ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 4 (64), 2021


Инженерный метод расчета температуры на внутренней поверхности наружного угла здания


Умнякова Н. П.

 

Умнякова Н. П., д-р техн. наук, доц., зам. директора, Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН, Poccия, г. Москва, е-mail: n.umniakova@mail.ru

 
 
Постановка задачи. Температура на внутренней поверхности наружного угла всегда меньше, чем по глади наружной стены, что при низких температурах наружного воздуха может приводить к образованию конденсата на внутренней поверхности стены. В связи с этим актуальным является проблема разработки инженерного метода расчета температуры в наружном углу для исключения возможности конденсатообразования на внутренней поверхности угла на стадии проектирования стеновых конструкций.
Результаты. Для решения этой задачи на основе решения уравнения теплового баланса, учета амплитуды колебания температуры воздуха в помещении и теплопоглощения внутренних поверхностей стен, междуэтажных перекрытий (поверхности потолка и пола), перегородок, окон получена формула для вычисления температуры на внутренней поверхности наружного угла. Также в ходе исследования проведены натурные испытания стеновой конструкции с наружным углом и получены значения температур на внутренней и наружной поверхностях.
Выводы. Сопоставление результатов расчетов по разработанной методике и экспериментальных данных показало, что значения температур на внутренней поверхности наружного угла практически совпадают. Это дает основание использовать предложенный инженерный метод расчета температуры на внутренней поверхности угла наружной стены при проектировании ограждающих конструкций зданий для создания благоприятных комфортных и санитарно-гигиенических условий в помещении.
 
Ключевые слова: угол, внутренняя поверхность, наружная стена, температура, коэффициент теплоотдачи.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.002


Финансирование: часть исследований, изложенных в данной работе, проводилась с использованием оборудования ЦКП имени проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, получившего поддержку Министерства науки и высшего образования РФ, соглашение № 075-15-2021-662.

 

Библиографический список

1. Богословский, В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха) / В. Н. Богословский. — СПб.: АВОК Северо-Запад, 2006. — 400 с.
2. Бородин, А. И. Построение температурного поля в сечении наружного угла ограждающей конструкции / А. И. Бородин // Инженерно-физический журнал. — 2006. — № 5, Т. 81. — С. 971—976.
3. Бородин, А. И. Определение температуры на внутренней поверхности в углу наружной стены / А. И. Бородин // Известия вузов. Строительство. — 2007. — № 12 (588). — С. 76—79.
4. Бородин, А. И. Проблема образования конденсата в наружных углах зданий в свете нормативных требований / А. И. Бородин, З. Б. Черепанов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2009. — № 1. — С. 142—147.
5. Власов, О. Е. Основы строительной теплотехники / О. Е. Власов. — М.: ВИА РККА, 1938. — 95 с.
6. Гагарин, В. Г. Теоретические предпосылки расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций / В. Г. Гагарин, В. В. Козлов // Строительные материалы. — 2010. — № 12. — С. 4—8.
7. Данилов, Н. Д. Прогнозирование температурного режима угловых соединений наружных ограждающих конструкций / Н. Д. Данилов, В. Ю. Шадрин // Промышленное и гражданское строительство. — 2010. — № 4. — С. 20—22.
8. Козлобородов, А. Н. Пространственный теплоперенос в стене малоэтажного здания из профилированного утепленного бруса / А. Н. Козлобородов, Д. Н. Цветкова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2013. — № 3. — С. 298—307.
9. Козлобородов, А. Н. Анализ совместного влияния нескольких теплонапряженных элементов на тепловое состояние строительной конструкции / А. Н. Козлобородов, Е. А. Иванова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2016. — № 1. — С. 133—139.
10. Козлобородов, А. Н. Исследование влияния нагревательного кабеля на тепловое состояние ограждающей конструкции в области наружного угла / А. Н. Козлобородов, Е. А. Иванова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2019. — № 21 (5). — С. 127—137.
11. Корниенко, С. В. Оценка влияния краевых зон ограждающих конструкций на теплозащиту и энергоэффективность зданий / С. В. Корниенко // Инженерно-строительный журнал. — 2011. — № 8. — С. 22—29.
12. Корниенко, С. В. Теплотехнический расчет строительных конструкций с краевыми зонами / С. В. Корниенко // Вестник Волгоградского архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. — 2013. — № 34 (53). — С. 22—29.
13. Мачинский, В. Д. Теплопередача в строительстве / В. Д. Мачинский. — М.: Госстройиздат, 1939. — 343 с.
14. Назиров, Р. А. Определение температуры внутренних поверхностей в наружных углах зданий / Р. А. Назиров, В. С. Подковырин, К. А. Подковырина // Известия вузов. Строительство. — 2016. — № 10—11. — С. 106—111.
15. Семенов, Л. А. Теплоотдача отопительных печей и расчет печного отопления / Л. А. Семенов. — М.: Стройиздат Наркомстроя, 1943. — 81 с.
16. Шильд, Е. Строительная физика / Е. Шильд, Х. Ф. Кассельман, Г. Дамен, Р. Поленц; пер. с нем. И. Г. Бердичесвского; под ред. Э. Л. Дешко. — М.: Стройиздат, 1982. — 296 с.
17. Фокин, К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К. Ф. Фокин; под ред. Ю. А. Табунщикова, В. Г. Гагарина. — 5-е изд., пересмотр. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. — 256 с.
18. Толстова, Ю. И. Теплопотери острых углов зданий / Ю. И. Толстова, Т. Харитонова // Сантехника, отопление, кондиционирование. — 2011. — № 8 (16). — С. 52—53.
19. Beattie, K. Analysis of heat transfer from corner structure of building / К. Beattie, D. Tang // Nransactions on Engineering Sciences. — 1998. — Vol. 20.
20. Jeong, Y. S. The heat transfer simulation for thermal bridge effect of the corner walls of building according to thermal condition / Y. S. Jeong // Proceedings Building Simulation. — 2007. — P. 169—174.
21. Oreszczyn, T. Cold bridging at corners: Surface temperature and condensation risk/ T. Oreszczyn // Building Serv. Eng. Res. Technol. — 1988. — № 9 (4). — Р. 167—175.
22. Simoes, N. 3D dynamic simulation of heat conditions through a building corner using BEM Model in the Frequency Domain/ N. Simoes, J. Joana Prata, A. Tadeu // Energy. — 2019. — Vol. 12. — Р. 4595. — DOI:10.3390/en12234595.
23. Tang, D. Temperature distribution and heat transfer through a homogeneous corner / D. Tang // Building and Environment. — 1997. — Vol. 32, № 5. — Р. 457—463,
24. Tang, D. Calculation of heat transfer from corners buildings / D. Tang, K. Beattie // Proc. CIBSE A: Building Serv. Eng. Res. Technol. — 2000. — № 21 (4). — Р. 249—255.

 
 

Ссылка для цитирования

Умнякова, Н. П. Инженерный метод расчета температуры на внутренней поверхности наружного угла здания / Н. П.  Умнякова // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 4 (64). - С. 25-36. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.002.

 
 
 
 

English version 

 

Engineering Method for Calculating the Temperature on the Inner Surface of the Outer Corner of a Building

Umnyakova N. P.
 
 

Umnyakova N. P., D. Sc. in Engineering, Assoc. Prof., Deputy Director, Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Sciences, Russia, Moscow, e-mail: n.umniakova@mail.ru


 
Statement of the problem. The temperature on the inner surface of the outer corner is always lower than on the inner surface of the outer wall. This temperature difference might lead to the formation of condensation on the inner surface of the wall at low outdoor temperatures. Therefore the problem of developing an engineering method for calculating the temperature in the outer corner to exclude the possibility of condensation on the inner surface in the design process of the outer wall structures is extremely relevant.
Results. To address this problem, based on solving the heat balance equation, taking into account the amplitude of air temperature fluctuations in the room and heat absorption of the inner surfaces of walls, intermediate bottoms (ceiling and floor surfaces), parting walls, a formula was obtained to calculate the temperature on the inner surface of the outer corner. Also, through the course of the study, natural tests of the wall structure with an outer corner were carried out and the temperatures on the inner and outer surfaces were obtained.
Conclusions. Comparison of the calculation results using the developed engineering calculation method and experimental data showed that the temperatures on the inner surface of the outer corner almost coincided. This makes it possible to use the suggested engineering method for calculating the temperature on the inner surface of the outer wall corner in the design of enclosing structures to exclude condensation. 
 
Keywords: corner, inner surface, outer wall, temperature, heat transfer coefficient. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.002

References

1. Bogoslovskii, V. N. Stroitel'naya teplofizika (teplofizicheskie osnovy otopleniya, ventilyatsii, konditsionirovaniya vozdukha) / V. N. Bogoslovskii. — SPb.: AVOK Severo-Zapad, 2006. — 400 s.
2. Borodin, A. I. Postroenie temperaturnogo polya v sechenii naruzhnogo ugla ograzhdayushchei konstruktsii / A. I. Borodin // Inzhenerno-fizicheskii zhurnal. — 2006. — № 5, T. 81. — S. 971—976.
3. Borodin, A. I. Opredelenie temperatury na vnutrennei poverkhnosti v uglu naruzhnoi steny / A. I. Borodin // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 2007. — № 12 (588). — S. 76—79.
4. Borodin, A. I. Problema obrazovaniya kondensata v naruzhnykh uglakh zdanii v svete normativnykh trebovanii / A. I. Borodin, Z. B. Cherepanov // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. — 2009. — № 1. — S. 142—147.
5. Vlasov, O. E. Osnovy stroitel'noi teplotekhniki / O. E. Vlasov. — M.: VIA RKKA, 1938. — 95 s.
6. Gagarin, V. G. Teoreticheskie predposylki rascheta privedennogo soprotivleniya teploperedache ograzhdayushchikh konstruktsii / V. G. Gagarin, V. V. Kozlov // Stroitel'nye materialy. — 2010. — № 12. — S. 4—8.
7. Danilov, N. D. Prognozirovanie temperaturnogo rezhima uglovykh soedinenii naruzhnykh ograzhdayushchikh konstruktsii / N. D. Danilov, V. Yu. Shadrin // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. — 2010. — № 4. — S. 20—22.
8. Kozloborodov, A. N. Prostranstvennyi teploperenos v stene maloetazhnogo zdaniya iz profilirovannogo uteplennogo brusa / A. N. Kozloborodov, D. N. Tsvetkova // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. — 2013. — № 3. — S. 298—307.
9. Kozloborodov, A. N. Analiz sovmestnogo vliyaniya neskol'kikh teplonapryazhennykh elementov na teplovoe sostoyanie stroitel'noi konstruktsii / A. N. Kozloborodov, E. A. Ivanova // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. — 2016. — № 1. — S. 133—139.
10. Kozloborodov, A. N. Issledovanie vliyaniya nagrevatel'nogo kabelya na teplovoe sostoyanie ograzhdayushchei konstruktsii v oblasti naruzhnogo ugla / A. N. Kozloborodov, E. A. Ivanova // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. — 2019. — № 21 (5). — S. 127—137.
11. Kornienko, S. V. Otsenka vliyaniya kraevykh zon ograzhdayushchikh konstruktsii na teplozashchitu i energoeffektivnost' zdanii / S. V. Kornienko // Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. — 2011. — № 8. — S. 22—29.
12. Kornienko, S. V. Teplotekhnicheskii raschet stroitel'nykh konstruktsii s kraevymi zonami / S. V. Kornienko // Vestnik Volgogradskogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2013. — № 34 (53). — S. 22—29.
13. Machinskii, V. D. Teploperedacha v stroitel'stve / V. D. Machinskii. — M.: Gosstroiizdat, 1939. — 343 s.
14. Nazirov, R. A. Opredelenie temperatury vnutrennikh poverkhnostei v naruzhnykh uglakh zdanii / R. A. Nazirov, V. S. Podkovyrin, K. A. Podkovyrina // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. — 2016. — № 10—11. — S. 106—111.
15. Semenov, L. A. Teplootdacha otopitel'nykh pechei i raschet pechnogo otopleniya / L. A. Semenov. — M.: Stroiizdat Narkomstroya, 1943. — 81 s.
16. Shil'd, E. Stroitel'naya fizika / E. Shil'd, Kh. F. Kassel'man, G. Damen, R. Polents; per. s nem. I. G. Berdichesvskogo; pod red. E. L. Deshko. — M.: Stroiizdat, 1982. — 296 s.
17. Fokin, K. F. Stroitel'naya teplotekhnika ograzhdayushchikh chastei zdanii / K. F. Fokin; pod red. Yu. A. Tabunshchikova, V. G. Gagarina. — 5-e izd., peresmotr. — M.: AVOK-PRESS, 2006. — 256 s.
18. Tolstova, Yu. I. Teplopoteri ostrykh uglov zdanii / Yu. I. Tolstova, T. Kharitonova // Santekhnika, otoplenie, konditsionirovanie. — 2011. — № 8 (16). — S. 52—53.
19. Beattie, K. Analysis of heat transfer from corner structure of building / К. Beattie, D. Tang // Nransactions on Engineering Sciences. — 1998. — Vol. 20.
20. Jeong, Y. S. The heat transfer simulation for thermal bridge effect of the corner walls of building according to thermal condition / Y. S. Jeong // Proceedings Building Simulation. — 2007. — P. 169—174.
21. Oreszczyn, T. Cold bridging at corners: Surface temperature and condensation risk/ T. Oreszczyn // Building Serv. Eng. Res. Technol. — 1988. — № 9 (4). — Р. 167—175.
22. Simoes, N. 3D dynamic simulation of heat conditions through a building corner using BEM Model in the Frequency Domain/ N. Simoes, J. Joana Prata, A. Tadeu // Energy. — 2019. — Vol. 12. — Р. 4595. — DOI:10.3390/en12234595.
23. Tang, D. Temperature distribution and heat transfer through a homogeneous corner / D. Tang // Building and Environment. — 1997. — Vol. 32, № 5. — Р. 457—463,
24. Tang, D. Calculation of heat transfer from corners buildings / D. Tang, K. Beattie // Proc. CIBSE A: Building Serv. Eng. Res. Technol. — 2000. — № 21 (4). — Р. 249—255.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS