| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Архитектура > Всегда ли температура на внутренней поверхности внешних стен равна температуре воздуха в помещении?

Всегда ли температура на внутренней поверхности внешних стен равна температуре воздуха в помещении?

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 28.08.2019, 20:25 #1
Всегда ли температура на внутренней поверхности внешних стен равна температуре воздуха в помещении?
Arrh
 
Регистрация: 26.11.2008
Сообщений: 90

Добрый вечер.

Вот балуюсь в ANSYS CFD моделированием.

Задал просчет, условно бесконечный, чтобы все в равновесии стало.
Снаружи воздух -30, внутри +20+-.

Однако на внутренней поверхности внешних стен температура +3 максимум, хотя сам воздух внутри помещения +20 примерно (прикрепил) - в моем понимании температура на внутренней поверхности внешней стены должна быть +20 тоже - да и 2d калькуляторы говорят об этом же.

Влажность я отключил, так что зона конденсации исключается.
Если бы не исключалась, тогда действительно такое могло бы быть из-за того что газоблок 400мм D400 намокал и как теплоизолятор особо и не работал.
Однако тогда бы и температура воздуха внутри помещщения возле этих стен была бы более низкой.

Так как время условно задано бесконечное, то результат выдается уже в равновесной системе.
Нет такого, что воздух от котла теплый, а стены ещё не прогрелись.

Естественная вентиляция работает.

Все материалы заданы с запасом по теплозащитным характеристикам.

Вот и возник вопрос - всегда ли внутрення поверхность внешних стен равна температуре воздуха внутри помещения? - по моей логике всегда, когда все в равновесии - может я чего не знаю?

Благодарю.

Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: ДОМ___CFD___Температура внешней стены___1.jpg
Просмотров: 155
Размер:	121.3 Кб
ID:	217237  


Последний раз редактировалось Arrh, 29.08.2019 в 12:42.
Просмотров: 2945
 
Непрочитано 29.08.2019, 02:22
1 | 1 #2
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 264


При обычных расчетах на забортный минус температура поверхности ниже температуры воздуха. И чем меньше сопротивление стены, тем меньше температура на ее поверхности. Одна из проверок по СП 50.13330 - как раз ограничение температуры поверхности (п. 4.2, формула 5.4 и табл. 5). В расчете это учитывается в виде коэффициентов теплоотдачи и тепловосприятия - это все равно что добавить к конструкции два дополнительных слоя воздуха изнутри и снаружи, и включить их в состав конструкции; снаружи слоя температура равна заданной, внутри (возле стены) отличается. Подробности - в любом учебнике по строительной теплотехнике (Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. 1973).

А в расчетных программах МКЭ есть разные виды граничных условий для поверхности:
  1. Фиксированная температура поверхности. Температура будет ровно такая, как задано. Если ее по ошибке задать в расчете - получится ненормативное решение.
  2. Фиксированная температура среды и коэффицент обмена. То, что положено делать по СП. Температура стены будет меньше, чем воздуха. Можно делать проверки на нормируемый перепад и конденсат на поверхности.
  3. Лучистый теплообмен - со средой заданной температуры и между расчетными поверхностями - дополнительный учет теплопереноса между частями с разной температурой. Расчет ненормативный, но примеры таких расчетов попадались в старом пособии (Пособие по теплотехническому расчету инвентарных зданий (передвижных контейнерных и сборно-разборных) (к снип II-3-79*)) - видимо, позволяют вытащить десяток-другой процентов резерва в крайних случаях.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Фокин.png
Просмотров: 82
Размер:	157.4 Кб
ID:	217243  
__________________
Учись долго, умри дураком
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 04:32
#3
РастОК

Конструктор-Проектировщик
 
Регистрация: 24.12.2008
Одесса-Мама
Сообщений: 2,105


"Всегда ли внутренняя поверхность внешних стен равна температуре воздуха внутри помещения? - по моей логике всегда, когда все в равновесии - может я чего не знаю?"

Ты, когда хреновый термос берёшь в мороз в руки, чувствуешь от него тепло? Но наружный же воздух -25 почему-же тогда его поверхность теплее, чем наружный воздух? #Логика_с_другой_стороны_стены
__________________
Если невнятное ТЗ, то результат получится ХЗ.
РастОК вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 06:09
1 | 2 #4
ShaggyDoc

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam
 
Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 11,099


Нубий-IV все правильно написал. Добавлю только:

1. Температура внутренней поверхности стены всегда будет меньше температуры граничащего со стеной воздуха. По второму закону термодинамики.
В расчетах это учитывается коэффициентом теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции. Это хоть небольшое по сравнению со всей стеной, но сопротивление. Если какой-то "калькулятор" этого не учитывает, то это неграмотный калькулятор. Но скорее всего неправильно, без понимания физического смысла заданы условия.

2. Температура воздуха в помещении и температура воздуха у поверхности стены - разные вещи. В помещении только условно для расчета температура берется фиксированной, на самом деле она изменяется и по высоте и по расстояниям от стен.

В частном случае может быть и обдув стены более теплым воздухом (как стела в автомобиле). Здесь будут более сложные условия, чем при стационарном теплообмене (еще и конвекция), но все равно поверхность стены имеет температуру ниже, чем у обдувающего воздуха. Хотя может оказаться и выше средней температуры в помещении.
ShaggyDoc вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 09:48
| 1 #5
Bull

Конструктор по сути (машиностроитель)
 
Регистрация: 10.10.2005
Набережные Челны (это где КамАЗ)
Сообщений: 10,913


Цитата:
Сообщение от Arrh Посмотреть сообщение
Всегда ли температура на внутренней поверхности внешних стен равна температуре воздуха в помещении?
Я бы сказал "никогда". Ну, или "почти никогда". В холодные зимы это особенно заметно (впрочем, как и в знойное лето жарой даже ночью). Руку никогда не прикладывали к стенам?
__________________
Век живи, век учись - ...
Bull вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 10:09
#6
zenon

Остекляем!!! Алюминим!!!
 
Регистрация: 21.02.2005
Москва
Сообщений: 3,398
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от Bull Посмотреть сообщение
Руку никогда не прикладывали к стенам?
а причем тут прикладывать руку к стене?
__________________
Мы можем делать быстро, качественно и недорого, выбирайте любые 2 условия.:search:
zenon вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:17
#7
Владимир.

Проектирую
 
Регистрация: 10.01.2005
Сообщений: 3,738


Цитата:
Сообщение от zenon Посмотреть сообщение
а причем тут прикладывать руку к стене?
Приложите руку к внешней стене и к внутренней стене и "почувствуйте разницу".
Владимир. вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:24
#8
zenon

Остекляем!!! Алюминим!!!
 
Регистрация: 21.02.2005
Москва
Сообщений: 3,398
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от Владимир. Посмотреть сообщение
Приложите руку к внешней стене и к внутренней стене и "почувствуйте разницу".
Вообще-то вопрос был о другом.
__________________
Мы можем делать быстро, качественно и недорого, выбирайте любые 2 условия.:search:
zenon вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:38
#9
Komplanar


 
Регистрация: 07.01.2014
Сообщений: 1,597


Хм... Может какие-то специфичные особенности программы? Например, она выстраивает изотерму строго по одному направлению. Потому как, на мой взгляд, при равновесной системе должна не внутренняя сторона быть холодной относительно воздуха, а наружная - быть тёплой относительно наружного воздуха.
Плюс влияние конденсата может быть сложнее - конденсация процесс экзотермический, поэтому конденсация как раз норовит "сгладить" перепад температур, плюс влияние теплового излучения, которое тоже концентрируется на ограждающих поверхностях.
В данном конкретном случае неплохо было бы озвучить задаваемые характеристики в задаче - толщина стены (с одной стороны, упоминается газобетон 400мм, чего очень мало, в -35 такая стена реально будет холодной, с другой "Все материалы заданы с запасом по теплозащитным характеристикам."), теплосопротивление стены.
Komplanar вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:39
1 | 1 #10
Alexander_Student


 
Регистрация: 03.11.2014
Николаев, Украина
Сообщений: 24


Чуть раскрою пояснение ShaggyDoc.
Если температура стены и воздуха одинакова то между ними не будет теплообмена, тогда и считать нечего. А так ни температура стены ни воздуха не будет постоянной, везде и всегда будет сложное трехмерное распределение. А то что принимают за 20 градусов это просто средняя температура.
Alexander_Student вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:49
#11
Bull

Конструктор по сути (машиностроитель)
 
Регистрация: 10.10.2005
Набережные Челны (это где КамАЗ)
Сообщений: 10,913


Цитата:
Сообщение от zenon Посмотреть сообщение
Вообще-то вопрос был о другом.
вопрос был о температуре. Рукой мы ощущаем температуру (или вы нет?). Если температура примерно равна, мы только препятствие ощутим и может быть структуру обоев. Разная температура - ощутим и холод/тепло.
__________________
Век живи, век учись - ...
Bull вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 11:59
#12
balabenuk


 
Регистрация: 04.08.2008
Сообщений: 255


Представьте два абстрактных домика без окон и дверей. Внутри стоит прибор отопления, снаружи мороз. Стены одного дома из пенопласта, другого дома из листового железа (покрылись изморозью изнутри). Трогать стены будете?
balabenuk вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 12:14
#13
zenon

Остекляем!!! Алюминим!!!
 
Регистрация: 21.02.2005
Москва
Сообщений: 3,398
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от balabenuk Посмотреть сообщение
Представьте два абстрактных домика без окон и дверей. Внутри стоит прибор отопления, снаружи мороз. Стены одного дома из пенопласта, другого дома из листового железа (покрылись изморозью изнутри). Трогать стены будете?
В точку! Браво!



Цитата:
Сообщение от Bull Посмотреть сообщение
вопрос был о температуре. Рукой мы ощущаем температуру (или вы нет?). Если температура примерно равна, мы только препятствие ощутим и может быть структуру обоев. Разная температура - ощутим и холод/тепло.
Неверно!
Внимание вопрос! что с точки зрения обывателя холоднее лист железа или лист картона? Оба находятся в одном помещении с температурой воздуха 20градусов.
__________________
Мы можем делать быстро, качественно и недорого, выбирайте любые 2 условия.:search:
zenon вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2019, 12:44
#14
Arrh


 
Регистрация: 26.11.2008
Сообщений: 90


Цитата:
Сообщение от Нубий-IV Посмотреть сообщение
При обычных расчетах на забортный минус температура поверхности ниже температуры воздуха. И чем меньше сопротивление стены, тем меньше температура на ее поверхности. Одна из проверок по СП 50.13330 - как раз ограничение температуры поверхности (п. 4.2, формула 5.4 и табл. 5). В расчете это учитывается в виде коэффициентов теплоотдачи и тепловосприятия - это все равно что добавить к конструкции два дополнительных слоя воздуха изнутри и снаружи, и включить их в состав конструкции; снаружи слоя температура равна заданной, внутри (возле стены) отличается. Подробности - в любом учебнике по строительной теплотехнике (Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. 1973).

А в расчетных программах МКЭ есть разные виды граничных условий для поверхности:
  1. Фиксированная температура поверхности. Температура будет ровно такая, как задано. Если ее по ошибке задать в расчете - получится ненормативное решение.
  2. Фиксированная температура среды и коэффицент обмена. То, что положено делать по СП. Температура стены будет меньше, чем воздуха. Можно делать проверки на нормируемый перепад и конденсат на поверхности.
  3. Лучистый теплообмен - со средой заданной температуры и между расчетными поверхностями - дополнительный учет теплопереноса между частями с разной температурой. Расчет ненормативный, но примеры таких расчетов попадались в старом пособии (Пособие по теплотехническому расчету инвентарных зданий (передвижных контейнерных и сборно-разборных) (к снип II-3-79*)) - видимо, позволяют вытащить десяток-другой процентов резерва в крайних случаях.
Ок.

Напишите мне в ЛС - есть ряд вопросов/предложений

----- добавлено через ~9 мин. -----
Цитата:
Сообщение от Komplanar Посмотреть сообщение
Хм... Может какие-то специфичные особенности программы? Например, она выстраивает изотерму строго по одному направлению. Потому как, на мой взгляд, при равновесной системе должна не внутренняя сторона быть холодной относительно воздуха, а наружная - быть тёплой относительно наружного воздуха.
Плюс влияние конденсата может быть сложнее - конденсация процесс экзотермический, поэтому конденсация как раз норовит "сгладить" перепад температур, плюс влияние теплового излучения, которое тоже концентрируется на ограждающих поверхностях.
В данном конкретном случае неплохо было бы озвучить задаваемые характеристики в задаче - толщина стены (с одной стороны, упоминается газобетон 400мм, чего очень мало, в -35 такая стена реально будет холодной, с другой "Все материалы заданы с запасом по теплозащитным характеристикам."), теплосопротивление стены.
Конденсат я отключил, так как к газоблоку изнутри добавятся ещё какое-какие элементы и конденсата не будет - модель сделана без них, чтобы не растягивать процесс просчета по времени.

Газобетон D400 400мм:

Сопротивление тепловосприятию 0.11 30.0 29.7
400ммГазобетон, газосиликат автоклавный D400 0.117 3.42 29.7 21.1
Сопротивление теплоотдаче 0.04 21.1 21.0

Термическое сопротивление ограждающей конструкции 3.42
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [R] 3.58

Температуру задал для холодной пятидевнки в Арзамасе - для него нормируемый показатель - 3.34
Только у меня не пятидневка, а на протяжении бесконечного времени такая температура.
Но и котел работает постоянно.

----- добавлено через ~11 мин. -----
Физический процесс стал более понятен.

Благодарю.

Осталась последняя часть вопроса - в реальности же не может быть так, что температура на внутренней поверхности внешних стен будет только +3 градуса?
С учетом всего вышеуказанного (температуры, материал стены итд)

Последний раз редактировалось Arrh, 29.08.2019 в 12:56.
Arrh вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 13:11
#15
Komplanar


 
Регистрация: 07.01.2014
Сообщений: 1,597


Чёт я запутался в цифрах.
Цитата:
Сопротивление тепловосприятию 0.11 30.0 29.7
и
Сопротивление теплоотдаче 0.04 21.1 21.0
Что означает каждая из цифр?
Чёт мне кажется, что причина глюка кроется в них.
Komplanar вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 29.08.2019, 13:20
#16
Arrh


 
Регистрация: 26.11.2008
Сообщений: 90


Цитата:
Сообщение от Komplanar Посмотреть сообщение
Чёт я запутался в цифрах.
Что означает каждая из цифр?
Чёт мне кажется, что причина глюка кроется в них.
Прикрепил файлик.

Эт я в 2д калькуляторе уже сравниваю.

А цифры привел, чтобы показать, что газоблок проходит по нормам.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: ДОМ___CFD___Температура внешней стены___2.jpg
Просмотров: 47
Размер:	108.6 Кб
ID:	217285  
Arrh вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 13:33
#17
Komplanar


 
Регистрация: 07.01.2014
Сообщений: 1,597


Если я правильно понял эти цифры, то у вас материал стены лучше отдаёт тепло (наружному воздуху), чем принимает его от воздуха (внутреннего), на почве чего чаша весов "более холодная внутренняя стена или более теплая наружная" склоняется к холодной внутренней.
Второй нюанс может заключаться и в ГСОП, по которому ведётся расчёт (честно фз, как там считает ANSYS CFD), если время условно бесконечное, то и ГСОП может зашкалить. Попробуйте в исходной задаче выставить время, приближённое к ГСОП.
P.S. Чёт для газобетона характеристики завышенные. Очень. ИМХО.
Komplanar вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 14:07
#18
Нубий-IV

Инженер-философ
 
Регистрация: 24.04.2019
Хабаровск
Сообщений: 264


Цитата:
Сообщение от Arrh Посмотреть сообщение
не может быть так, что температура на внутренней поверхности внешних стен будет только +3 градуса?
Никак не может, при сопротивлении 3.42 это явная ошибка.

На пальцах расчет делается так:

Доля перепада температуры в слое конструкции равна доле сопротивления этого слоя.
Наружный слой воздуха:.......R = 0.04 ( 0.04/3.57 = 1.1% )
Стена: ...................................R = 3.42 ( 3.42/3.57 = 95.8% )
Внутренний слой воздуха:.....R = 0.11 ( 0.11/3.57 = 3.1% )
Всего.......................................R = 3.57 ( 1.1 + 95.8 + 3.1 = 100% )

Перепад от -30° до +20° равен 50°.
Наружный слой воздуха:.......dt = 50 * 1.1/100 = 0.5°
Стена: ...................................dt = 50 * 95.8/100 = 47.9°
Внутренний слой воздуха:.....dt = 50 * 3.1/100 = 1.6°
Всего.......................................dt = 0.5 + 47.9 + 1.6 = 50°

Итого температура поверхности стены:
t = +20 - 1.6 = 18.4°
Или, если считать от наружного воздуха:
t = -30 + 0.5 + 47.9 = 18.4°

Если программа выдает что-то другое - это ошибка либо в исходных данных, либо в настройках расчета. Таки ANSYS навороченная штука, там наверняка не одно место, где можно больно удариться. Я такие расчеты только в Elmer гонял, да в SCADе, а про ANSYS, видимо, надо в его раздел вопрос писать.

Либо вариант №2 - это температура в углу при расчете пространственной схемы. Если на удалении от угла 18.4° на поверхности стены таки есть, то угол нужно проверить с пристрастием (помельчить сетку, задать плоскую задачу с углом) - не зря в углах стояки отопления ставят.
__________________
Учись долго, умри дураком

Последний раз редактировалось Нубий-IV, 30.08.2019 в 02:39. Причина: Исправил ляп - перепутал наружный и внутренний воздух
Нубий-IV вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 14:12
#19
Bull

Конструктор по сути (машиностроитель)
 
Регистрация: 10.10.2005
Набережные Челны (это где КамАЗ)
Сообщений: 10,913


Цитата:
Сообщение от zenon Посмотреть сообщение
Внимание вопрос! что с точки зрения обывателя холоднее лист железа или лист картона? Оба находятся в одном помещении с температурой воздуха 20градусов.
Есть у меня дома и бумага, и железка. Железка - крышка корпуса системника, прислоненная к ножке стола. Иногда двигаю. Я обыватель? С точки зрения меня я температуру не ощущаю ни там, ни там. Бывает, прислоняю к стене. Наружной. И зимой тогда уже, бывает, ощущаю холодок.

Ваши выводы, объяснения, пожалуйста, мне как обывателю. Жду с нетерпением...
__________________
Век живи, век учись - ...
Bull вне форума  
 
Непрочитано 29.08.2019, 15:25
#20
ShaggyDoc

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam
 
Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 11,099


Цитата:
Сообщение от Bull Посмотреть сообщение
Есть у меня дома и бумага, и железка. Железка - крышка корпуса системника, прислоненная к ножке стола. Иногда двигаю. Я обыватель? С точки зрения меня я температуру не ощущаю ни там, ни там. Бывает, прислоняю к стене. Наружной. И зимой тогда уже, бывает, ощущаю холодок.

Ваши выводы, объяснения, пожалуйста, мне как обывателю. Жду с нетерпением...
Обывателю что-то доказывать бесполезно. Он знает, что в "военное время число ПИ достигает 4".

А любой инженер должен знать, что любой материал среди прочих свойств (удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, плотнось) имеет свойство теплоусвоения, математически выражающееся через коэффициент теплоусвоения.

Теплоусвоение как раз и показывает, что "ощущает рука", хотя расчеты теплоусвоения положено делать для пола, чтобы ощущала нога.

Материалы с разными коэффициентами теплоусвоения, находящиеся в одном помещении и имеющие одинаковую температуру по-разному ощущаются человеком.

Сталь имеет теплоусвоение 126, картон и дерево около 4. Поэтому стальной предмет будет всегда казаться более холодным, чем деревянный, а деревянный - более холодным, чем пенополистирол (теплоусвоение меньше 1). Это каждый щупал. Даже ботаник знает, что стоять на "пенке" теплее, чем на резине, и тем более теплее, чем на кафельном полу. И даже кот знает, на какую поверхность лечь.

Но если их температуру замерить не рукой, а точным прибором (пистолетиком-пирометром) она окажется одинаковой.

Но к теме ветки про теплопередачу это не имеет отношения.
ShaggyDoc вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Архитектура > Всегда ли температура на внутренней поверхности внешних стен равна температуре воздуха в помещении?

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Документация Проектировщику на Torrents DEM Разное 258 10.08.2019 18:29
Разработка ПОС, искусство проектирования Tyhig Технология и организация строительства 106 25.10.2015 19:00
При какой температуре можно укладывать полиэтиленовые трубы? vkolt Водоснабжение и водоотведение 13 01.03.2012 16:59
Защита внешних стен из селикатного керпича. maxim903 Прочее. Архитектура и строительство 11 08.10.2008 10:36
Морозостойкость внутренних кирпичных стен Aragorn Каменные и армокаменные конструкции 2 19.09.2007 23:02