Фокін до ф будівельна теплотехніка. "будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель" к.ф

Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель

Ця книга є перевиданням книги К. Ф. Фокіна «Будівельна теплотехніка огороджуючих частин будівель» - книги, яка поряд з численними працями принесла авторові світову популярність.

Книга «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» містить докладний виклад теплотехнічних властивостей будівельних матеріалів, теплопередачі при стаціонарному тепловому потоці, розрахунку плоских і просторових температурних полів, повітропроникнення огорож, особливостей теплотехнічного режиму окремих частин зовнішніх огорож. .

Для пояснення викладених методів розрахунку наводиться багато числових прикладів. У методичному відношенні ці приклади підібрано так, що можуть бути використані при теплотехнічних розрахунках та оперативній оцінці нових конструктивних рішень огорож із застосуванням високоефективних утеплювачів. На підставі результатів числових прикладів можуть бути встановлені загальні принципиконструювання огорож, що мають необхідну економічність і довговічність. Усі розрахунки наведено до сучасної системиодиниць.

Книга «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» адресована інженерам, проектувальникам та спеціалістам у галузі будівельної теплотехніки.


Від редакції

Чому ми дійшли переконання про необхідність перевидання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» Четверте видання книги, що вийшло 1973 р. тиражем 14000 екземплярів, розійшлося буквально протягом двох місяців і сьогодні є бібліографічною рідкістю. Її з великим інтересом та користю читають фахівці різних професійних рівнів та інтересів: проектувальники, науковці від аспірантів до професорів, студенти, фахівці суміжних професій. Кожна категорія читачів знаходить у ній багато повчального, у тому числі у прикладах вибору правильного рішеннята пояснення складних явищ тепломасообміну, що відбуваються в огороджувальних частинах будівлі.

Настільки великий успіх книги викликаний, на нашу думку, такими обставинами:

  • автор був талановитим вченим, що мав унікальний досвід реалізації основних положень прикладної науки на численних будівельних об'єктах, якими була багата будівельна індустрія довоєнного та повоєнного періодів;
  • автор був великим майстром створення інженерних методів розрахунку та оцінок теплотехнічних показників огороджувальних конструкцій. Ці методи, ілюстровані прикладами, становлять більшу частину книги;
  • автор блискуче володів літературним даром, що дозволило донести до читачів у зрозумілій формі складні процеси;
  • в основу книги було покладено лекції, які автор читав у Московському інженерно-будівельному та архітектурному інститутах;
  • у додатку до книги містяться розрахункові та експериментально визначені значення теплофізичних показників будівельних матеріалів, деякі з яких представлені лише у цій книзі.

Звичайно, за 33 роки, що минули з дня виходу четвертого видання книги, у будівництві відбулося багато принципових змін. З'явилися будівлі нового функціонального призначення, нові конструкції стін, вікон тощо. буд. Значний розвиток отримали теоретичні питання, величезну роль щодо розрахунків і проектування зіграли комп'ютерні технології. І все ж які б успіхи не робила теорія будівельної теплотехніки, а також методи розрахунку та проектування, засновані на застосуванні найдосконалішої комп'ютерної техніки, все ще залишаються необхідними, а часом відіграють вирішальну роль традиційні інженерні методи та прийоми, які використовують накопичений досвід та розуміння.

Щоб по-справжньому бути корисною фахівцям, які ведуть конкретні дослідження, книга має містити практичні приклади застосування теорії. І чим більше таких прикладів, тим більша цінність книги для інженерів. У цьому відношенні книга К. Ф. Фокіна не має аналогів у вітчизняній літературі і відповідає найвибагливішим практичним запитам.


Головна проблема перевидання

Добре написана книга, як правило, витримує два або більше перевидань. Приймаючи рішення про перевидання, автор зазвичай стикається з необхідністю переробки низки розділів або розділів книги з метою приведення їх у відповідність до нових теоретичних розробок та необхідності обліку розвитку будівельної індустрії та інженерного обладнання будівель. Яким би чудовим твором була книга, її часткова переробка є неминучою. Написане вище відноситься повною мірою і до книги К. Ф. Фокіна, в якій, наприклад, повністю застаріли параграф 3 глави IV і параграф 2 глави V. Якби живий автор, він виконав цю роботу з властивим йому талантом. Якби цю працю взяли на себе наукові редактори, то це була б інша книга, написана не тільки Костянтином Федоровичем Фокіним. І невідомо, чи зберегла б вона існуючу цінність та привабливість. Є ще інший шлях – зробити численні коментарі до застарілого матеріалу книги. Але ці коментарі могли знизити цінність оригінального тексту. І в цьому випадку це була б інша книга. Тому було ухвалено рішення про повне збереження авторського тексту з мінімальною кількістю коментарів та заміною технічної системи одиниць на систему одиниць, що застосовується у сучасному будівництві (СН 528–80 «Перелік одиниць фізичних величин, що підлягають застосуванню у будівництві»). Остання обставина гармонізує приклади книги для сучасного сприйняття.


Особливості редагування п'ятого видання

Основна трудомісткість редагування п'ятого видання книги виявилася пов'язаною з перерахунком численних прикладів, представлених у технічній системі одиниць, у систему одиниць, що застосовується у сучасному будівництві.

  • одне і те конструктивне рішення фігурує в декількох прикладах, наприклад, в розрахунку опору теплопередачі, потім необхідного опору теплопередачі і, нарешті, в розрахунку теплостійкості;
  • у ряді випадків дається відсоткова оцінка розбіжності результатів розрахунків чи результати розрахунків порівнюються з необхідними значеннями по санітарно-гігієнічним умовам.

Переведення теплотехнічних показників із технічної системи одиниць у сучасну систему одиниць виконувалося шляхом їх множення на відповідні коефіцієнти. У технічній системі коефіцієнт теплопровідності вимірюється ккал/(м год °С). Для переходу до сучасної системи одиниць, у якій цей коефіцієнт вимірюється в Вт/(м °С), необхідно значення коефіцієнта теплопровідності помножити на 1,163. Наприклад, значення коефіцієнта теплопровідності залізобетону в технічній системі одиниць дорівнює 1,4 ккал/(м ч °С), а сучасної системі одиниць при множенні на 1,163 і наступному округленні дорівнюватиме 1,63 Вт/(м °С). Використання в прикладах округлених значень у ряді випадків призводить до того, що кінцевий результат розрахунку тією чи іншою мірою відрізняється від результатів розрахунку у четвертому виданні книги. Крім того, таке застосування перекладних коефіцієнтів призвело до того, що в деяких випадках з'явилися додаткові коефіцієнти рівняння, використаних автором для опису процесів, наприклад, рівняння (92).

Проведений аналіз показав: для того, щоб результати розрахунків, представлених у четвертому виданні в технічній системі одиниць, збігалися з результатами розрахунків, представлених у п'ятому виданні в сучасній системі одиниць, необхідно розрахунки проводити з більшим ступенем точності, ніж це прийнято на практиці, тобто . великою кількістюзнаків після коми. Однак, якщо проводити обчислення за допомогою електронної обчислювальної технікибез виведення проміжних результатів цієї проблеми можна уникнути.

Ще одна проблема перевидання була пов'язана з тим, що від часу опублікування четвертого видання книги змінилися нормативна базата принцип нормування теплозахисту будівель, які в даний час представлені, наприклад, у СНіП «Тепловий захист будівель». У п'ятому виданні були збережені посилання на нормативні документи, що діють у той період: СНиП «Будівельна кліматологія» та «Будівельна теплотехніка». Наукові редактори сподіваються, що п'яте видання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» буде затребуване найширшим колом фахівців і стане скромною датою вдячності та поваги, на яку заслуговує цей видатний вітчизняний діяч науки. Наукові редактори далекі від думки, що їхня робота вільна від недоліків, які може виявити уважний читач, і з вдячністю приймуть усі зауваження, коментарі та оцінки.

Тут ми маємо приємну нагоду висловити глибоку подяку співробітнику кафедри «Опалення та вентиляція» МДСУ А. С. Маркевичу за велику допомогу у роботі над п'ятим виданням.

Наукові редактори п'ятого видання:
член-кор. РААСН, д-р техн. наук, професор Ю. А. Табунщиков,
д-р техн. наук, професор В. Г. Гагарін


Вступ

Будівельна теплотехніка займається вивченням теплопередачі та повітропроникнення через огороджувальні конструкції будівель, а також вологого режиму огороджувальних конструкцій, пов'язаного з процесами теплопередачі. Знання будівельної теплотехніки необхідне будівельникам для раціонального проектування зовнішніх конструкцій, що захищають. Особливо велике значеннямає знання будівельної теплотехніки для сучасного будівництва, в якому широко використовуються збірні полегшені конструкції з нових ефективних матеріалів.

Від теплотехнічних якостей зовнішніх огорож будівель залежать:

а) в опалюваних будинках - кількість теплоти, що втрачається будинком в зимовий період;

б) у холодильниках - кількість холоду, що втрачається влітку, а отже, необхідна потужність холодильної установки та вартість експлуатації холодильника;

в) сталість температури повітря у будівлі у часі при нерівномірній віддачі теплоти системою опалення;

г) захист будівлі від перегріву влітку;

д) температура внутрішньої поверхні огорожі, що гарантує від утворення на ній конденсату;

е) вологий режим огородження, що впливає на теплозахисні якості огорожі та її довговічність.

Тільки ясне уявлення про процеси, що відбуваються в огородженнях при теплопередачі, та вміння користуватися відповідними розрахунками дають можливість проектувальнику забезпечити необхідні теплотехнічні якості зовнішніх конструкцій, що захищають.

Будівельна теплотехніка як розділ будівельної фізики створена СРСР у першій половині ХХ ст. радянськими вченими, роботи яких забезпечили нашій країні пріоритет та провідне становище у світовій науці. Книга проф. В. Д. Мачинського «Теплотехнічні засади цивільного будівництва», що вийшла 1925 р., була першою роботою з будівельної теплотехніки. Великий вплив на розвиток будівельної теплотехніки справили роботи проф. О. Є. Власова, особливо його праця про теплостійкість огороджувальних конструкцій та дослідження вологого режиму. На основі теорії теплостійкості О. Є. Власова канд. техн. наук А. М. Шкловер розробив метод розрахунку загасання температурних коливань в огорожі та коливань температури повітря в будівлі, а проф. Л. А. Семенов - практичний метод розрахунку коливань температури повітря у приміщенні при пічному опаленні.

Практичний метод розрахунку вологого режиму огорож при зволоженні їхньою пароподібною та рідкою вологою, метод розрахунку температурних полів в огороджувальних конструкціях, методика визначення розрахункових температур зовнішнього повітря розроблено автором книги. Канд. техн. наук Р. Є. Брилінг розробив питання повітропроникнення огорож, а також міграції вологи у будівельних матеріалах.

Розробці теорії проектування конструкцій, що захищають, а також створенню основ будівельної кліматології та кліматичного районування території СРСР присвячені роботи проф. В. М. Іллінського. Великий внесок у будівельну теплотехніку зробили роботи д-рів техн. наук В. Н. Богословського, Ф. В. Ушкова, А. У. Франчука.

У книзі пояснення викладених методів розрахунку наводиться велика кількість числових прикладів. У цих прикладах розглядаються сучасні конструкції великопанельних будівель і конструкції із застосуванням цегли, дрібнорозмірних штучних матеріалів і деревини, які освоєні і стали в міському будівництві традиційними, а в умовах широкого розвитку сільського будівництва набувають особливого значення. У методичному відношенні ці приклади підібрано так, що можуть бути використані при теплотехнічних розрахунках та оперативній оцінці нових конструктивних рішень огорож із застосуванням високоефективних утеплювачів. На підставі результатів числових прикладів можуть бути встановлені загальні принципи конструювання огорож, що володіють необхідною економічністю та довговічністю.

«Технічна бібліотека НП «АВОК» К. Ф. Фокін 5-те видання, переглянуте Москва «АВОК-ПРЕС» УДК 699.8:621.18 ББК 38.637 Ф75...»

-- [ Сторінка 1 ] --

Технічна бібліотека НП "АВОК"

К. Ф. Фокін

Будівельна теплотехніка

огороджувальних частин

5-те видання, переглянуте

"АВОК-ПРЕС"

УДК 699.8:621.18

Висловлюємо подяку партнеру

за виданням книги – фірмі «Арктика»

ПОЛЮС СТАБІЛЬНОСТІ

W W W ARKTIKA RU

Наукові редактори: Ю. А. Табунщиков, В. Г. Гагарін Фокін К. Ф. Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель / За ред.

Ю. А. Табунщикова, В. Г. Гагаріна. - 5-те вид., Перегляд. – М.: АВОК-ПРЕС, 2006. – 256 с. - 5000 екз. - ISBN 5-98267-023-5.

Книга містить докладний виклад теплотехнічних властивостей будівельних матеріалів, теплопередачі при стаціонарному тепловому потоці, розрахунку плоских і просторових температурних полів, повітропроникнення огорож, особливостей теплотехнічного режиму окремих частин зовнішніх огорож, вологісного режиму огорож при зволоженні їх рідкої та пароподібної.

Переказ пояснюється великою кількістю числових прикладів.

Книга адресована фахівцям у галузі проектування, викладачам та студентам інженерно-будівельних та архітектурних вузів.

ISBN 5-98267-023-5 © ТОВ ІІП «АВОК-ПРЕС», 2006 Зміст Від редакції 5 Про автора 8 Вступ 10 Основні літерні позначення 12 Частина I. Теплопередача 15 Глава 1. Основні поняття та рівняння теплопередачі 15



1. Теплопровідність 16

2. Теплопередача конвекцією 19

3. Теплопередача випромінюванням 20 Розділ II. Теплотехнічні властивості будівельних матеріалів 23

1. Пористість та щільність 23

2. Вологість 24

3. Теплопровідність 25

4. Теплоємність 33

5. Теплове випромінювання 34 Розділ III. Теплопередача при стаціонарному тепловому потоці 35

1. Розрахунок опору теплопередачі огорож 36

2. Розрахунок температури в огорожі 50

3. Розрахунок температури внутрішньої п

–  –  –

Чому ми дійшли переконання про необхідність перевидання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка частин будівель, що огороджують»

Четверте видання книги, що вийшло 1973 р. тиражем 14000 екземплярів, розійшлося буквально протягом двох місяців і сьогодні є бібліографічною рідкістю. Її з великим інтересом і користю читають фахівці різних професійних рівнів та інтересів: проектувальники, науковці від аспірантів до професорів, студенти, фахівці суміжних професій. Кожна категорія читачів знаходить у ній багато повчального, у тому числі в прикладах вибору правильного рішення та пояснення складних явищ тепломасообміну, що відбуваються в огороджувальних частинах будівлі.

Настільки великий успіх книги викликаний, на нашу думку, такими обставинами:

Автор був талановитим вченим, що мав унікальний досвід реалізації основних положень прикладної науки на численних будівельних об'єктах, якими була багата будівельна індустрія довоєнного і післявоєнного періодів;

В основу книги були покладені лекції, які автор читав у Московському інженерно-будівельному та архітектурному інститутах;

У додатку до книги містяться розрахункові та експериментально визначені значення теплофізичних показників будівельних матеріалів, деякі з яких представлені тільки в цій книзі. З урахуванням відомої ретельності автора при проведенні експериментів та обробці даних ці значення і зараз використовуються як зразкові.

Звичайно, за 33 роки, що минули з дня виходу четвертого видання книги, у будівництві відбулося багато принципових змін. З'явилися будівлі нового функціонального призначення, нові конструкції стін, вікон і т. д. Значний розвиток набули теоретичних питань, величезну роль для проведення розрахунків та проектування відіграли комп'ютерні технології.

І все ж які б успіхи не робила теорія будівельної теплотехніки, а також методи розрахунку та проектування, засновані на застосуванні найдосконалішої комп'ютерної техніки, все ще залишаються необхідними, а часом відіграють вирішальну роль традиційні інженерні методи і прийоми, що використовують накопичений досвід і розуміння .

Щоб по-справжньому бути корисною фахівцям, які ведуть конкретні дослідження, книга повинна містити практичні приклади застосування теорії І чим більше таких прикладів, тим більша цінність книги для інженерів. У цьому відношенні книга К. Ф. Фокіна не має аналогів у вітчизняній літературі і відповідає найвибагливішим практичним запитам.

К Ф Фокін Головна проблема перевидання Добре написана книга, як правило, витримує два або більше перевидань. Приймаючи рішення про перевидання, автор зазвичай стикається з необхідністю переробки низки розділів або розділів книги з метою приведення їх у відповідність до нових теоретичних розробок і необхідності обліку розвитку будівельної індустрії та інженерного обладнання будівель. Яким би чудовим твором була книга, її часткова переробка є неминучою.

Написане вище відноситься повною мірою і до книги К. Ф. Фокіна, в якій, наприклад, повністю застаріли параграф 3 глави IV і параграф 2 глави V. Якби живий автор, він виконав цю роботу з властивим йому талантом. Якби цю працю взяли на себе наукові редактори, то це була б інша книга, написана не тільки Костянтином Федоровичем Фокіним. І невідомо, чи зберегла б вона існуючу цінність і привабливість. Є ще інший шлях – зробити численні коментарі до застарілого матеріалу книги. Але ці коментарі могли знизити цінність оригінального тексту. І в цьому випадку це була б інша книга. Тому було прийнято рішення про повне збереження авторського тексту з мінімальною кількістю коментарів та заміною технічної системи одиниць на систему одиниць, що застосовується в сучасному будівництві (СН 528-80 «Перелік одиниць фізичних величин, що підлягають застосуванню у будівництві»). Остання обставина гармонізує приклади книги для сучасного сприйняття.

Особливості редагування п'ятого видання Основна трудомісткість редагування п'ятого видання книги виявилася пов'язаною з перерахунком численних прикладів, представлених у технічній системі одиниць, у систему одиниць, що застосовується в сучасному будівництві.

Прикладам, що містяться в четвертому виданні книги, притаманні такі особливості:

Одне і те конструктивне рішення фігурує в декількох прикладах, наприклад, в розрахунку опору теплопередачі, потім необхідного опору теплопередачі і, нарешті, в розрахунку теплостійкості;

У ряді випадків дається відсоткова оцінка розбіжності результатів розрахунків або результати розрахунків порівнюються з необхідними значеннями за санітарно-гігієнічними умовами.

Переведення теплотехнічних показників з технічної системи одиниць у сучасну систему одиниць виконувалося шляхом їх множення на відповідні коефіцієнти. У технічній системі коефіцієнт теплопровідності вимірюється ккал/(м год °С). Для переходу в сучасну систему одиниць, у якій цей коефіцієнт вимірюється в Вт/(м °С), необхідно значення коефіцієнта теплопровідності помножити на 1,163. Наприклад, значення коефіцієнта теплопровідності залізобетону в технічній системі одиниць дорівнює 1,4 ккалДм ч °С), а в сучасній системі одиниць при множенні на 1,163 і наступному округленні дорівнюватиме 1,63 Вт/(м °С). Використання в прикладах округлених значень у ряді випадків призводить до того, що кінцевий результат розрахунку тією чи іншою мірою відрізняється від результатів розрахунку у четвертому виданні книги. Крім того, таке застосування перекладних коефіцієнтів призвело до того, що в деяких випадках з'явилися додаткові коефіцієнти в рівняннях, використаних автором для опису процесів, наприклад, рівняння (92).

Проведений аналіз показав: для того щоб результати розрахунків, представлених у четвертому виданні в технічній системі одиниць, збігалися з результатами розрахунків, представлених у п'ятому виданні в сучасній системі одиниць, необхідно розрахунки проводити з більшим ступенем точності, ніж це прийнято в практикі, тобто з великою кількістю знаків після коми. Однак, якщо проводити Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель обчислення за допомогою електронної обчислювальної техніки без виведення проміжних результатів, цієї проблеми можна уникнути.

Ще одна проблема перевидання була пов'язана з тим, що з часу опублікування четвертого видання книги змінилися нормативна база та принцип нормування теплозахисту будівель, які в даний час представлені, наприклад, у СНіП «Тепловий захист будівель». У п'ятому виданні були збережені посилання на нормативні документи, що діють у той період: СНиП «Будівельна кліматологія» та «Будівельна теплотехніка».

Наукові редактори сподіваються, що п'яте видання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» буде затребуване найширшим колом фахівців і стане скромною даниною вдячності та поваги, на яку заслуговує цей видатний вітчизняний діяч науки.

Наукові редактори далекі від думки, що їхня робота вільна від недоліків, які може виявити уважний читач, і з вдячністю приймуть усі зауваження, коментарі та оцінки.

Тут ми маємо приємну можливість висловити глибоку подяку з працівнику кафедри «Опалення та вентиляція» МДСУ А. С. Маркевичу за велику допомогу у роботі над п'ятим виданням.

–  –  –

Отримані Костянтином Федоровичем результати досі представлені в нормативні документи. Проведені ним дослідження послужили основою теорії конструювання огороджувальних конструкцій будівель і зробили ім'я вченого широко відомим інженерам-будівельникам.

Усі праці Костянтина Федоровича були значні у розвиток будівельної теплофізики. Підсумовуючи майже 30-річну роботу в ЦНІПС, він писав. «Маю 24 друковані наукові праці з питань будівельної теплотехніки», «30 науково-технічних звітів у вигляді рукописів», «основна праця - книга "Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель"».

Паралельно з науково-дослідною роботою Костянтин Федорович викладав дисципліну «Будівельна теплотехніка» з 1928 по 1937 роки. у МИСИ ім.

В. В. Куйбишева та з 1936 по 1946 гг. в Мархі як доцент.

З січня 1957 р. Костянтин Федорович разом із лабораторією було переведено у щойно освічений НДІ Будівельної фізики та огороджувальних конструкцій академії будівництва та архітектури СРСР. Однак у квітні того ж року він перейшов до НДІМосбуду. У цьому інституті він працював до кінця життя (помер у 1972 р.) – спочатку на посаді старшого наукового співробітника, а потім завідувача сектором.

Як справжній вчений К. Ф. Фокін завжди прагнув, щоб основні положення прикладної науки органічно поєднувалися з практикою, що перевіряла теорії, що розвиваються. Він брав участь у розробці огороджувальних конструкцій унікальних будівель у Москві: Кремлівського Палацу з'їздів, висотних будівель, а також готелів «Росія», «Національ», інституту «Гідропроект» та ін. старовини: Останкінського палацу, кремля у Володимирі та ін. Він активно співпрацював у науково-технічній раді Міністерства культури СРСР з охорони пам'яток.

Починаючи з 1928 р. К. Ф. Фокін був членом вчених рад низки вузів, науково-дослідних, проектних та будівельних організацій: МИСИ ім. В. В. Куйби шева, ЦНДПС, ЦНДІ МПС, НДІСФ, МНДІТЕП, Моспроекту, НДІМосбуду, Головмосбуду та ін Єдиний син Костянтина Федоровича - курсант військового училища - загинув у 1941 р. при обороні Ленінграда. У роки Великої Вітчизняної війни Костянтин Федорович брав участь у проектуванні оборонних об'єктів. Його роботи були відзначені високими урядовими нагородами. У 1953 р. він був нагороджений орденом Леніна.

Костянтин Федорович Фокін є одним із засновників будівельної теплофізики. Він жив і працював у період становлення цієї галузі науки. З деяких питань виникали гострі суперечки. За відстоювання своєї позиції Костянтин Федорович завжди виявляв самовідданість і принциповість Роботи Костянтина Федоровича принесли йому світову популярність і поряд з роботами інших радянських учених закріпили світовий пріоритет вітчизняної школи будівельної теплофізики.

Будівельна теплотехніка займається вивченням теплопередачі та повітропроникнення через огороджувальні конструкції будівель, а також вологісного режиму огороджувальних конструкцій, пов'язаного з процесами теплопередачі.

Знання будівельної теплотехніки необхідне будівельникам для раціонального проектування зовнішніх конструкцій, що захищають. Особливо велике значення має знання будівельної теплотехніки для сучасного будівництва, в якому широко застосовуються збірні полегшені конструкції з нових ефективних матеріалів.

Від теплотехнічних якостей зовнішніх огорож будівель залежать: а) в опалювальних будівлях - кількість теплоти, що втрачається будівлею в зимовий період; б) у холодильниках - кількість холоду, що втрачається в літній час, а отже, необхідна потужність холодильної установки та вартість експлуатації холодильника;

в) сталість температури повітря у будівлі у часі при нерівномірній віддачі теплоти системою опалення; г) захист будівлі від перегріву влітку; д) температура внутрішньої поверхні огорожі, що гарантує від утворення на ній конденсату; е) вологий режим огорожі, що впливає на теплозахисні якості огорожі та її довговічність.

Тільки ясне уявлення про процеси, що відбуваються в огородженнях при тій передачі, і вміння користуватися відповідними розрахунками дають можливість проектувальнику забезпечити необхідні теплотехнічні якості зовнішніх конструкцій, що захищають.

Будівельна теплотехніка як розділ будівельної фізики створена СРСР першій половині XX в. радянськими вченими, роботи яких забезпечили нашій країні пріоритет та провідне становище у світовій науці. Книга проф. В. Д. Мачинського «Теплотехнічні засади цивільного будівництва», що вийшла 1925 р., була першою роботою з будівельної теплотехніки. Великий вплив на розвиток будівельної теплотехніки справили роботи проф. О. Є. Власова, особливо його праця теплостійкості огороджувальних конструкцій та дослідження вологого режиму. На основі теорії теплостійкості О. Є. Власова канд. техн.

наук А. М. Шкловер розробив метод розрахунку загасання температурних коливань в огородженні та коливань температури повітря в будівлі, а проф. Л. А. Семенів - практичний метод розрахунку коливань температури повітря в приміщенні при пічному опаленні.

Практичний метод розрахунку вологого режиму огорож при зволоженні їх пароподібною і рідкою вологою, метод розрахунку температурних полів в огороджувальних конструкціях, методика визначення розрахункових температур зовнішнього повітря розроблено автором книги. Канд. техн. наук Р. Є. Брилінг розробив питання повітропроникнення огорож, а також міграції вологи у будівельних матеріалах.

Розробці теорії проектування конструкцій, що захищають, а також створенню основ будівельної кліматології та кліматичного районування території СРСР присвячені роботи проф. В. М. Іллінського. Великий внесок у будівельну теплотехніку зробили роботи д-рів техн. наук В. Н. Богословського, Ф. В. Ушкова, А. У. Франчука.

Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель У книзі для пояснення викладених методів розрахунку наводиться велика кількість числових прикладів. У цих прикладах розглядаються сучасні конструкції великопанельних будівель і конструкції із застосуванням цегли, дрібнорозмірних штучних матеріалів і деревини, які освоєні і стали в міському будівництві традиційними, а в умовах широкого розвитку сільського будівництва набувають особливого значення. У методичному відношенні ці приклади підібрано так, що можуть бути використані при теплотехнічних розрахунках та оперативній оцінці нових конструктивних рішень огорож із застосуванням високоефективних утеплювачів. На підставі результатів числових прикладів можуть бути встановлені загальні принципи конструювання огорож, що володіють необхідною економічністю та довговічністю.

Основні літерні позначення Q – кількість теплоти, кДж, або тепловий потік, Вт;

q - густина теплового потоку, Вт/м2;

/ - Температура повітря, ° С;

/в - температура внутрішнього повітря, °З;

/н - температура зовнішнього повітря, °З;

Т-абсолютна температура, К (Т = t + 273,16 ° С);

т - температура матеріалу чи поверхні огорожі, °З;

тв – температура внутрішньої поверхні огорожі, °С;

тн – температура зовнішньої поверхні огорожі, °С;

тр - температура точки роси, ° С;

At – амплітуда коливання температури повітря, °С;

Ах - амплітуда коливання температури поверхні, °З;

X - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м °С);

Хе - еквівалентний коефіцієнт теплопровідності повітряного прошарку, Вт/(м-С);

с - питома теплоємність матеріалу, кДж/(кг °З);

g - густина скелета матеріалу, кг/м3;

у - густина матеріалу, кг/м3;

а - коефіцієнт температуропровідності матеріалу, м2/с;

s – коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу, Вт/(м2 °С);

у – коефіцієнт теплозасвоєння поверхні, Вт/(м2 °С);

Ъ - коефіцієнт теплової активності матеріалу, Вт з ° "5/(м2 ° С);

З - коефіцієнт випромінювання матеріалу, Вт/(м2 К4);

до - коефіцієнт теплопередачі огорожі, Вт/(м2 °С);

RQ - опір теплопередачі огорожі, м2 ° С/Вт;

R - термічний опір шару, м2 ° С/Вт;

с - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт / (м2 ° С);

ал - коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2 °С);

0 g - коефіцієнт тепловіддачі (теплосприйняття) у внутрішній поверхні, C Вт/(м2-С);

RB - опір теплосприйняттю, м2 ° С/Вт;

а н - коефіцієнт тепловіддачі біля зовнішньої поверхні, Вт/(м2 ° С);

RH - опір тепловіддачі, Вт/(м2 С);

D – характеристика теплової інерції огородження;

W-щільність потоку повітря, що проходить через огорожу або шар матеріалу, кг/(м 2# год);

1) – швидкість руху повітря, м/с;

/ - Коефіцієнт повітропроникності матеріалу, кг/(м ч Па);

Ар - різницю тиску повітря, Па;

RH - опір повітропроникненню шару, м2 год Па/кг;

е - парціальний тиск (пружність) водяної пари, Па;

Е - тиск (максимальна пружність) насиченої водяної пари, Па;

/ - Абсолютна вологість повітря, г / м3;

Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель ф - відносна вологість повітря, %;

сов - вологість матеріалу, % за масою;

со0 - об'ємна вологість матеріалу, %;

--

Технічна бібліотека НП "АВОК"

К. Ф. Фокін

Будівельна теплотехніка

огороджувальних частин

5-те видання, переглянуте

"АВОК-ПРЕС"

УДК 699.8:621.18

Висловлюємо подяку партнеру

за виданням книги – фірмі «Арктика»

АРКТИКА

ПОЛЮС СТАБІЛЬНОСТІ

W W W ARKTIKA RU


Наукові редактори: Ю. А. Табунщиков, В. Г. Гагарін Фокін К. Ф. Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель / За ред.

Ю. А. Табунщикова, В. Г. Гагаріна. - 5-те вид., Перегляд. – М.: АВОК-ПРЕС, 2006. – 256 с. - 5000 екз. - ISBN 5-98267-023-5.

Книга містить докладний виклад теплотехнічних властивостей будівельних матеріалів, теплопередачі при стаціонарному тепловому потоці, розрахунку плоских і просторових температурних полів, повітропроникнення огорож, особливостей теплотехнічного режиму окремих частин зовнішніх огорож, вологісного режиму огорож при зволоженні їх рідкої та пароподібної.

Переказ пояснюється великою кількістю числових прикладів.

Книга адресована фахівцям у галузі проектування, викладачам та студентам інженерно-будівельних та архітектурних вузів.

ISBN 5-98267-023-5 © ТОВ ІІП «АВОК-ПРЕС», 2006 Зміст Від редакції Про автора Вступ Основні літерні позначення Частина I. Теплопередача Глава 1. Основні поняття та рівняння теплопередачі

1. Теплопровідність 16

2. Теплопередача конвекцією

3. Теплопередача випромінюванням Глава II. Теплотехнічні властивості будівельних матеріалів 23

1. Пористість та щільність

2. Вологість

3. Теплопровідність

4. Теплоємність

5. Теплове випромінювання 34 Розділ III. Теплопередача при стаціонарному тепловому потоці

1. Розрахунок опору теплопередачі огорож 36

2. Розрахунок температури в огорожі 50

3. Розрахунок температури внутрішньої поверхні огорожі при інтенсивному випромінюванні

4. Повітряні прошарки

5. Нормування опору теплопередачі зовнішніх огорож Глава IV. Температурні поля та їх розрахунок 71

1. Плоске температурне поле

2. Просторове температурне поле 80

3. Електромоделювання температурних полів 87

–  –  –

Програми. Довідкові таблиці Від редакції Чому ми дійшли переконання про необхідність перевидання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка частин будівель, що огороджують»

Четверте видання книги, що вийшло 1973 р. тиражем 14000 екземплярів, розійшлося буквально протягом двох місяців і сьогодні є бібліографічною рідкістю. Її з великим інтересом і користю читають фахівці різних професійних рівнів та інтересів: проектувальники, науковці від аспірантів до професорів, студенти, фахівці суміжних професій. Кожна категорія читачів знаходить у ній багато повчального, у тому числі в прикладах вибору правильного рішення та пояснення складних явищ тепломасообміну, що відбуваються в огороджувальних частинах будівлі.

Настільки великий успіх книги викликаний, на нашу думку, такими обставинами:

Автор був талановитим вченим, що мав унікальний досвід реалізації основних положень прикладної науки на численних будівельних об'єктах, якими була багата будівельна індустрія довоєнного і післявоєнного періодів;

В основу книги були покладені лекції, які автор читав у Московському інженерно-будівельному та архітектурному інститутах;

У додатку до книги містяться розрахункові та експериментально визначені значення теплофізичних показників будівельних матеріалів, деякі з яких представлені тільки в цій книзі. З урахуванням відомої ретельності автора при проведенні експериментів та обробці даних ці значення і зараз використовуються як зразкові.

Звичайно, за 33 роки, що минули з дня виходу четвертого видання книги, у будівництві відбулося багато принципових змін. З'явилися будівлі нового функціонального призначення, нові конструкції стін, вікон і т. д. Значний розвиток набули теоретичних питань, величезну роль для проведення розрахунків та проектування відіграли комп'ютерні технології.

І все ж які б успіхи не робила теорія будівельної теплотехніки, а також методи розрахунку та проектування, засновані на застосуванні найдосконалішої комп'ютерної техніки, все ще залишаються необхідними, а часом відіграють вирішальну роль традиційні інженерні методи і прийоми, що використовують накопичений досвід і розуміння .

Щоб по-справжньому бути корисною фахівцям, які ведуть конкретні дослідження, книга повинна містити практичні приклади застосування теорії І чим більше таких прикладів, тим більша цінність книги для інженерів. У цьому відношенні книга К. Ф. Фокіна не має аналогів у вітчизняній літературі і відповідає найвибагливішим практичним запитам.

К Ф Фокін

Головна проблема перевидання Добре написана книга, як правило, витримує два або більше перевидань. Приймаючи рішення про перевидання, автор зазвичай стикається з необхідністю переробки низки розділів або розділів книги з метою приведення їх у відповідність до нових теоретичних розробок і необхідності обліку розвитку будівельної індустрії та інженерного обладнання будівель. Яким би чудовим твором була книга, її часткова переробка є неминучою.

Написане вище відноситься повною мірою і до книги К. Ф. Фокіна, в якій, наприклад, повністю застаріли параграф 3 глави IV і параграф 2 глави V. Якби живий автор, він виконав цю роботу з властивим йому талантом. Якби цю працю взяли на себе наукові редактори, то це була б інша книга, написана не тільки Костянтином Федоровичем Фокіним. І невідомо, чи зберегла б вона існуючу цінність і привабливість. Є ще інший шлях – зробити численні коментарі до застарілого матеріалу книги. Але ці коментарі могли знизити цінність оригінального тексту. І в цьому випадку це була б інша книга. Тому було прийнято рішення про повне збереження авторського тексту з мінімальною кількістю коментарів та заміною технічної системи одиниць на систему одиниць, що застосовується в сучасному будівництві (СН 528-80 «Перелік одиниць фізичних величин, що підлягають застосуванню у будівництві»). Остання обставина гармонізує приклади книги для сучасного сприйняття.

Особливості редагування п'ятого видання Основна трудомісткість редагування п'ятого видання книги виявилася пов'язаною з перерахунком численних прикладів, представлених у технічній системі одиниць, у систему одиниць, що застосовується в сучасному будівництві.

Прикладам, що містяться в четвертому виданні книги, притаманні такі особливості:

Одне і те конструктивне рішення фігурує в декількох прикладах, наприклад, в розрахунку опору теплопередачі, потім необхідного опору теплопередачі і, нарешті, в розрахунку теплостійкості;

У ряді випадків дається відсоткова оцінка розбіжності результатів розрахунків або результати розрахунків порівнюються з необхідними значеннями за санітарно-гігієнічними умовами.

Переведення теплотехнічних показників з технічної системи одиниць у сучасну систему одиниць виконувалося шляхом їх множення на відповідні коефіцієнти. У технічній системі коефіцієнт теплопровідності вимірюється ккал/(м год °С). Для переходу в сучасну систему одиниць, у якій цей коефіцієнт вимірюється в Вт/(м °С), необхідно значення коефіцієнта теплопровідності помножити на 1,163. Наприклад, значення коефіцієнта теплопровідності залізобетону в технічній системі одиниць дорівнює 1,4 ккалДм ч °С), а в сучасній системі одиниць при множенні на 1,163 і наступному округленні дорівнюватиме 1,63 Вт/(м °С). Використання в прикладах округлених значень у ряді випадків призводить до того, що кінцевий результат розрахунку тією чи іншою мірою відрізняється від результатів розрахунку у четвертому виданні книги. Крім того, таке застосування перекладних коефіцієнтів призвело до того, що в деяких випадках з'явилися додаткові коефіцієнти в рівняннях, використаних автором для опису процесів, наприклад, рівняння (92).

Проведений аналіз показав: для того щоб результати розрахунків, представлених у четвертому виданні в технічній системі одиниць, збігалися з результатами розрахунків, представлених у п'ятому виданні в сучасній системі одиниць, необхідно розрахунки проводити з більшим ступенем точності, ніж це прийнято в практикі, тобто з великою кількістю знаків після коми. Однак, якщо виробляти

Обчислення за допомогою електронної обчислювальної техніки без виведення проміжних результатів цієї проблеми можна уникнути.

Ще одна проблема перевидання була пов'язана з тим, що з часу опублікування четвертого видання книги змінилися нормативна база та принцип нормування теплозахисту будівель, які в даний час представлені, наприклад, у СНіП «Тепловий захист будівель». У п'ятому виданні були збережені посилання на нормативні документи, що діють у той період: СНиП «Будівельна кліматологія» та «Будівельна теплотехніка».

Наукові редактори сподіваються, що п'яте видання книги Костянтина Федоровича Фокіна «Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель» буде затребуване найширшим колом фахівців і стане скромною даниною вдячності та поваги, на яку заслуговує цей видатний вітчизняний діяч науки.

Наукові редактори далекі від думки, що їхня робота вільна від недоліків, які може виявити уважний читач, і з вдячністю приймуть усі зауваження, коментарі та оцінки.

Тут ми маємо приємну можливість висловити глибоку подяку з працівнику кафедри «Опалення та вентиляція» МДСУ А. С. Маркевичу за велику допомогу у роботі над п'ятим виданням.

–  –  –

Отримані Костянтином Федоровичем результати досі представлені у нормативних документах. Проведені ним дослідження послужили основою теорії конструювання огороджувальних конструкцій будівель і зробили ім'я вченого широко відомим інженерам-будівельникам.

Усі праці Костянтина Федоровича були значні у розвиток будівельної теплофізики. Підсумовуючи майже 30-річну роботу в ЦНІПС, він писав. «Маю 24 друковані наукові праці з питань будівельної теплотехніки», «30 науково-технічних звітів у вигляді рукописів», «основна праця - книга "Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель"».

Паралельно з науково-дослідною роботою Костянтин Федорович викладав дисципліну «Будівельна теплотехніка» з 1928 по 1937 роки. у МИСИ ім.

В. В. Куйбишева та з 1936 по 1946 гг. в Мархі як доцент.

З січня 1957 р. Костянтин Федорович разом із лабораторією було переведено у щойно освічений НДІ Будівельної фізики та огороджувальних конструкцій академії будівництва та архітектури СРСР. Однак у квітні того ж року він перейшов до НДІМосбуду. У цьому інституті він працював до кінця життя (помер у 1972 р.) – спочатку на посаді старшого наукового співробітника, а потім завідувача сектором.

Як справжній вчений К. Ф. Фокін завжди прагнув, щоб основні положення прикладної науки органічно поєднувалися з практикою, що перевіряла теорії, що розвиваються. Він брав участь у розробці огороджувальних конструкцій унікальних будівель у Москві: Кремлівського Палацу з'їздів, висотних будівель, а також готелів «Росія», «Національ», інституту «Гідропроект» та ін. старовини: Останкінського палацу, кремля у Володимирі та ін. Він активно співпрацював у науково-технічній раді Міністерства культури СРСР з охорони пам'яток.

Починаючи з 1928 р. К. Ф. Фокін був членом вчених рад низки вузів, науково-дослідних, проектних та будівельних організацій: МИСИ ім. В. В. Куйби шева, ЦНДПС, ЦНДІ МПС, НДІСФ, МНДІТЕП, Моспроекту, НДІМосбуду, Головмосбуду та ін Єдиний син Костянтина Федоровича - курсант військового училища - загинув у 1941 р. при обороні Ленінграда. У роки Великої Вітчизняної війни Костянтин Федорович брав участь у проектуванні оборонних об'єктів. Його роботи були відзначені високими урядовими нагородами. У 1953 р. він був нагороджений орденом Леніна.

Костянтин Федорович Фокін є одним із засновників будівельної теплофізики. Він жив і працював у період становлення цієї галузі науки. З деяких питань виникали гострі суперечки. За відстоювання своєї позиції Костянтин Федорович завжди виявляв самовідданість і принциповість Роботи Костянтина Федоровича принесли йому світову популярність і поряд з роботами інших радянських учених закріпили світовий пріоритет вітчизняної школи будівельної теплофізики.

Будівельна теплотехніка займається вивченням теплопередачі та повітропроникнення через огороджувальні конструкції будівель, а також вологісного режиму огороджувальних конструкцій, пов'язаного з процесами теплопередачі.

Знання будівельної теплотехніки необхідне будівельникам для раціонального проектування зовнішніх конструкцій, що захищають. Особливо велике значення має знання будівельної теплотехніки для сучасного будівництва, в якому широко застосовуються збірні полегшені конструкції з нових ефективних матеріалів.

Від теплотехнічних якостей зовнішніх огорож будівель залежать: а) в опалювальних будівлях - кількість теплоти, що втрачається будівлею в зимовий період; б) у холодильниках - кількість холоду, що втрачається в літній час, а отже, необхідна потужність холодильної установки та вартість експлуатації холодильника;

в) сталість температури повітря у будівлі у часі при нерівномірній віддачі теплоти системою опалення; г) захист будівлі від перегріву влітку; д) температура внутрішньої поверхні огорожі, що гарантує від утворення на ній конденсату; е) вологий режим огорожі, що впливає на теплозахисні якості огорожі та її довговічність.

Тільки ясне уявлення про процеси, що відбуваються в огородженнях при тій передачі, і вміння користуватися відповідними розрахунками дають можливість проектувальнику забезпечити необхідні теплотехнічні якості зовнішніх конструкцій, що захищають.

Будівельна теплотехніка як розділ будівельної фізики створена СРСР першій половині XX в. радянськими вченими, роботи яких забезпечили нашій країні пріоритет та провідне становище у світовій науці. Книга проф. В. Д. Мачинського «Теплотехнічні засади цивільного будівництва», що вийшла 1925 р., була першою роботою з будівельної теплотехніки. Великий вплив на розвиток будівельної теплотехніки справили роботи проф. О. Є. Власова, особливо його праця теплостійкості огороджувальних конструкцій та дослідження вологого режиму. На основі теорії теплостійкості О. Є. Власова канд. техн.

наук А. М. Шкловер розробив метод розрахунку загасання температурних коливань в огородженні та коливань температури повітря в будівлі, а проф. Л. А. Семенів - практичний метод розрахунку коливань температури повітря в приміщенні при пічному опаленні.

Практичний метод розрахунку вологого режиму огорож при зволоженні їх пароподібною і рідкою вологою, метод розрахунку температурних полів в огороджувальних конструкціях, методика визначення розрахункових температур зовнішнього повітря розроблено автором книги. Канд. техн. наук Р. Є. Брилінг розробив питання повітропроникнення огорож, а також міграції вологи у будівельних матеріалах.

Розробці теорії проектування конструкцій, що захищають, а також створенню основ будівельної кліматології та кліматичного районування території СРСР присвячені роботи проф. В. М. Іллінського. Великий внесок у будівельну теплотехніку зробили роботи д-рів техн. наук В. Н. Богословського, Ф. В. Ушкова, А. У. Франчука.

Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель

У книзі для пояснення викладених методів розрахунку наводиться велика кількість числових прикладів. У цих прикладах розглядаються сучасні конструкції великопанельних будівель і конструкції із застосуванням цегли, дрібнорозмірних штучних матеріалів і деревини, які освоєні і стали в міському будівництві традиційними, а в умовах широкого розвитку сільського будівництва набувають особливого значення. У методичному відношенні ці приклади підібрано так, що можуть бути використані при теплотехнічних розрахунках та оперативній оцінці нових конструктивних рішень огорож із застосуванням високоефективних утеплювачів. На підставі результатів числових прикладів можуть бути встановлені загальні принципи конструювання огорож, що володіють необхідною економічністю та довговічністю.

Основні літерні позначення Q – кількість теплоти, кДж, або тепловий потік, Вт;

q - густина теплового потоку, Вт/м2;

/ - Температура повітря, ° С;

/в - температура внутрішнього повітря, °З;

/н - температура зовнішнього повітря, °З;

Т-абсолютна температура, К (Т = t + 273,16 ° С);

т - температура матеріалу чи поверхні огорожі, °З;

тв – температура внутрішньої поверхні огорожі, °С;

тн – температура зовнішньої поверхні огорожі, °С;

тр - температура точки роси, ° С;

At – амплітуда коливання температури повітря, °С;

Ах - амплітуда коливання температури поверхні, °З;

X - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м °С);

Хе - еквівалентний коефіцієнт теплопровідності повітряного прошарку, Вт/(м-С);

с - питома теплоємність матеріалу, кДж/(кг °З);

g - густина скелета матеріалу, кг/м3;

у - густина матеріалу, кг/м3;

а - коефіцієнт температуропровідності матеріалу, м2/с;

s – коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу, Вт/(м2 °С);

у – коефіцієнт теплозасвоєння поверхні, Вт/(м2 °С);

Ъ - коефіцієнт теплової активності матеріалу, Вт з ° "5/(м2 ° С);

З - коефіцієнт випромінювання матеріалу, Вт/(м2 К4);

до - коефіцієнт теплопередачі огорожі, Вт/(м2 °С);

RQ - опір теплопередачі огорожі, м2 ° С/Вт;

R - термічний опір шару, м2 ° С/Вт;

с - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт / (м2 ° С);

ал - коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м2 °С);

0 g - коефіцієнт тепловіддачі (теплосприйняття) у внутрішній поверхні, C Вт/(м2-С);

RB - опір теплосприйняттю, м2 ° С/Вт;

а н - коефіцієнт тепловіддачі біля зовнішньої поверхні, Вт/(м2 ° С);

RH - опір тепловіддачі, Вт/(м2 С);

D – характеристика теплової інерції огородження;

W-щільність потоку повітря, що проходить через огорожу або шар матеріалу, кг/(м 2# год);

1) – швидкість руху повітря, м/с;

/ - Коефіцієнт повітропроникності матеріалу, кг/(м ч Па);

Ар - різницю тиску повітря, Па;

RH - опір повітропроникненню шару, м2 год Па/кг;

е - парціальний тиск (пружність) водяної пари, Па;

Е - тиск (максимальна пружність) насиченої водяної пари, Па;

/ - Абсолютна вологість повітря, г / м3;

Будівельна теплотехніка огороджувальних частин будівель

ф - відносна вологість повітря, %;

сов - вологість матеріалу, % за масою;

со0 - об'ємна вологість матеріалу, %;

}