этажности, возводятся из местных материалов, для их.строительства не нужны крупные капиталовложения в промышленность строительных.материалов,-сложные механизмы и высококвалифицированные специалисты. Малоэтажные здания, позволяют, более полно яспользоЕагь естественные средства улучшения микроклимата помещений л обеспечивают лучшую связь с окружающей природой (по сравнении с многоэтажными). . .

Современные типы-жилища Сирил - дома частного сектора высотой до 4-х этажей строятся ее средства.владельцев, которые непосредственно и руководят строительством. В большинстве случаев .....

дома строятся без проектов, по-желанию и вкусу владельца. Эти дома отроятся из цементно-пе'счаных и каменных блоков. . ..

Дома, воэвордмне строительными кампаниями-по проектам разрабатываемым а охране или.импортируемыми из-за-рубежа... По кснст- . руктивным решениям такие дома имеют больше трех варилтов: каркасные из монолитного железобетона с заполнением цементно-песчаными блоками; - каменные; - полномонолитные... - ..... - - -

В Сирии световая среда внутри помещений, в основном, формируется безоблачным небооводом. Однако при расчете и проектирования светопроемов зданий в качеотве расчетного состояния небосвода принимается облачное небо.

Принимая ео внимание все климатические ректоры, влияющие., нэ состояние внутренней среда, были разработаны биоклиматические карты, получившие название "Паспорта городов" для Дамаска и Халеба, которые позволяют архитекторам выбирать необходимые, средства регулирования.микроклимата. Бяоклилттическпе паспорта городов представляют собой листы с нанесенными на них 12 графиками. . ....

I. Типы погоды на открытом пространстве.

2* Вероятность различных.типов погод, процент по месяцам.

3. Длительность типов погод в сутках.

4. Суммарная солнечная радиация, Вт/м^.

5. Суточные суммы тепла на вертикальные поверхности (июль).

6. Приход солнечной радиации к стенам домов за счет взаимо-облученяя фасадов. . .

7. Сумма тепла, кДч , в зависимости от удаления человека от егены.

8. Суточный ход скорости ветра,.м/сек.

9* Число дней с пыльными бурями. .

. 10. Роза ветров (повторяемость направления ветра по месяцам,

*). • ........ .....

- . II. Повторяемость.погодных, условий в процентах при снижении

радиации на 50$ и 80$.- .....'

12. Повторяемость критических скоростей ветра. ...... .

. - .. Рекомендации в отношении.минимально необходимой, максимально допустимой и оптимальной подвижности воздуха в помещении по данным-разных авторов. .

■ Во второй главе преде гевлены гребова ния предъявляемые при проектировании зданий курортных гостиниц, а также их функциона-. льног-плаяировочные решения в условиях повышенной солнечной радиации. .................... .....

... Во.второй главе рассмотрены особенности, строительства курор. тных гостиниц СССР и-оиределен уровень проектирования и строи- -тельства курортных гостиниц в СССР и за рубежом,•а также рассмотрены требования, к функционально-планировочным .решениям зданий гостиниц в условиях повышенной солнечной радиации. . . Автором обоснован Еябор в качестве наи более благоприятная ориентация - широтная,, г.к.в часы повышенной радиации солнца оно падает на глухие фасады.

Компактная и блочная композиция объемно-планяровочного решения принимаются наиболее благоприятными, т.к. повышенному обогреву подвергается меньшая площадь стен. Установлено, что если компактнее сооружение, тем меньше фронт перегрева плоскостей и тем ниже уровень.воздействия солнечной радиации на саму поверхность и наоборот. ...

Автором изучены элементы солнцезавдты, проведена юг классификация,, а также .представлена планировка аилих ячеек.

В третьей главе рассмотрено состояние вопроса использования солнечной энергии, произведена оценка гелиоэнергетического потенциала территории Сирии, дан обзор развития теории и методов расчета теплопередачи в ограждающих конструкциях.

Ведущие специалисты в области энергетики как в СССР, таг .и за рубежом, сходятся во мнении,, что необходимо использовать солнечную энергию. Наиболее перспективным направлением считается использование солнечной энергии для выработки-низкопотенпиально-го тепла для целей теплохладоснабкения зданий, так гак почти 1/4 часть всей энергии уходят на отопление. В практике строительства зданий с использованием солнечной энергии применяются два основных вида гелиосистем - пассивные и активные. Основные вида этих систем и некоторые их ваоианты приведены-в диссертации. Более эффективными системами, преобразующими солнечную энергию, являются активные гелиосистемы, одним из основных компонентов которых является солнечный коллектор (гелиояоллектор). В настоящее время применяются два основных типа гелиоколлекторов - плоские и фокусирующие или концентрирующие.

В данной работе предложение отдано плоским жидкостным го-лиоколлекторам вследствие ряда их существенных преимуществ перед другими типами гелиоколлекторов. Для уменьшения теплологерь, ге-лиоколлекторы целесообразно встраивать непосредственно в ограждения зданий, при этом гелиоколлектори одновременно выполняют роль теплоизоляции ограждений.

Возможность реализации достижений в области использования солнечной энергии на конкретной территории зависит от природно-климатичеоких факторов. Поэтому в работе на основании годовых значений солнечной радиации, продолжительности оолнечного сияния« ветрового режима а т.п. составлена карта-схема оценки гелиоэнергетического вотенцивла территории Сирии.

В работе отмечен вклад, который внесли в развитие теоретик ческих основ.строительной теплотехники ВЛЕыадг, А.К.ГоЕве,.В.Д.. Мачинский,.О.Е.Власов, С.И.Ыуромов, А.М.Шкловер, К.Ф.Фокин, ,Л.А. Семенов,.ф.В.Ушсов, Л.В.Лыков, Я.П.Жук, В.Н.Богослоеский,-Э.Л.. Дешко, П.П.Денисов, И.С.Суханов, А.В.Ершов, В.ЛЛаплицкая, И.А. Кожинов, Ю.А.Табунщиков, Е.А.Солдатов, Е.И.Угрюмов и др.-

Определен круг задач,-подлежащих решению для достижения цели диссертации. Эти задачи перечислены еышэ.

. Кроме того автором разработана физико-математическая модель теплопередачи.в наружной стене с гелиоколлектором при внешних нестационарных условиях. В работе.приведены численные решения и реализация алгоритма на. ЭВМ. Разработана методика расчета тепло- . зой эффективности гелиоколлектора, совмещенного с наружной стеной, сформулированы основные аоложевш теплотехнического расчета теплоизоляции таклх конструкций. .

Сизико-математическая модель любого процесса не свободна от допущений,.так как,-лрактически,'невозможно учесть весь.комплекс факторов, определяющих реальные физические процессы. Поэтому при разработке модели были сделаны следующие допущения: - . -. - - тепловой поток является двухмерным; - теплофизические характеристики материалов слоев.ограждения не зависят от температуры;.- свегопрозрачные слои в спектре длинноволнового излучения не прозрачпа, ах поверхности диффузно-серне, поглощенная свего-* прозрачными слоями, солнечная радиация распределена по. их толщине равномерно; градиенты температуры в направлении движения .. жидкости и между тенлоотводящими каналами могут рассматриваться независимо друг от друга; —загрязнение и запыление гелиоколлектора не учитываются. - - -- ........—.. ■ .------ .

......В зависимости от особенностей-теплопередачи е ограждении.

можно, выделить три конструктивных элемента: - чисто теплопроводные ..слои; - замкнутые воздушные прослойки; - теплоотводявде каналы. В соответствии с принятыми допущениями,-перенос тепла в первом теплопроводном слое (полупрозрачные и непрозрачные мате-риалы^ описываются уравнением Фурье:

Где С,. - теплоемкость материала, Дя/кЛ; ^ - плотность материала, кг/м3; Т1 - температура материала, X - время, с; А;, коэффициент теплопроводности материала, вт/м2 °С; 51 - толщина слой, м; ^ - плотнооть теплового потока, вт/'м2.

-В замкнутых восдуаных прослойках процесс теплообмена осуществляется яэлучэнием п.конвекцией. Лучистый тепловой поток учитывается в граничных условиях, т.е..в уровнениях теплового баланса теплопотоков на границах прослоек. Конвективный поток тепла равен:

где - число Нусселта в замкнутой воздушной прослойке;

Д"Т1 - разность средних температур, ограничивающими прослойку поверхностей, А« - коэ№шент теплопроводности воздуха, вт/м2 °С; ^ - толщина прослойки,«.

. . Процесс теплообмена между внутренней поверхностью теплоотво-дящих каналов и потоком теплоносителя можно записать по зекону Ньютоиа-Ряхмана в виде

(Тсг-Бк) ^ (3)

гдеoi.nr — коэффициент теплоотдача внутри тзшюотводящих каналов, ВТ/м2.°С; Тег

- температура стенни каналов, '->; Тж - температура жидкости, - площадь теплообмена внутри каналов, отнесен-

ная к единице поверхности установки. . ...

При ревенли системы уравнений вида (I) для всех слоев материалов наружной стены с гелиололлектором-при % = 0, можно принимать температуру зо всех сечениях.равной Т0. Уравнения теплового баланса паграницах слоев образуют систему граничных условий. На внешней поверхности, ограждения в граничное условие входят соотношения, описывающие лучистый теплообмен меаду этой, поверхностью и небосводом; конвективный с наружным воздухом кондукглвный в конструкции. На внутренней поверхности ограаденюг балансовое уравнение, еклпчя-ет.радиационный и конвективный потоки в помещении и кондукгявный поток в. конструкция. В плоскости контакта, чисто теплопроводных слоев принимается граничное условие 17 рода. Основные уравнения-вместе, о граничными условиями и исходной информацией о внешних и внутренних условиях, е текже тепло}язических свойствах матепиалов слоеЕ полностью осуществляют математическую постановку дадячи, которая была решена автором чиоленяш. методом. Алгоритм решения был реализован при помощи ЭВМ на языке фортран.

Гели о коллекторы обладают достаточно болыюй тепловой инерцией, поэтому твпловье процессы, происходящие в них, можно считать стационарными за исключением утренного разогрева и гачерна го охлаждения. Процесс передачи тепла при стационарном режиме может Йкггь описан дифференциальным уравнением Пуассона.

+ Щ = -1.1,

а у* (4)

При помоги уравнения (4) пслучим стационарное температурное пола наручной стены, совмещенной с гелиоколлектором. Зная температуру тепловоспринимающей панели, определяем тепловые характеристики и я фиктивность гслиоколло ктора по известной методика Д*.Да4|фи. В работе составлена программа для решения уравнения (4) и определения тепловых характеристик гелиоколлэктора, совмещенного с наружной стеной.

Эффективность гелиоколлвктора, совмеадэннсго с наружной стеной, повышается за счет тепла, переданного через днище коллектора внутрь помещения. Поэтому для нормального функционирования наружной стены с гелиоколлэктором необходимо определение оптимальной толщины теплоизоляции. Применительне к конструкциям различного типа можно предложить методику расчета толщины теплоизоляционного слоя наружной стены с телиоколлектором с заданной вероятностью: у

I. По материалам метеонаблпдений за А/ лет (А/^гь) определить для каждого года комплекс

«5 Нср.^Ер] или [t5.pp.f-3Sw .Vgp. С7 (5)

где: - расчетные климатические параметры для зимнего период да в расчетных сутках;

^н.ср.* Ьн" - расчетчиц среднесуточная температура и максимальная а тесание суток температура наружного воздуха, °С;

Д/ср " среднесуточная расчетная скорость ветра, м/с;

^сум " Ра5чегныя интенсирности суммарной солнечной радиации, Вт/м^.

н.ср. • "Ьц . «1 сум - определяются с использованием

соответствующих кривых вероятностей, построенных по формуле:

Р - па- °»3 (6)

а/ + 0,4

где: пг- порядковый номер члена возрастающего ряда из V членов признака X.

2. По заданным величинам Р(Нр) и Р(МР) определить Р(1(Р) по Формуле Э.Л.Дегпко:

Р(НР) - РСМР).Р(КР) (7)

где: Р(НР) - заданная вероятность рас"етннх значений нормируемого параметра;

Р(МР) - вероятность сочетания расчетных значений характеристик материалов конструкций; Р(1{Р) - вероятность расчетных значений климатических параметров в расчетных сутках.

3. Построить кривма вероятностей РСК^) или Р(1(Р) по формуле:

р и т. - 0,3 (8) V + 0,4

где: ГП - порядковый нотр члена возрастающего ряда из У/ членов признака X при условиях:

а зимний период Р(^.ср> - Р'ф (9)

) 1,0

в летний период Р(± Р )' . Р(КР ) (10)

При известных ^ Ср и £Р тщ Для каждого момента можно вычислить 1 Р по весьма корректной формуле £ 107^ :

4 -Ьр + (+р - -¿р Ко5 — Г (П)

1 нХ с ср.Н * 1 н.«а* '-н.ср' 24 При известной V" Р^ можно считать

ЧЪ - У§р -СОП5± . <">*

По величинам ^п , J мохно установить сутки, к которым принадлежат эти велччинн или близкие к ней. Наблтдаемме в этих сутках фактические параметры интенсивности солнечной радиации могут бнть принлтн в качестве расчетных

Уп< " tfi ; " ; ••• ; ^-t - #

У Pi ° -i ; i ••• ' . Уп ™ 3/t

Основное вероятностное уравнение метода запишется в вида для зимних условий

Р(Д*Г) - PÎKP).P(MP) (13)

или Р(Д t Р ) - Р( i Р) P(VPp) Рум) Р(ЫРр)

Motно полагать как в

Р(М) - Р(ЫРТ) (14)

где: РСМ^) - вероятность сочетания расчетных значений характеристик слоев теплоизоляции.

При наличии в конструкции одного вида утеплителя можно принимать

РШР.) - Р< ' • ■ Р ' • (15)

причем как в

Л Рт « А ♦ 1,13^

у Рт . у + I.I3G,

СР , Cf* 0.01 и*" Л ♦ 0,01 иг

6* и - среднеквадратическов отклонение коэффициента теплопроводности и плотности теплоизоляции при влажности.

Значения теплотехнических характеристик остальных слоев конструкции следует принимать по СНиП П-3-79** .

4. Графически установить значения параметров Kjj или Kjj используя условия

- в зимний период: P(ig>cp>) - PfKf) . (10)

P(Vgp )'<* 1,0

- в летний период: P(iP>cp>) - PfКГ) (17)

5. По конкретннм значениям параметров климатических воздействий для толщин утеплителя i б" ут.2 « уТшз , из ко-

- 15 -«

(20)

торах одна должна быть явно меньше, другая больше, по модели

тэплопэродачи внчц&лить соответствующие значения л i'7"1* или ТГ"**

в

б. По графику д-Г***. j-( 5*ут<) (18)

или Г""- flfiy,) определить 5" ут , используя условия:

- для зимнего периода: д ûtM

(19)

- для летнзго периода:

ГГ 4 26 V А^Р при iH.cp.>2I°C

ГГХ< 28-5 ' при tH<cp>2I°C

где : At - перепад температур внутрэннэго воздуха и внутренней поверхности стены, °С; . "Се - темпзратура внутренней поверхности стены, °С; Л^Р - требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стены, регламентирована СНиПом.

В четвертой главе изложена предлагаемая методика определения оптимальных параметров и фирмы здания по минимуму теплопотерь . в зимний и теплопоступлений в летний периоды года. Проведенный анализ позволяет принять ориентации на секторе 135-225°, т.е. на юго-восток, юго-запад. Такая ориентация наружной стены с гелио-коллвктором не противоречит традиционно планировочной структуре здания в. условиях жаркого климата. Величина тепловой нагрузки, воспринимаемой зданием в условиях жаркого климата, зависит не только от теплозащитных свойств его наружных ограждений и ориентации, но и от размеров и формы самого здании.

Автором предложена методика определения оптимальной формы здания по миниэации теплопотерь в зимний и теплопоступлений в летний триоды года на основе теории "теплового куба", разработанной Маркусом. Проведено численное моделирование с использованием ЭВМ, в результате выявлено, что:

- прямоугольная форма являются оптимальной формой плана здания;

- преимущество имеют большие к объему блокирования зданий повышенной ач-ежности, «то существенно, повышает эффективность применения наружных стен с гелиоколлекторами.

-У6-

• Приведены результата расчета с помощью ЭВЫ интенсивности прямой солнечной радиации, приходящейся на горизонтальные и различно ориентированные вертикалью« поверхности, а также интенсивность отраженной солнечной радиации от противостояния зданий с учетом влияния подстилающего слоя. Также приведены результаты расчета теплопоступлений во внутрь помещения через различно ориентированные вертикально светопрозрачняе ограждения. Полученные данные были использованы при определении оценки эффективности разработанного автором метода определения размеров световых проемов в условиях Сирии.

Проведано сравнение применяемого в настоящее время в Сирии метода расчета геометрических параметров светопроемов и метода предлагаемого автором. В результате применения метода, предлагаемого автором, может снизиться площадь светопроемов до 40 %. Что позволяет экономить анергию летом на кондиционирование, а зимой на отопление.

В пятой главе рассмотрены принципы конструирования и вопросы режима эксплуатации наружных стен с гелиоколлекторами. Приведена технико-экономическая оценка эффективности таких конструкций. Экономическая эффективность применения наружной стены с ге-лиоколлекгором была определена сравнением с традиционными наружными стенами. При атом была использована методика Богусловского Л.Д., сущность которой заключается в нахождении экономически целесообразного варианта по минимуму приведенных затрат. Выполненная работа позволяет сделать заключение, что предлагаемая конструкция наружной стены с гелиоколлактором конкурентоспособна с традиционными решениями наружных стен и в ближайшем будущем ее преимущества будут возрастать, в связи с ожидаемый Удорожанием традиционных конструкций.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ -

Вариантность архитектурных форм является композиционным при, рмом для различных по объему, композиции и назначению зданий из стандартных деталей.

В результате анализа различных ориентация установлено, что наиболее предпочтительна в условиях Сирии широтная ориентация для жилых зданий. Среди конструктивных приемов, снижающих уровень солнечной радиации в помещении, важными являются такие архитек- _ турные формы как яфиры, зашторивающиеся жалюзи, козырьки, марки-

зы, разделительные солнцезащитиые'экраны и т.д. Наиболее эффективными являются козырьки, выполненные в виде решеток, т.е. при г»том создается возможность движения воздуха по наружной поверхности светопроемов, что в свою очередь будет способствовать уменьшению теплопоступлений в помещение.

; В диссертации приведена методика определения тепловой эффективности гелиоколлектора, совмещенного с наружной стеной и теплотехнического расчета теплоизоляции наружной стены с гелиокол-лектором. Выполняемые теоретические и экспериментальные исследования наружных стен, совмещенных с гелиоколлвктором в летний и &имний периоды года позволяют сделать следующие выводы:

- Гелиоколлеятор в конструкции наружной стены позволяет существенно уменьшить теплоприток в помещение в летний период года. График на рис.3:8 в диссертации показывает, что теплоприток в помещение не превышает нормы.

- В зимний период теплопотери через экспериментальную конструкцию в 1,5-2 раза меньше, чем через обычную.

- Оценка прихода солнечной радиации на вертикальную поверхность при различной ориентации позволяет установить, что наружную стенку с гелиоколлвктором целесообразно ориентировать в секторе 135-225°, то есть на юго-запад, юго-восток. В результате моделирования по минимизации теплопотерь в зимнее и теплопоотуплений в летний периоды года выявлено, что оптимальной формой здания в плана является прямоугольная и по условиям жаркого климата Целесообразно создавать большие по объему здания путем блокирования и повышения этажности.

* - Выполненные расчеты на ЗВМ интенсивности прямой солнечной радиации на горизонтальные и различно ориентированные вертикаль-ЙУэ поверхности, а.также интенсивности отраженной солнечной радиации от противостоящих зданий с учетом влияния подстилающего слоя, позволят1 более корректно подойти к определению размеров «ветопроемов. Сопоставляя площади светопроемов, полученных по йредлагаемому методу с традиционными, установлено, что размеры^ Светопроемов можно уменьшить до 40 Это позволяет экономить йнергию летом на кондиционирование, а зимой на отопление.

Используя методику Богуславского Л. была расчитана с помощью ЭВМ экономическая эффективность от применения стены с гелиоколлвктором в сравнении с традиционными наружными стенами, которая позволила сделать заключение, что достигается пкономия дефицитного

органического топлива (условного) в размере 2,92 т/иг в год.

В результате ко«но сделать заключение, что предлагаемая конструкция наружной стены с гэлиоколлактором конкуронтноспособг. на с традиционными конструктивными решениями наружных стен и в ближайшем будущем в связи с ожидаемым удорожанием традиционных конструкций их экономическая эффективность будет постоянно возрастать .

Подписано в печать 16.03.92 Формат 60х84*/1б Печать офе. И-76 Объем I уч.-изд.л. Т. 100 ЗаказШ Бесплатно

Ротапринт 11ИСИ им.В.З.Куйбышева