Окунев Александр Юрьевич, канд. физ.-мат. наук, гл. научный сотрудник,
127238, г. Москва, Локомотивный проезд, 21.
Alexander Yu. Okunev, PhD, Senior Researcher,
21, Lokomotivnyi Proezd, 127238, Moscow.
Левин Евгений Владимирович, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник, гл. научный сотрудник,
127238, г. Москва, Локомотивный проезд, 21.
Evgeny V. Levin, PhD, Senior Researcher,
21, Lokomotivnyi Proezd, 127238, Moscow.
Актуальность. Ограждающие конструкции зданий находятся в постоянно меняющихся внешних тепловых условиях, это приводит к изменениям внутреннего теплового микроклимата помещений, что необходимо учитывать при проектировании тепловой защиты зданий и инженерных систем отопления, вентиляции и кондиционирования. При этом оболочки зданий могут содержать вентилируемый фасад на относе и/или кровлю с вентилируемым зазором. В большинстве известных результатов исследований и методик расчета теплопереноса через такие конструкции, в силу сложности его механизма, недостаточно полно и точно учитывается нестационарность внешних тепловых воздействий. Причиной является невысокая эффективность и точность используемых методик расчета.
Цель выполненных исследований – создание эффективной физико-математической модели, позволяющей проводить расчеты нестационарного теплопереноса через стеновые ограждающие конструкции и покрытия, содержащие легкие фасады с вентилируемым зазором.
Методы. Для проведения расчетов разработана комбинированная аналитическая и численная модель теплопереноса через ограждающие конструкции и покрытия, содержащие вентилируемый зазор. Модель включает итерационный расчет нестационарного переноса тепла в вентилируемом зазоре с использованием уравнений «мгновенного» теплового баланса в вентилируемой прослойке с учетом конечно-разностного детального расчета нестационарного переноса теплоты в ограждающей конструкции.
Результаты. Результаты, получаемые с использованием разработанной модели, показывают хорошее совпадение с известными экспериментальными и расчетными данными. В частности, для апробации модели рассмотрен случай теплопоступлений в помещение через легкий вентилируемый фасад и при его отсутствии. Показано, что в летний период использование вентилируемого фасада, несмотря на незначительное изменение сопротивления теплопередаче, позволяет значительно сократить теплопоступления в помещение.
Enclosing structures of buildings constantly change external thermal conditions, which leads to changes in the internal thermal microclimate of premises, which must be taken into account when designing thermal protection of buildings and engineering systems for heating, ventilation and air conditioning. Building envelopes contain ventilated facades and/or roofs with a ventilated gap. In most known research results and calculation methods of the heat transfer through structures is not fully and accurately taken into account due to the complexity of its mechanism, non-stationary external thermal effects. The reason is the low efficiency and accuracy of calculation methods.
Purpose: The creation of the effective physical and mathematical model that allows calculating non-steady heat transfer through wall enclosures and coatings containing light facades with a ventilated gap.
Methodology: A combined analytical and numerical model is proposed for the heat transfer through wall enclosing structures and coatings containing a ventilated facade. The model includes an iterative calculation of non-stationary heat transfer in a ventilated gap using balance equations of non-stationary heat in a ventilated layer, taking into account the finite-difference detailed calculation of non-stationary heat transfer in the enclosing structure.
Research findings: Based on the proposed model, good agreement is shown for experimental data and theoretical calculations. For the model testing, the heat gain into the room through a light ventilated facade and in its absence are considered. It is shown that in summer, the ventilated facade allows for a significant heat reduction in the room, despite an insignificant change in the heat transfer resistance.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.