Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Анализ решений по экономии теплоты в эксплуатируемых зданиях К)
1.1. Основные направления экономии теплоты в зданиях И)
1.2. Влияние климатических факторов на здания 22
1.3. Тепловой режим зданий с неотапливаемыми остекленными объемами 31
1.4. Влияние городской застройки на климатические факторы 44
1.5. Цели и задачи исследования 48
Глава 2. Исследование теплового режима неотапливаемых остекленных объемов 51
2.1. Обоснование выбора объекта исследований 51
2.2. Исследование влияния неотапливаемых остекленных объемов на температуру воздуха жилых помещений 54
2.3. Влияние внешних факторов на температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов 58
2.3.1. Влияние на температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов их ориентации по сторонам горизонта 60
2.3.2. Влияние на температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов высоты их расположения над уровнем земли 63
2.3.3. Влияние ветрового воздействия на температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов 66
2.4. Анализ существующих методик определения температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов 67
2.4.1. Методика, представленная в своде правил «Проектирование тепловой защиты зданий» 68
2.4.2. Методика, основанная на системе уравнений теплового баланса В.Н. Богословского 70
2.5. Выводы по главе 83
Глава 3. Экспериментальное исследование зависимости температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов от внешних факторов 86
3.1. Планирование эксперимента 86
3.2. Определение погрешности измерения. 88
3.3. Определение адекватности полученной модели 90
3.4. Полный факторный эксперимент 91
3.5. Добавочная температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов 102
3.6. Выводы по главе 106
Глава 4. Температура наружного воздуха в зонах городской застройки 108
4.1. Влияние факторов городской застройки на температуру наружного воздуха в городах с доминирующим источником тепловыделений 108
4.2. Исследование зависимости температуры наружного воздуха от расстояния до доминирующего источника тепловыделений 109
4.3. Обработка экспериментальных данных 114
4.3.1. Статистическая модель описания зависимости 116
4.3.2. Оценка адекватности полученной зависимости 119
4.4. Выводы по главе 121
Глава 5. Технико-экономическое обоснование включения неотапливаемых остекленных объемов в объемно-планировочные решения зданий 123
5.1. Объемно-планировочные решения зданий с неотапливаемыми остекленными объемами 123
5.2. Теплопотери через ограждающие конструкции зданий при включении неотапливаемых остекленных объемов в объемно-планировочные решения 130
5.2.1. Расчетная температура наружного воздуха при определении теплопотерь через ограждающие конструкции в городах с доминирующим источником тепловыделений 130
5.2.2. Температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов при определении теплопотерь через ограждающие конструкции зданий 131
5.2.3. Методика расчета теплопотерь через ограждающие конструкции эксплуатируемых зданий с неотапливаемыми остекленными объемами в городах с доминирующим источником тепловыделений. 137
5.3. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций при включении остекленных объемов в объемно-планировочные решения зданий в городах с доминирующим источником тепловыделений 139
5.4. Экономическое обоснование включения в объемно-планировочные решения эксплуатируемых зданий неотапливаемых остекленных объемов 145
5.5. Выводы по главе 154
Выводы по работе 157
Библиографический список. 159
Приложение 1 169
- Тепловой режим зданий с неотапливаемыми остекленными объемами
- Исследование влияния неотапливаемых остекленных объемов на температуру воздуха жилых помещений
- Добавочная температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов
- Исследование зависимости температуры наружного воздуха от расстояния до доминирующего источника тепловыделений
Введение к работе
Количество энергии, потребляемое человечеством, постоянно возрастает. Это требует не только поиска новых видов энергии, но и умения экономичного расходования имеющейся. Энергосбережение во всех отраслях хозяйственной деятельности становится одной из важнейших экономических задач, поскольку энергетические затраты сегодня составляют значительную долю себестоимости любого вида продукции, товаров и услуг.
Главной проблемой для городского жилищно-коммунального хозяйства России, начиная с 90-х годов XX века, является проблема энергосбережения. Именно здесь жилыми зданиями расходуется 30 % тепловой энергии, потребляемой на бытовые нужды.
Причин такого большого расхода энергоресурсов несколько:
в России до недавнего времени не была внедрена концепция энергосбережения;
отсутствовал учет в расходе энергии, что во многом связано с несовершенством систем проектной и нормативной документации для строительства;
существующий капитальный жилищный фонд, который возводился без учета фактора энергосбережения, исходя из условия достижения максимального ускорения строительства и минимальной стоимости 1 м2 жилья, сейчас требует расхода дополнительных энергоресурсов;
несовершенство объемно-планировочных решений зданий и особенно их ограждающих конструкций ведет к огромным теплопотерям, которые достигают 80 % всех теплопотерь.
Решения проблемы энергосбережения можно достичь за счет поиска оптимального для настоящего времени объемно-планировочного решения жилых ячеек и совершенствования их ограждений путем применения комплекса основных направлений экономии теплоты: оптимизации строительных конструкций и архитектурно-планировочных решений, использования нетрадиционных источников энергии, совершенствования инженерных систем.
7 Изучение опыта строительства и эксплуатации зданий в России и за рубежом показало, что выгодным в этом отношении является органичное включение в объемно-планировочное решение дополнительных неотапливаемых остекленных объемов, так или иначе компонуемых с обычными частями здания.
Остекленные объемы создают своеобразную микроклиматическую зону» промежуточную между наружным воздухом и воздухом отапливаемых помещений, которая позволяет не только снизить уровень шума, запыленности в жилых помещениях, но и существенно уменьшить теплопотери через ограждающие конструкции здания, аккумулировать солнечную энергию. Данная зона является также прекрасным дополнением с точки зрения архитектурной выразительности здания.
Таким образом, актуальность проблемы экономии теплоты в зданиях, недостаточность разработок по повышению теплозащитных свойств ограждающих конструкций эксплуатируемых зданий с неотапливаемыми остекленными объемами и несовершенство существующих методик определения тепло потерь при включении в объемно-планировочные решения зданий данных объемов определили необходимость дальнейших исследований в этом направлении.
Цель работы заключается в исследовании теплозащитных свойств и корректировке методики определения теплопотерь через ограждающие конструкции эксплуатируемых зданий с неотапливаемыми остекленными объемами в промышленных городах с доминирующим источником тепловыделений.
Научная новизна работы состоит в:
- экспериментальном и теоретическом доказательствах влияния неотапливаемых остекленных объемов, включенных в объемно-планировочные решения эксплуатируемых зданий, на теплозащитные свойства офаждающих конструкций в городах с доминирующим источником тепловыделений (на примере г, Магнитогорска и Магнитогорского металлургического комбината (далее ОАО«ММК»));
- выявлении зависимости температуры воздуха внутри неотапливае
мых остекленных объемов от теплоты солнечной радиации, гравитационно
го давления и ветрового воздействия;
получении эмпирической зависимости температуры наружного воздуха в зонах городской застройки от расстояния до доминирующего источника тепловыделений (на примере г. Магнитогорска и ОАО «ММК»);
корректировке методики определения теплопотерь через ограждающие конструкции при включении неотапливаемых остекленных объемов в объемно-планировочные решения эксплуатируемых зданий в промышленных городах с доминирующим источником тепловыделений (на примере г. Магнитогорска и ОАО «ММК»).
На защиту выносятся:
1. Результаты и анализ теоретических и экспериментальных исследований:
влияния неотапливаемых остекленных объемов, включенных в объемно-планировочные решения зданий, на температуру воздуха жилых помещений;
влияния теплоты солнечной радиации, ветрового воздействия и гравитационного давления на температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов, сопоставление полученных экспериментальных и теоретических данных;
зависимости температуры наружного воздуха в различных зонах городской застройки от расстояния до доминирующего источника тепловыделений (на примере г. Магнитогорска и ОАО «ММК»).
Скорректированная методика определения теплопотерь через ограждающие конструкции при включении неотапливаемых остекленных объемов в объемно-планировочные решения эксплуатируемых зданий в промышленных городах с доминирующим источником тепловыделений.
Рекомендации по экономии теплоты в жилых зданиях за счет снижения теплопотерь через ограждающие конструкции путем включения неотапливаемых остекленных объемов в объемно-планировочные решения зданий в промышленных городах с доминирующим источником тепловыделений.
»
9 Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись на:
Всероссийской 30-й научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства», г. Пенза, 1999 г.
5-й научно-практической конференции «Проблемы строительной теплофизики, систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях», г. Москва, 2000 г,
Международной научно-практической конференции «Коммунальное хозяйство, энергосбережение, градостроительство и экология на рубеже третьего тысячелетия», г. Магнитогорск, 2001 г;
61-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2001-2002 гг., Магнитогорск, 2002 г;
Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития строительства в XXI веке», г. Магнитогорск, 2002 г;
63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг., Магнитогорск, 2004 г;
объединенном семинаре ЮУрГУ, VI ТУ -УПИ, Пермского государственного технического университета, Магнитогорского государственного технического университета, г. Екатеринбург, 2004 г;
- научно-практической конференции «Строительство и образование», г. Екатеринбург, 2004 г.
Тепловой режим зданий с неотапливаемыми остекленными объемами
В настоящее время самостоятельное остекление балконов и лоджий — стало массовым явлением. Причины этому разные, но одни из главных - большие теплопотери через наружные ограждающие конструкции и недостаток жилого пространства. Но самостоятельное остекление вследствие применения различных видов и «технологий» приводит к «обезображиванию» наружных фасадов зданий (рис. 2.23).
Остекление балконов и лоджий должны производить специалисты и государственные органы на стадии реконструкции или строительства жилья. Существуют различные варианты остекленных балконов и лоджий, образующих при строительстве и реконструкции здания пластически выразительный новый фасад, частично или даже полностью закрывающий прежний (рис. 1.24).
Веранда - остекленное неотапливаемое помещение, пристроенное к зданию или встроенное в него, невзаимоувязанное с освещением примыкающего к нему помещения и не имеющее ограничения по глубине (рис 1.25) [22, 68, 69, ПО]. Веранды могут быть во всех типах домов и при любой этажности, она строится вдоль всей стены или вокруг дома. Выбор формы веранды определяют следующие факторы: - ориентация веранды относительно сторон горизонта; - затененность, создаваемая окружающей средой; - основное эксплуатационное назначение веранды; - образование единого гармоничного архитектурного целого со зданием. Остекленная терраса - неотапливаемая пристройка, примыкающая непосредственно к зданию (рис. 1.26) [68]. Крыша террасы часто является продолжением крыши здания. Террасы при квартире характерны в основном для малоэтажных домов.
Здания с остекленными верандами и террасами (теплицы) получили значительное распространение в Швеции, Финляндии, Франции, США и др. странах [110].
Остекленные объемы в районах с холодным климатом; схіздаю Ьвоеобраз-ную микроклиматическую зону, промежуточную между наружным воздухом и воздухом отапливаемых помещений, которая позволяет не только снизить уровень шума, запыленности (что актуально в кризисных экологических условиях), но и существенно повысить сопротивление теплопередаче наружных ограждений, аккумулировать солнечную энергию. Эти элементы также являются прекрасным дополнением, обеспечивающим архитектурную образность здания.
Благодаря наличию прозрачного ограждения (стекла) в остекленных объемах обеспечивается возможность аккумулирования большей части поступающей энергии солнечного излучения. Солнечное излучение относительно беспрепятственно проникает сквозь стекло в зависимости от его толщины и чистоты поверхности. Стекло пропускает электромагнитное излучение с длиной волны 0,3-2,4 мкм. В этой области спектра сосредоточена наибольшая часть солнечной энергии, в том числе сюда входит область видимого света с длиной волны 0,35-0,75 мкм.
Солнечное излучение преобразуется в остекленном объеме в тепловое излучение. Эта теплота, благодаря изолирующим свойствам остекления, задерживается внутри и приводит к накоплению теплоты, так называемому парниковому эффекту. Поэтому любое остекленное сооружение действует как коллектор солнечной теплоты.
Тепловая энергия, достигающая различных поверхностей внутри остекленного объема, поглощается материалами, а некоторая часть этой энергии отражается или передается воздуху, создавая конвекцию в помещении (рис. 1.27). Таким образом, возникают естественные потоки энергии, стремящиеся привести систему в равновесное состояние. Потоки тепловой энергии устремляются через замкнутую и прозрачную наружную оболочку в окружающее пространство—в воздух или грунт. Благодаря этим потокам можно решить проблему отопления, не прибегая к использованию невосполняемых источников (электроэнергии, различных видов топлива).
Исследование влияния неотапливаемых остекленных объемов на температуру воздуха жилых помещений
Проведено интервьюирование жителей на вопрос об их отношении к устройству в квартирах балконов и лоджий. Пять из пятидесяти опрошенных отвечали, что им безразлично наличие данных дополнительных пространств. Однако неизмеримое большинство (45 человек) придерживалось мнения, что балконы и лоджии необходимы и никто не возражал, если остеклённый балкон или лоджия простирались бы на весь фронт квартиры, выходящий на фасад.
Одновременно по специальной анкете (прил. 1) шел опрос причин, заставляющих жителей остеклять свои балконы и лоджии. Большинство ответили, что остеклённый балкон и остеклённая лоджия позволяют: - сохранять тепло в квартирах; - существенно сократить количество пыли, проникающее сквозь неплотности окон в основной объём квартиры, что для г. Магнитогорска, где в год в атмосферу металлургическим комбинатом выбрасывается около 500 т пыли, имеет первостепенное значение; - значительно повысить защиту помещений от внешних источников шума; - использовать дополнительную пусть небольшую площадь для зелёных насажде ний и для отдыха. Среди представленных выше преимуществ включения в объемно-планировочные решения эксплуатируемых зданий неотапливаемых остекленных объемов стоит отметить увеличение теплозащиты здания. Для рассмотрения данной особенности исследовались изменения температуры внутреннего воздуха жилых помещений при различных вариантах наружного ограждения с неотапливаемыми остекленными объемами, а также температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов. Исследования проводились в период отопительного сезона. В круг наблюдений входили: - температура воздуха на остекленной лоджии; - температура воздуха на остекленном балконе; - температура воздуха помещения с остекленной лоджией; - температура воздуха помещения с остекленным балконом; - температура воздуха помещения с неостекленной лоджией; - температура воздуха помещения без лоджии и балкона; - наружная температура воздуха. В плане лоджии и балконы трапециевидной формы общей площадью соответственно 6,18 и 3,2 м2. Сопоставимость результатов обеспечивается тем, что все исследуемые помещения находились в одном жилом здании на пятом этаже и имели восточную ориентацию. Наблюдения проводились одновременно.
Остекление балкона и лоджии одинарное, толщина стекла составляла 3 мм, материал рам — дерево, общая площадь остекления соответственно 7 и 5 м2. Исследования проводились при помощи суточных метеорологических термографов с биметаллическим чувствительным элементом М-16АС, которые устанавливались на высоте 150 см от пола в центре помещения или неотапливаемого остекленного объема, на расстоянии одного метра от ограждения. Регистрация изменения температуры воздуха производилась на диаграммном бланке. Погрешность результатов исследований характеризуется погрешностью регистрации изменения температуры воздуха прибором, которая составляет + 1С. Принцип действия прибора основан на свойстве биметаллической пластинки изменять радиус изгиба с изменением температуры окружающего воздуха. Параллельно показания снимались с суточного метеорологического термографа, установленного на улице, который регистрировал изменения наружной температуры воздуха. Полученные данные сопоставлялись с данными метеостанции. Результаты исследований предоставлены на рис. 2.2 и в прил. 2. Полученные графики имеют следующие особенности: - температура внутреннего воздуха в помещении при наличии остекленной лоджии выше температуры в помещениях с застекленным балконом в среднем на 2 С, с незастекленной лоджией — на 4 С, в помещениях без лоджии и балкона—на 6 С; - графики изменения температуры в помещениях имеют более пологий вид, отсутствуют экстремумы; - графики изменения температуры в остекленных объемах своей конфигурацией аналогичны графику изменения наружной температуры, но экстремумы выражены не так явно; - температура воздуха на остекленной лоджии значительно превышает наружную температуру (в осенний и весенний периоды эта разница составила в среднем 15 С; в зимний - 22 С) и температуру воздуха на остекленном балконе (в среднем на 7 С - в осенний и весенний периоды; на 11 С — в зимний). При анализе результатов наблюдений рассматривались и внешние условия. В этом направлении проводились два основных сопоставления. Во-первых, сравнивались замеры на объекте исследований с данными городской метеостанции. Такое сопоставление дополнило характеристику внешних условий. По результатам сравнения замеров можно отметить, что температура наружного воздуха за пределами городской застройки в среднем на 3-4 С ниже температуры наружного воздуха в центре города, где находился объект исследований. Во-вторых, сравнивались данные метеостанции с многолетними данными по средней месячной температуре воздуха. Сопоставление этих элементов показывает, насколько характерными были исследуемые периоды для данной местности. По полученным результатам средняя за период исследований температура наружного воздуха за пределами городской застройки в осенний и весенний периоды составила tH=-3 С, в зимний t„=-15 С. По данным городской метеостанции средняя за 11 лет температура наружного воздуха за пределами городской застройки в осенние и весенние месяцы отопительного периода t„=-l С, в зимние - от -13 С, Сопоставление этих данных показало, что исследования проводились при температурах наружного воздуха, характерных для данной местности, а данные, полученные в результате исследований, достаточно точны. В результате проведенных исследований доказано, что температуры внутреннего воздуха помещений при наличии неотапливаемых остекленных объемов выше, чем при их отсутствии, а температура воздуха внутри рассматриваемых объемов превышает температуру наружного воздуха в холодный период года. Данную особенность необходимо учитывать при определении теплопотерь через ограждающие конструкции с неотапливаемыми остекленными объемами, включенными в объемно-планировочные решения зданий.
Добавочная температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов
Во второй главе отмечалось, что температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов, определенная по методике, представленной в своде правил «Проектирование тепловой защиты зданий», существенно отличается от температуры, полученной экспериментальным путем. Эта разница обусловлена рядом внешних факторов: теплотой солнечной радиации, гравитационным давлением, ветровым воздействием. Т.е. температуру воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема можно определить по уравнению где te - температура воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема, определенная по методике, представленной в своде правил «Проектирование тепловой защиты зданий», С; At - добавочная температура воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема, обусловленная теплотой солнечной радиации, гравитационным давлением, ветровым воздействием (рис.3.3), С.
В данной работе представляет интерес поиск уравнения зависимости добавочной температуры воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема от теплоты солнечной радиации, гравитационного давления, ветрового воздействия. Основой являются результаты экспериментальных и теоретических исследований температуры воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема.
Добавочная температура воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов в данном случае определяется как разность температуры воздуха внутри рассматриваемых объемов, полученной в результате эксперимента, и температуры воздуха, полученной по методике свода правил «Проектирование тепловой защиты зданий».
В результате проведенных расчетов определены следующие зависимости, согласно уравнению регрессии (3.18):
Оценка адекватности полученных моделей производилась по критерию Фишера по формулам (3.15)-(3.17). Результаты расчета приведены в табл. 3.9.
Согласно полученным значениям критерия Фишера, уравнения, описывающие зависимость добавочной температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов от высоты их расположения над уровнем земли, ориентации по сторонам горизонта и ветрового воздействия, являются адекватными, т.к. F_ (FT при всех значениях температуры наружного воздуха.
Полученные результаты расчета показывают, что значения коэффициентов регресии bt, bi, Ьз, b5 при различной температуре наружного воздуха те же, что в предыдущем расчете, различие составляет значение коэффициента регрессии be.
Для учета влияния на добавочную температуру воздуха остекленных объемов наружной температуры воздуха построены кривые изменения значений коэффициентов регрессии от добавочной температуры наружного воздуха (рис. 3.4).
Для получения математической зависимости кривая изменения коэффициента регрессии Ь0 аппросксимируется полиномом первой степени (3.24) в программе «XL» при помощи статистической функции «ЛИНЕЙН» (табл. 3.10).
В результате обработки результатов экспериментальных и теоретических исследований температуры воздуха внутри неотапливаемого остекленного объема получены уравнения, позволяющие определить добавочную температуру воздуха внутри рассматриваемого объема, обусловленную теплотой солнечной радиации, гравитационным давлением и ветровым воздействием при различных значениях наружной температуры воздуха.
Для решения задачи по установлению зависимости температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов от теплоты солнечной радиации, ветрового воздействия и гравитационного давления выполнено следующее: 1. Составлены матрица планирования и план проведения эксперимента. 2. По результатам эксперимента получены уравнения зависимости температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов от теплоты солнечной радиации, ветрового воздействия и гравитационного давления при значениях наружной температуры t„= 0, -5, -10, -15, -20 С. 3. В результате сопоставления данных экспериментальных и теоретических исследований предложена формула, определяющая температуру воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов как сумму температуры, учитывающей сопротивление теплопередаче и площади ограждающих конструкций (методика, представленная в своде правил «Проектирование тепловой защиты зданий) и добавочной температуры, учитывающей влияние теплоты солнечной радиации, ветрового воздействия и гравитационного давления. 4. На основе обработки результатов экспериментальных и теоретических исследований получены уравнения зависимости добавочной температуры воздуха внутри неотапливаемых остекленных объемов от внешних факторов. 5. Доказано, что погрешности измерений отсутствуют, а полученные модели адекватны. 6. Построены графики и получены уравнения зависимости коэффициентов регрессии от температуры наружного воздуха.
Исследование зависимости температуры наружного воздуха от расстояния до доминирующего источника тепловыделений
Территория города Магнитогорска условно была разделена по функциональному назначению на четыре основные зоны: селитебная, промышленная, санитарно-защитная, территория садовых участков и индивидуальных гаражей. Измерения проводились в каждой го данных зон.
Для исследований были выбраны южное и западное направления относительно ОАО «ММК», так как именно эти направления являются наиболее характерными для застройки г. Магнитогорска. В западном направлении четко прослеживается наличие всех четырех функциональных зон: территория ОАО «ММК», санитарно-защитная (река Урал), Ленинский район жилой застройки, массив садовых участков. Аналогичным образом можно проследить всю правобережную часть города. В южном направлении отсутствует санитарно-защитная зона. И эта особенность характерна для всего левобережного района города..
Измерения температуры наружного воздуха проводились психрометром аспирационным МВ-4М. Выбор средства измерения основывается на простоте действия прибора и достаточной точности. Конструкция аспирационного психрометра позволяет производить замеры температуры наружного воздуха, так как термометры прибора защищены от непосредственного воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.
Психрометр аспирационный предназначен для определения температуры воздуха в диапазоне от - 30 до + 50 С в наземных условиях и относительной влажности воздуха от 10 до 100 % при температурах от - 10 до + 40 С. Погрешность измерения данного прибора составляет + 0,2 С.
На первом этапе измерения температуры наружного воздуха проводились без учета воздействия ветра. Исследования велись в период отопительного сезона. Непосредственно для измерений были выбраны сутки со средними температурами наружного воздуха tH, равными 0, -10 и -20 С, как наиболее характерными в отопительном сезоне.
Замеры проводились в промышленной, селитебной и санитарной зонах на расстоянии 0,5-1,0 километра друг от друга в соответствии от протяженности этих зон, за чертой города - на расстоянии 1,0-2,0 километра. Эти величины считаются наиболее оптимальными для выявления закономерности изменения температуры в различных зонах. Замеры проводились на открытых пространствах, на высоте 1,5 м над землей (рис. 4.1).
На втором этапе выявлялось изменение температуры наружного воздуха в различных зонах городской застройки с учетом влияния ветра. Для измерений выбран январь, как наиболее холодный месяц года, с целью выявления закономерностей в самых неблагоприятных условиях. Направление ветра, при котором проводились исследования - южное - наиболее часто повторяющееся с максимальной средней скоростью в январе в условиях г. Магнитогорска. Положение точек замеров на территории города показано нарис. 4.1.
Анализ полученных данных показывает, что: - изменение температуры наружного воздуха имеет вид плавной снижающейся кривой без явных экстремумов; - снижение температуры наблюдается на территории комбината и реки Урал, на территории селитебной зоны кривая имеет более пологий вид, затем снова начинается понижение на массиве садовых участков до расстояния, равного 10 км от комбината; - температура наружного воздуха в зоне городской застройки, расположенной на расстоянии до доминирующего источника тепловыделений более 10 км, практически не меняется.
На основе анализа сделан вывод, что влияние тепловыделений доминирующего источника и характерных особенностей городской застройки на температуру наружного воздуха распространяется на расстояние не более 10 км от центра «тепловой нагрузки». Поэтому в дальнейших расчетах принимаем во внимание именно эту зону.
Для наглядности полученные в результате экспериментальных исследований кривые зависимости температуры наружного воздуха в зонах городской застройки от расстояния до доминирующего источника тепловыделений сводим к одной, произвольно выбранной точке (рис. 4.3).
Здесь можно отметить следующие особенности: - в безветренную погоду разность температур воздуха на территории доминирующего источника тепловыделений и за пределами городской застройки увеличивается (4 С — при южном направлении ветра, 8 С — в безветренную погоду); - с понижением средней температуры наружного воздуха разность температур воздуха на территории доминирующего источника тепловыделений и за пределами городской застройки увеличивается (от 3С при tcP=0 С до 5 С при tcP= -20 С при южном направлении ветра, от 4С при Ц=0 С до 6 С при tcp= -20 С в безветренную погоду);
Похожие диссертации на Теплозащитные свойства ограждающих конструкций эксплуатируемых зданий с неотапливаемыми остекленными объемами
