Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
М.: МГСУ, 1999. — 192 с.
Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научные руководители: доктор технических наук, профессор УШКОВ Ф.В., кандидат технических наук, доцент ГИЯСОВ А. Создание комфортных тепловых условий и благоприятной для человека воздушной среды в помещениях гражданских зданий необходимо для здоровья человека и важно для повышения его творческой активности. Тепловой режим зданий в большой мере зависит от микроклимата территории города, от озеленения и благоустройства района. Практически вся территория Центральной Азии, за исключением районов среднегорных и высокогорных областей, характеризуется четко выраженными признаками аридного климата. Здесь значительная интенсивность солнечной радиации, в сочетании с высокими летними температурами, большой вероятностью солнечного сияния и малой подвижности воздуха, влажности, часто приводит к перегреву жилых помещений и территории жилой застройки. В этих условиях формируется высокий уровень температурно-радиационного нагрева и создаются значительные тепловые нагрузки на организм человека, при которых, как известно, существенно понижается работоспособность и производительность физического и, особенно, умственного труда, а при экстремальных термических условиях возникает угроза перегрева организма. Поддержание искусственного благоприятного климата в помещении, особенно в южных районах, является важной, но не простой задачей в связи с многообразием объемно-планировочных и архитектурно-конструктивных решений зданий и их ограждающих конструкций, изменчивостью климатических воздействий. Отличие настоящей работы от исследований, проведенных большим количеством ученых разных стран, заключается в том, что в ней: - учитывается традиционная практика регулирования тепловетрового режима и производится поиск путей регулирования теплового режима зданий в условиях жарко-штилевого профиля климата; - детально рассматриваются закономерности тепломассообменных процессов в пристенном микроклиматическом слое здания; - изучаются пути формирования и активизации пристенных конвективных потоков и средства их регулирования; - в новом аспекте изучается формирование конвективных потоков в пристенном слое и их роль в теплофизических процессах ограждающих конструкций; - теоретически, экспериментально и путем натурных исследований изучается форма и мощность воздушных движений термического происхождения в пристенном микроклиматическом слое при различных условиях инсоляции; - изучается роль пристенных конвективных потоков в аэрации помещений. Дель диссертации - эффективное регулирование тепловетрового режима пристенного слоя воздуха и помещений в городах с жарко-штилевым условием климата. Задачи исследования: - выявление у современного многоэтажного здания механизма формирования микроклиматического пристенного слоя; - установление закономерности тепловых процессов у стены здания при активной инсоляции фасадов. Выявление геометрии и интенсивности сферы тепло-ветрового возмущения в пристенном слое воздуха; - изучение механизма тепловых и ветровых возмущений. Определение теплового и ветрового поля в пристенной микроклиматической зоне; - определение коэффициента теплоотдачи стены при штилевых погодных условиях; - корректировка данных климатических воздействий при расчете ограждающих конструкций на теплоустойчивость; - разработка методических указаний по регулированию тепловетрового режима пристенного микроклиматического слоя и помещения. Метод исследования: - аналитический расчет тепло-ветровых процессов в пристенном микроклиматическом слое; - графоаналитический расчет инсоляции фасадов зданий и территорий; - лабораторно-модельные исследования конвективных потоков в жилых образованиях; - натурные микроклиматические исследования пристенного слоя воздуха и помещения. Научная новизна работы. Рассмотрены фасады зданий при активной их инсоляции для установления закономерности формирования тепло-ветровых возмущений в пристенном слое воздуха. В пристенной микроклиматической зоне определены температурное и ветровое поля, являющиеся основными факторами климата, воздействующими на ограждающие конструкции зданий и помещения. Выявлена термическая инерционность наружных стен. Установлена степень изменения коэффициента теплоотдачи в зависимости от термического режима стен и скорости конвективного потока пристенного слоя воздуха. Усовершенствована методика расчета наружных стен зданий на теплоустойчивость на основе скорректированных климатических данных. Определены пути и средства регулирования тепло-ветрового режима пристенного слоя воздуха. Выявлена роль пристенного конвективного потока в проветривании помещений. Практическая ценность работы. Установлена роль наружных стен в формировании тепловетрового режима пристенного микроклиматического слоя и помещения. Определен коэффициент теплоотдачи наружной стены в различных условиях инсоляции, уточнены климатические данные для теплотехнического расчета наружных стен на летние условия. Выявлена степень теплосъема с поверхности стен здания в жарко-штилевой период. Разработана методика расчетного прогнозирования тепловетрового режима пристенного слоя воздуха и помещения. Разработана методика регулирования тепло-ветрового режима пристенного слоя воздуха и помещений путем архитектурно-строительных средств.
Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научные руководители: доктор технических наук, профессор УШКОВ Ф.В., кандидат технических наук, доцент ГИЯСОВ А. Создание комфортных тепловых условий и благоприятной для человека воздушной среды в помещениях гражданских зданий необходимо для здоровья человека и важно для повышения его творческой активности. Тепловой режим зданий в большой мере зависит от микроклимата территории города, от озеленения и благоустройства района. Практически вся территория Центральной Азии, за исключением районов среднегорных и высокогорных областей, характеризуется четко выраженными признаками аридного климата. Здесь значительная интенсивность солнечной радиации, в сочетании с высокими летними температурами, большой вероятностью солнечного сияния и малой подвижности воздуха, влажности, часто приводит к перегреву жилых помещений и территории жилой застройки. В этих условиях формируется высокий уровень температурно-радиационного нагрева и создаются значительные тепловые нагрузки на организм человека, при которых, как известно, существенно понижается работоспособность и производительность физического и, особенно, умственного труда, а при экстремальных термических условиях возникает угроза перегрева организма. Поддержание искусственного благоприятного климата в помещении, особенно в южных районах, является важной, но не простой задачей в связи с многообразием объемно-планировочных и архитектурно-конструктивных решений зданий и их ограждающих конструкций, изменчивостью климатических воздействий. Отличие настоящей работы от исследований, проведенных большим количеством ученых разных стран, заключается в том, что в ней: - учитывается традиционная практика регулирования тепловетрового режима и производится поиск путей регулирования теплового режима зданий в условиях жарко-штилевого профиля климата; - детально рассматриваются закономерности тепломассообменных процессов в пристенном микроклиматическом слое здания; - изучаются пути формирования и активизации пристенных конвективных потоков и средства их регулирования; - в новом аспекте изучается формирование конвективных потоков в пристенном слое и их роль в теплофизических процессах ограждающих конструкций; - теоретически, экспериментально и путем натурных исследований изучается форма и мощность воздушных движений термического происхождения в пристенном микроклиматическом слое при различных условиях инсоляции; - изучается роль пристенных конвективных потоков в аэрации помещений. Дель диссертации - эффективное регулирование тепловетрового режима пристенного слоя воздуха и помещений в городах с жарко-штилевым условием климата. Задачи исследования: - выявление у современного многоэтажного здания механизма формирования микроклиматического пристенного слоя; - установление закономерности тепловых процессов у стены здания при активной инсоляции фасадов. Выявление геометрии и интенсивности сферы тепло-ветрового возмущения в пристенном слое воздуха; - изучение механизма тепловых и ветровых возмущений. Определение теплового и ветрового поля в пристенной микроклиматической зоне; - определение коэффициента теплоотдачи стены при штилевых погодных условиях; - корректировка данных климатических воздействий при расчете ограждающих конструкций на теплоустойчивость; - разработка методических указаний по регулированию тепловетрового режима пристенного микроклиматического слоя и помещения. Метод исследования: - аналитический расчет тепло-ветровых процессов в пристенном микроклиматическом слое; - графоаналитический расчет инсоляции фасадов зданий и территорий; - лабораторно-модельные исследования конвективных потоков в жилых образованиях; - натурные микроклиматические исследования пристенного слоя воздуха и помещения. Научная новизна работы. Рассмотрены фасады зданий при активной их инсоляции для установления закономерности формирования тепло-ветровых возмущений в пристенном слое воздуха. В пристенной микроклиматической зоне определены температурное и ветровое поля, являющиеся основными факторами климата, воздействующими на ограждающие конструкции зданий и помещения. Выявлена термическая инерционность наружных стен. Установлена степень изменения коэффициента теплоотдачи в зависимости от термического режима стен и скорости конвективного потока пристенного слоя воздуха. Усовершенствована методика расчета наружных стен зданий на теплоустойчивость на основе скорректированных климатических данных. Определены пути и средства регулирования тепло-ветрового режима пристенного слоя воздуха. Выявлена роль пристенного конвективного потока в проветривании помещений. Практическая ценность работы. Установлена роль наружных стен в формировании тепловетрового режима пристенного микроклиматического слоя и помещения. Определен коэффициент теплоотдачи наружной стены в различных условиях инсоляции, уточнены климатические данные для теплотехнического расчета наружных стен на летние условия. Выявлена степень теплосъема с поверхности стен здания в жарко-штилевой период. Разработана методика расчетного прогнозирования тепловетрового режима пристенного слоя воздуха и помещения. Разработана методика регулирования тепло-ветрового режима пристенного слоя воздуха и помещений путем архитектурно-строительных средств.