Modstand mod varmeoverførslen af \u200b\u200bluftlaget. Varme ingeniørkarakteristika for lag af konstruktion

Beskrivelse:

Fægtningsstrukturer med ventilerede luftlag har længe været brugt i opførelsen af \u200b\u200bbygninger. Anvendelsen af \u200b\u200bventilerede fly havde et af følgende mål.

Heat shouting facades med ventileret luftgab

Del 1

Afhængigheden af \u200b\u200bden maksimale luftbevægelse i kløften på den ydre lufttemperatur i forskellige værdier af termiske resistivitetsvægge med isolering

Afhængigheden af \u200b\u200blufthastigheden i luftgabet på udetemperaturen ved forskellige værdier af spaltbredden D

Afhængigheden af \u200b\u200bden termiske resistens af luftgabet, R EF-kløften, på udetemperaturen ved forskellige værdier af vægmestandigheden af \u200b\u200bvæggen, R pr. Const.

Afhængigheden af \u200b\u200bden effektive termiske modstand af luftgabet, R EF-kløften, på bredden af \u200b\u200bspalten, D, på forskellige typer højde af facaden, L

I fig. 7 viser afhængigheden af \u200b\u200bden maksimale lufthastighed i luftgabet på den ydre lufttemperatur ved forskellige værdier af stigningen af \u200b\u200bfacaden, L og termisk modstand af væggen med isoleringen, R PR-termen. Const. , og i fig. 8 - Med forskellige værdier af bredden af \u200b\u200bspalten d.

I alle tilfælde øges lufthastigheden med et fald i udetemperaturen. En stigning i facadehøjden fører to gange til en mindre stigning i lufthastigheden. Reduktionen i vægmotikken af \u200b\u200bvæggen fører til en stigning i lufthastigheden, hvilket skyldes en forøgelse af varmestrømmen og dermed temperaturforskellen i hullet. Bredden af \u200b\u200bhullet påvirker lufthastigheden signifikant, med faldende værdier af luftens værdier, lufthastigheden falder, hvilket forklares ved stigningen i resistens.

I fig. 9 viser afhængigheden af \u200b\u200bluftgabens termiske resistens, R-EF-kløften, på den ydre lufttemperatur ved forskellige værdier af facadeens højde, L og termisk modstand af væggen med isoleringen, R PR-termen. Const. .

Først og fremmest bør vi bemærke den svage afhængighed af R EF-kløften på udetemperaturen. Dette forklares let, da forskellen i lufttemperaturen i kløften og den ydre lufttemperatur og forskellen i temperaturen af \u200b\u200bden indre luft og luftens temperatur i kløften varierer næsten proportional med TN-ændringen, så deres forhold Inkluderet i (3) er næsten ingen ændring. Så med et fald i TH fra 0 til -40 ° C reduceres R EF-spalten fra 0,17 til 0,159 m2 ° C / W. R EF af kløften og den termiske modstand af beklædningen, med en stigning i R PR, er stigende. Oblast. Fra 0,06 til 0,14 m2 ° C varierer værdien af \u200b\u200bR EF-spalten fra 0,162 til 0,174 m2 ° C / W. Dette eksempel viser ineffektiviteten af \u200b\u200bfacade mod isolering. Ændringer i værdien af \u200b\u200bden effektive termiske modstand af luftgabet afhængigt af temperaturen på den ydre luft og den termiske modstand af beklædningen er ubetydelige for deres praktiske regnskab.

I fig. 10 viser afhængigheden af \u200b\u200bden termiske modstand af luftgabet, R-EF-spalten, fra bredden af \u200b\u200bspalten, D ved forskellige typer af facadehøjden. Afhængigheden R EF-kløften på bredden af \u200b\u200bkløften udtrykkes tydeligst - med et fald i clearance tykkelsen, øges værdien af \u200b\u200bR EF GAP. Dette skyldes et fald i temperaturindstillingen i spalten 0 og i overensstemmelse hermed med en stigning i gennemsnitslufttemperaturen i kløften (figur 8 og 6). Hvis afhængigheden er svag for andre parametre, er der en pålæggelse af forskellige processer af delvis quenching hinanden, så er der i dette tilfælde ingen - den tyndere clearance, jo hurtigere opvarmer det, og jo mere langsomt bevæger luften I kløften opvarmes det hurtigere.

Generelt kan den største værdi af R EF GAP opnås med en minimumsværdi D, den maksimale værdi af L, den maksimale værdi af R pr. Const. . Så ved D \u003d 0,02 m, l \u003d 20 m, r pr-term. Const. \u003d 3,4 m2 ° C / W Den beregnede værdi af R EF GAP er 0,24 m2 ° C / W.

For at beregne varmetab gennem hegnen har den relative virkning af effektiv termisk resistens af luftgabet den relative virkning, da det bestemmer, hvor meget varmetab der reduceres. På trods af at den største absolutte værdi af R EF GAP opnås ved maksimum R PR. Const. Den største effekt af den effektive termiske modstand af luftgabet på varmetabet er forsynet med minimumsværdien af \u200b\u200bR pr. Const. . Så med R PR-term. Const. \u003d 1 m2 ° C / vægt og t H \u003d 0 ° C. Med luftgabet falder varmetab med 14%.

Med vandret arrangerede vejledninger, hvortil beklædningselementerne er monteret, når de beregner bredden af \u200b\u200bluftgabet, er tilrådeligt at tage lig med den mindste afstand mellem styrene og overfladen af \u200b\u200bvarmeisoleringen, da disse områder bestemmer luftens modstand bevægelse (figur 11).

Som det fremgår af beregningerne, er luftens hastighed i kløften lille og er mindre end 1 m / s. Intelligensen af \u200b\u200bden vedtagne beregningsmodel bekræftes indirekte af litterære data. Således gives et kort overblik over resultaterne af eksperimentelle definitioner af lufthastigheder i luftgaberne i forskellige facader (se tabel). Desværre er dataene i artiklen ufuldstændig og tillader ikke at etablere alle facadernes egenskaber. De viser imidlertid, at lufthastigheden i kløften er tæt på de værdier, der opnås ved de ovenfor beskrevne beregninger.

Den fremlagte metode til beregning af temperaturen, lufthastighed og andre parametre i luftgabet gør det muligt at evaluere effektiviteten af \u200b\u200ben konstruktiv begivenhed med hensyn til at forbedre facadeens operationelle egenskaber. Denne metode kan først og fremmest forbedres, at dette skal henvise til regnskabsmæssige virkninger af huller mellem modstående plader. Som følger af resultaterne af beregningerne og de eksperimentelle data, der er angivet i litteraturen, vil denne forbedring ikke have stor effekt på designens modstand, men det kan påvirke andre parametre.

Litteratur

1. Batichich R. Ventilerede facader af bygninger: Problemer med konstruktion Termisk fysik, mikroklima og energibesparende systemer i bygninger / lør. DOKL. Iv Videnskabelig undersøgelse. conf. M.: Niizf, 1999.

2. Yezersky V. A., Monasterares P.V. Fastgørelsesfabrikvendt Facade og temperaturfelt i ydervæggen // Huskonstruktionen. 2003. Nr. 10.

4. SNIP II-3-79 *. Konstruktionsvarmingeniør. M.: GUP CPP, 1998.

5. BOGOSLOVSKY V. N. Termisk tilstand af bygningen. M., 1979.

6. Sedlbauer K., Kunzel H. M. Luftkonktions Einflusse Auf Den Warmedurchgang von Belufteten Fassaden Mit Mineralwolledamsung // WKSB. 1999. JG. 44. H.43.

Fortsættes.

Liste over betegnelse

c \u003d 1 005 j / (kg ° C) - Specifik luftvarme

d - Bredden af \u200b\u200bluftgabet, m

L-facadehøjde med ventileret mellemrum, m

n til - det gennemsnitlige antal parenteser pr. M 2 vægge, m-1

R. Const. , R. Oblast. - de reducerede modstande af varmeoverføringsdele af strukturen fra den indre overflade til luftgabet og fra luftgabet til henholdsvis den ydre overflade af strukturen m2 ° C / vægt

R O PR - reduceret modstand Varmeoverførsel af hele designet, m 2 ° C / W

R sl om. Const. - Modstandsvarmeoverførsel på strukturens strande (undtagen varmeførende indeslutninger), M2 ° C / W

R SLO - Modstandsdygtighed over for varmeoverførslen på strukturen af \u200b\u200bstrukturen er defineret som summen af \u200b\u200bde termiske modstande af lagene af konstruktion og modstande af varmeoverførsel (svarende til 1 / AV) og den ydre (lige 1 / A) overflader

R pr snp - den reducerede modstand af varmeoverføringsvæggen med isoleringen, bestemt i overensstemmelse med SNIP II-3-79 *, M2 ° C / W

R PR-term. Const. - Termisk modstand af væggen med isolering (fra intern luft til overfladen af \u200b\u200bisoleringen i luftgabet), M2 ° C / W

R EF GAP - Effektiv termisk modstand af luftgabet, M 2 ° C / W

Q N - Beregnet varmestrøm gennem en inhomogen konstruktion, W

Q 0 - Varmens strømning gennem en homogen konstruktion af samme område, W

q - Tætheden af \u200b\u200bvarmestrømmen gennem design, w / m 2

q 0 - Varmeflowets tæthed gennem et homogent design, W / m2

r - termisk ensartethedskoefficient

S - Seks del af beslaget, m 2

t - temperatur, ° с

Varmeoverførsel via eksterne hegn

Grundlæggende om varmeoverførsel i bygningen

Varmebevægelsen kommer altid fra et varmere miljø til et koldere miljø. Processen med varmeoverførsel fra et punkt af plads til en anden på grund af temperaturforskellen kaldes varmeoverførselog det er kollektivt, da det indeholder tre elementære typer af varmeveksling: termisk ledningsevne (ledning), konvektion og stråling. På denne måde, potentiel Varm overførsel er temperaturforskel.

Varmeledningsevne

Varmeledningsevne - Type varmeoverførsel mellem faste partikler af faste, flydende eller gasformige stoffer. Således er termisk ledningsevne en varmeoverførsel mellem partikler eller elementer af strukturen af \u200b\u200bdet materielle miljø, der er i direkte kontakt med hinanden. Ved undersøgelse af den termiske ledningsevne betragtes stoffet som en fast masse, dens molekylære struktur ignoreres. I sin rene form findes den termiske ledningsevne kun i faste stoffer, da det i flydende og gasformige medier næsten ikke er umuligt at sikre stoffets fasthed.

De fleste byggematerialer er porøse kroppe. I porerne er der luft, der har evnen til at bevæge sig, det vil sige at overføre varmekonvektion. Det antages, at den konvektive komponent i den termiske ledningsevne af byggematerialer kan forsømmes på grund af dens lillehed. Inden i porerne mellem overfladerne af dets vægge forekommer strålende varmeveksling. Overførslen af \u200b\u200bvarmestråling i porerne af materialer bestemmes hovedsageligt af størrelsen af \u200b\u200bporerne, fordi jo større porerne er, desto større er temperaturforskellen på dens vægge. Når man overvejer den termiske ledningsevne, henviser egenskaberne ved denne proces til stoffets samlede masse: skeletet og Peres sammen.

Omslutter bygningsstrukturer, som regel, er flad parallelle vægge, varmeoverførsel, der udføres i en retning. Derudover antages det, at varmeoverførsel forekommer, at varmeoverførsel sker, når der opstår varmeoverførsel, når stationære termiske forhold, det vil sige med konstantitet i tide af alle egenskaber ved processen: varmeflux, temperatur på hvert punkt, de termofysiske egenskaber ved byggematerialer. Derfor er det vigtigt at overveje processen med en-dimensionel stationær termisk ledningsevne i et homogent materialesom beskrives af Fourier-ligningen:

hvor q T. - overfladetæthed af termisk fluxpasserer gennem flyet vinkelret varmeflow, W / m 2;

λ - termisk ledningsevne materiale., W / m. O c;

t. - Temperatur varierende langs X-aksen, OS;

Holdning, bærer et navn temperaturgradient, om S / M, og er angivet grad T.. Temperaturgradienten er rettet mod stigende temperatur, som er forbundet med varmeabsorptionen og et fald i varmefluxen. Minustegnet, der står i højre side af ligningen (2.1), viser, at stigningen i varmefluxen ikke falder sammen med stigende temperatur.

Den termiske ledningsevne λ er en af \u200b\u200bde vigtigste termiske egenskaber af materialet. Som følger af ligning (2.1) er materialets termiske ledningsevne et mål for varmeledningsevne med et materiale, der numerisk er lig med varmestrømmen, der passerer gennem 1 m2 af området vinkelret på strømningsretningen, med en temperatur gradient langs strømmen svarende til 1 ° C / m (figur 1). Jo større værdien af \u200b\u200bλ, jo mere intense i sådant materiale den termiske ledningsevne proces, mere termisk strømning. Derfor betragtes termisk ledningsevne på mindre end 0,3 W / m isoleringsmaterialer. Om S.

Isotherm. - ------ - Nuværende linjer af varme.

Ændringer i den termiske ledningsevne af byggematerialer med en ændring i deres massefylde skyldes det faktum, at næsten ethvert byggemateriale består af skelet - Grundlæggende byggemateriale og luft. K.F. Focin fører for eksempel sådanne data: Den termiske ledningsevne af helt tætte stof (uden porer), afhængigt af naturen, har en termisk ledningsevne på 0,1 vægt / mO C (ved plastik) til 14 vægt / mO C (i krystallinske stoffer i strømmen af varme langs krystalfladerne), medens luften har en termisk ledningsevne på ca. 0,026 vægt / m o C. Jo højere densitet af materialet (mindre porøsitet) er, desto større er værdien af \u200b\u200bdens termiske ledningsevne. Det er klart, at de lette termiske isoleringsmaterialer har en relativt lille densitet.

Forskelle i porøsitet og i skeletets termiske ledningsevne fører til forskellen i termisk ledningsevne af materialer, selv med samme densitet. For eksempel er følgende materialer (tabel 1) i samme tæthed, ρ 0 \u003d 1800 kg / m 3, har forskellige termiske ledningsevne værdier:

Tabel 1.

Termisk ledningsevne af materialer med samme tæthed på 1800 kg / m3.

Med et fald i materialets tæthed falder dets termiske ledningsevne l, da indflydelsen af \u200b\u200bden ledende bestanddel af den termiske ledningsevne af skeletet af materialet er reduceret, men imidlertid øges virkningen af \u200b\u200bstrålekomponenten. Derfor er faldet i densiteten under en vis værdi fører til væksten af \u200b\u200btermisk ledningsevne. Det vil sige, at der er en vis værdi af den tæthed, hvor den termiske ledningsevne har en minimumsværdi. Der er estimater, at ved 20 o C i porerne med en diameter på 1 mm er varmeledningsstrålingen 0,0007 vægt / (m ° C) med en diameter på 2 mm - 0,0014 vægt / (m ° C) osv. Således bliver den termiske ledningsevne af stråling signifikant i termiske isoleringsmaterialer med lav densitet og signifikante porestørrelser.

Den termiske ledningsevne af materialet stiger med en temperaturforøgelse, ved hvilken varme overføres. En stigning i termisk ledningsevne af materialer forklares ved stigningen i den kinetiske energi af molekylerne i stoffets skelet. Den termiske ledningsevne af luft i materialets porer stiger også, og intensiteten af \u200b\u200btransmitterende varme i dem ved stråling. I byggeri praksis har afhængigheden af \u200b\u200btermisk ledningsevne på temperaturen af \u200b\u200bden store værdi ikke. DLL omberegning af den termiske ledningsevne af materialer opnået ved en temperatur på op til 100 ° C til værdierne af dem ved 0 o C tjener som en empirisk formel OE VLASOVA:

λ o \u003d λ t / (1 + β. t), (2.2)

hvor λ o er den termiske ledningsevne af materialet ved 0 ° C;

λ t er den termiske ledningsevne af materialet ved T o C;

β - Temperaturkoefficient for termisk ledningsevne Ændring, 1 / o C, for forskellige materialer, svarende til ca. 0,0025 1 / ° C;

t er temperaturen af \u200b\u200bdet materiale, ved hvilken dets termiske ledningsevne koefficient er λ t.

For en flad homogen vægtykkelse δ (figur 2) kan varmestrømmen transmitteret ved termisk ledningsevne gennem en homogen væg udtrykkes af ligningen:

hvor τ 1, τ 2- Temperaturværdier på væggenes overflader, o C.

Fra udtrykket (2.3) følger det, at temperaturfordelingen af \u200b\u200bvægtykkelsen er lineær. Værdien af \u200b\u200bδ / λ kaldes termisk modstand af materialelaget Og angivet R t., m 2. Om C / W:

Fig. 2. Temperaturfordeling i en flad homogen væg

Derfor er varmeflux q T., W / m 2, gennem en homogen flad parallel vægtykkelse δ , m, fra materiale med termisk ledningsevne λ, w / m. Om C, du kan skrive i formularen

Lagets termiske resistens er modstanden af \u200b\u200btermisk ledningsevne, svarende til temperaturforskellen på de modsatte overflader af laget, når varmefluxen med overfladetætheden på 1 vægt / m2 passerer gennem den.

Varmeoverførsel med termisk ledningsevne finder sted i materialelagene af bygningens omsluttede strukturer.

Konvektion

Konvektion - Varm overførsel ved at flytte partikler af stoffet. Konvektion sker kun i flydende og gasformige stoffer såvel som mellem væsken eller gasformet medium og overfladen af \u200b\u200bdet faste stof. I dette tilfælde opstår varme og termisk ledningsevne. Den fælles indvirkning af konvektion og termisk ledningsevne i grænseregionen på overfladen kaldes konvektiv varmeveksling.

Konvektion finder sted på de ydre og indre overflader af bygning hegn. I varmeveksling af rummets indre overflader spiller konvektion en væsentlig rolle. Ved forskellige værdier af overfladetemperaturen og luften støder op til den, forekommer varmeoverførslen mod en mindre temperatur. Varmfluxen, der transmitteres ved konvektion, afhænger af bevægelsesmåden af \u200b\u200bvæsken eller gasen, der vasker overfladen, på temperatur, densitet og viskositet af det bevægelige medium, fra overfladens ruhed, på forskellen mellem overfladetemperaturer og vaskning medium.

Varmeudvekslingsprocessen mellem overfladen og gas (eller væsken) fortsætter på forskellige måder afhængigt af arten af \u200b\u200bgasstrømmen forekommer. Skelne naturlig og tvunget konvektion.I det første tilfælde opstår gasbevægelsen på grund af forskellen i overfladens og gasens temperatur, i den anden - på grund af de ydre kræfter til denne proces (drift af fans, vind).

Tvungen konvektion i det generelle tilfælde kan ledsages af en naturlig konvektionsproces, men da intensiteten af \u200b\u200btvungen konvektion er mærkbart bedre end den naturlige intensitet, så når man overvejer tvungen konvektion, er naturligt ofte forsømt.

I fremtiden vil kun stationære konvektive varmevekslingsprocesser blive overvejet, hvilket indebærer konstantitet i fartstidspunktet og temperaturen på et hvilket som helst tidspunkt for luft. Men da temperaturen af \u200b\u200belementerne i rummet ændres temmelig langsomt, kan opnået for stationære afhængighedsbetingelser fordeles og processen ikke-stationært termisk regimeHvor i hver i øjeblikket den konvektive varmevekslingsproces på de indre overflader af hegnene anses for stationær. Afhængighederne, der er opnået for stationære betingelser, kan fordeles, og i tilfælde af en pludselig ændring af konvektionens art fra naturligt til tvungen, for eksempel, når den tændes i rummet af recirkulationsapparatet med opvarmning af rummet (ventilatorspole eller Split-systemer i varmepumpemodus). For det første etableres den nye luftbevægelsestilstand hurtigt, og for det andet er den nødvendige nøjagtighed af ingeniørvurderingen af \u200b\u200bvarmevekslingsprocessen lavere end mulige unøjagtigheder på manglen på termisk strømningskorrektion i overgangstilstanden.

For teknisk praksis med beregninger til opvarmning og ventilation er konvektiv varmeveksling vigtig mellem overfladen af \u200b\u200bomsluttende struktur eller rør og luft (eller væske). I praktiske beregninger for at vurdere den konvektive varmeflux (fig. 3) anvendes Newton-ligninger:

, (2.6)

hvor q K. - Varmeflow, W, transmitteret ved konvektion fra et bevægeligt medium til overfladen eller omvendt;

t A. - lufttemperatur, vaskning af overfladen af \u200b\u200bvæggen, o C;

τ - Temperaturen på vægfladen, o C;

α K. - Koefficient for konvektiv varmeoverførsel på vægfladen, m / m 2. OH

Fig.3 Konvektive vægvægvæg med luft

Koefficient for varmeoverførselskonvektion, en K. - fysisk værdi, numerisk lig med mængden af \u200b\u200bvarme, der overføres fra luften til den faste overflade ved konvektiv varmeveksling under forskellen mellem lufttemperatur og kropsoverfladetemperatur, svarende til 1 o C.

Med denne tilgang er hele kompleksiteten af \u200b\u200bden fysiske proces med konvektiv varmeoverførsel indesluttet i varmeoverføringskoefficienten, en K.. Naturligvis er størrelsen af \u200b\u200bdenne koefficient funktionen af \u200b\u200bmange argumenter. Ekstreme omtrentlige værdier accepteres til praktisk brug. en K..

Ligning (2.5) Praktisk at omskrive i formularen:

hvor R K. - modstand mod konvektiv varmeoverførsel På overfladen af \u200b\u200bden omsluttede struktur, M 2. O / W, svarer til forskellen i temperaturen på overfladen af \u200b\u200bhegn og lufttemperatur under passagen af \u200b\u200bvarmefluxen med overfladetætheden på 1 vægt / m2 fra overflade til luften eller omvendt. Modstand R K. er værdien af \u200b\u200breturkoefficienten for konvektiv varmeoverførsel en K.:

Stråling

Stråling (strålende varmeveksling) er overførslen af \u200b\u200bvarme fra overfladen til overfladen gennem dommeren med elektromagnetiske bølger, der transformerer til varme (figur 4).

Fig. 4. Rady Varmeudveksling mellem to overflader

Enhver fysisk krop, der har en temperatur, der er forskellig fra absolut nul, udstråler energi i form af elektromagnetiske bølger i det omgivende rum. Egenskaberne ved elektromagnetisk stråling er kendetegnet ved en bølgelængde. Stråling, som opfattes som termisk og har bølgelængder i området fra 0,76 - 50 μm, kaldes infrarød.

For eksempel forekommer strålende varmeveksling mellem overfladerne mod rummet, mellem de ydre overflader af forskellige bygninger, jordens overflader og himlen. Den strålende varmeveksler er vigtig mellem de indvendige overflader af placeringshegnene og overfladen af \u200b\u200bvarmeindretningen. I alle disse tilfælde er bulkfrie medium overfører varmebølger luft.

I praksis med at beregne varmefluxen med strålende varmeveksling anvendes en forenklet formel. Intensiteten af \u200b\u200bvarmeoverførsel ved stråling Q L, W / m2 bestemmes af forskellen i temperaturen af \u200b\u200bde overflader, der er involveret i strålingsvarmeudvekslingen:

, (2.9)

hvor τ1 og τ 2 er værdierne af temperaturen af \u200b\u200boverfladerne, der udveksler strålende varme, o C;

α l - Koefficienten for strålende varmeoverførsel på vægfladen, w / m 2. o C.

Varmeoverføringskoefficientstråling, en L. - fysisk værdi, numerisk svarende til mængden af \u200b\u200bvarme, der transmitteres fra den ene overflade til en anden ved stråling i forskellen mellem temperaturen af \u200b\u200boverfladerne svarende til 1 o C.

Vi introducerer konceptet modstandstrålende varmeoverførsel På overfladen af \u200b\u200bden omsluttede struktur, M 2. OC / W, svarer til forskellen i temperaturen på overfladerne af hegnet, udveksling af strålevarme, når de passerer fra overfladen til overfladen af \u200b\u200bvarmefluxen med en overfladetæthed på 1 W / m 2.

Derefter kan ligning (2.8) omskrives i formularen:

Modstand R L. er værdien af \u200b\u200bden omvendte koefficient for strålende varmeoverførsel en L.:

Termisk modstand af luftlaget

For at gøre ensartethed modstandsvarmeoverførsel lukkede flyplaceret mellem lagene af den omsluttede konstruktion, kaldet termisk modstandR c. P, m 2. Om C / W.

Varmeoverføringskredsløbet gennem luftlaget er vist i figur 5.

Fig. 5. Varmeoverførsel i luftlag

Termisk strøm, der passerer gennem luftlaget q c. P., W / m 2, folder fra strømmen transmitteret af termisk ledningsevne (2) q T., W / m 2, konvektion (1) q K., W / m2 og stråling (3) q l, w / m 2.

q c. n \u003d q t + q k + q l . (2.12)

I dette tilfælde er andelen af \u200b\u200bstrømmen transmitteret af strålingen den største. Overvej et lukket lodret luftlag på overfladerne, hvoraf temperaturforskellen er 5 o C. Med en forøgelse af lagets tykkelse fra 10 mm til 200 mm stiger andelen af \u200b\u200bvarmeflux på grund af stråling fra 60% til 80 %. I dette tilfælde falder andelen af \u200b\u200bvarme, der transmitteres af termisk ledningsevne falder fra 38% til 2%, og andelen af \u200b\u200bkonvektive termiske flux øges fra 2% til 20%.

Den direkte beregning af disse komponenter er ret bulk. Derfor indeholder lovgivningsmæssige dokumenter data om termiske modstande af lukkede fly, som i 50'erne i det tyvende århundrede blev sammensat af K.F. Fokin ifølge resultaterne af eksperimenter M.A. Mikheeva. I nærværelse på en eller begge overflader af luftlaget af varmeoverføringsaluminiumfolien, som hindrer strålingsvarmeudvekslingen mellem overfladerne, der rammer luftlaget, bør den termiske modstand øges to gange. For at øge termisk resistens af lukkede luftlag, anbefales det at huske på følgende konklusioner fra forskning:

1) I effektivt termiske transparenter er lagene af en lille tykkelse;

2) mere rationelt at gøre i hegnet flere suger af lille tykkelse end en stor;

3) Luftlag, der fortrinsvis er anbragt tættere på den ydre overflade af hegnet, da den termiske strømning i denne vinter reduceres ved stråling;

4) lodrette mellemlag i ydervæggene skal loddes med vandrette membraner på niveauet af interkonstruktion gulve;

5) For at reducere varmefluxen, der transmitteres ved stråling, er en af \u200b\u200boverfladerne af laget overtrukket med en aluminiumsfolie med en strålingskoefficient omkring ε \u003d 0,05. Belægningen af \u200b\u200bfolien af \u200b\u200bbegge overflader af luftlagen reducerer praktisk talt ikke varmeoverførslen sammenlignet med belægningen af \u200b\u200ben overflade.

Spørgsmål til selvkontrol

1. Hvad er potentialet for varmeoverførsel?

2. Liste de elementære typer af varmeveksling.

3. Hvad er varmeoverførsel?

4. Hvad er termisk ledningsevne?

5. Hvad er den termiske ledningsevne koefficient for materialet?

6. Skriv varmefluxformlen, der overføres af termisk ledningsevne i en flerlagsvæg ved kendte temperaturer af den indre T B og Yder T N overflader.

7. Hvad er termisk modstand?

8. Hvad er konvektion?

9. Skriv en varmefluxformulær, der overføres ved konvektion fra luften til overfladen.

10. Den fysiske betydning af koefficienten for konvektiv varmeoverførsel.

11. Hvad er stråling?

12. Skriv varmefluxformlen, der transmitteres ved stråling fra den ene overflade til en anden.

13. Den fysiske betydning af koefficienten for strålende varmeoverførsel.

14. Hvad hedder det lukkede luftlags varmeoverføringsmodstand i den omsluttede konstruktion?

15. Af de termiske strømme af hvilken natur er den generelle termiske strømning gennem luftlaget?

16. Hvilken natur råder varmen flux i den termiske strøm gennem luftlaget?

17. Hvordan påvirker tykkelsen af \u200b\u200bluftlaget på fordelingen af \u200b\u200bstrømmer i den.

18. Sådan reduceres termisk strømning gennem luftlaget?

Luftlags tykkelse,

Termisk modstand af et lukket luftlag

R.p, m 2 × c / w

vandret med en varmestrøm fra under op og lodret

vandret med varmestrøm fra top til bund

ved lufttemperatur i laget

positiv

negativ

Positiv

negativ

Bemærk. Når der er en eller begge overflader af luftlaget, bør aluminiumfolie-termisk resistens øges med 2 gange.

Tillæg 5 *

Ordninger af varmefordelende indeslutninger i omsluttende strukturer

Tillæg 6 *

(Reference)

Den reducerede modstand mod varmeoverføringsvinduer, balkon døre og lamper

Fyldning lysåbning

Den reducerede modstand af varmeoverførsel RO, M2 * ° C / W

i træ- eller PVC-binding

i aluminiumsbindinger

1. Dobbeltruder i parret binding

2. Dobbeltruder i separate bindinger

3. Blokerer glas tom (med bredder af sømme 6 mm) Størrelse: 194x194x98

0,31 (uden binding)

0,33 (uden binding)

4. Profil glas af boks tværsnit

0,31 (uden binding)

5. Dobbelt økologisk glas til anti-fly lyser

6. Triple af økologisk glas til anti-fly lyser

7. Triple Glazing i separat parret binding

8. Enkeltkammerglas:

Fra almindeligt glas

Glas med blød selektiv belægning

9. To-kammerglas vinduer:

Fra konventionelt glas (med en 6 mm intercouplet afstand)

Fra almindeligt glas (med en 12 mm intercouplet afstand)

Fra glas med solid selektiv belægning

10. Konventionelle glas- og enkeltkammerbaserede vinduer i separate bindinger:

Fra almindeligt glas

Fra glas med solid selektiv belægning

Glas med blød selektiv belægning

Fra glas med solid selektiv belægning og påfyldning argon

11. Regelmæssige glas- og to-kammerbaserede vinduer i separate bindinger:

Fra almindeligt glas

Fra glas med solid selektiv belægning

Glas med blød selektiv belægning

Fra glas med solid selektiv belægning og påfyldning argon

12. To enkeltkammervinduer i parret binding

13. To enkeltkammervinduer i separate bindinger

14. Fire-lagsruder i to parret binding

* I stålbindinger

Noter:

1. Til de bløde selektive belægninger af glas indbefatter belægninger med termisk emission mindre end 0,15, til fast - mere end 0,15.

2. Værdierne af modstandene af varmeoverførsel af lysåbninger gives i tilfælde, hvor forholdet mellem ruderne til påfyldningsområdet af lysåbningen er 0,75.

Værdierne af modstandene i den varmeoverførsel, der er vist i tabellen, får lov til at blive anvendt som beregnet i mangel af sådanne værdier i standarder eller tekniske specifikationer på design eller ikke bekræftet af testresultater.

3. Temperaturen på den indre overflade af strukturelementerne i vinduerne i bygninger (undtagen produktion) bør ikke være lavere end 3 ° C ved den beregnede temperatur af den ydre luft.

For at gøre ensartethed modstandsvarmeoverførsel lukkede flyplaceret mellem lagene af den omsluttede konstruktion, kaldet termisk modstand Rv.p, m². ºС / W.
Varmeoverføringskredsløbet gennem luftlaget er vist i figur 5.

Fig. 5. Varmeveksling i luftlag.

Varmfluxen, der passerer gennem QW / m² luftlaget, består af strømme, der overføres ved termisk ledningsevne (2) QT, W / m², konvektion (1) QC, W / m² og stråling (3) QL, W / m².

24. betinget og modstået varmeoverførsel. Catofato termisk ensartethed af omsluttende strukturer.

25. rationering af varmeoverføringsmodstand baseret på sanitetshygiejnisk.

, R 0 \u003d *

Vi normaliserer Δ t n, derefter R 0 tr \u003d * , de der. således at Δ t ≤ δ t n er nødvendigt

R 0 ≥ R 0 tp

Snip distribuerer dette krav til modstanden. varmeoverførsel.

R 0 pr ≥ r 0 tp

t B er den estimerede temperatur af den indre luft, ° C;

acceptere. Ifølge normerne for projektet. bygning

t n - - Beregnet vinter udendørs temperatur, ° C, svarende til gennemsnitstemperaturen på den koldeste fem-dages sikkerhed på 0,92

A B (Alpha) - Varmeoverføringskoefficienten for den indvendige overflade af de omsluttede strukturer taget af snip

ΔT n er den normative temperaturforskel mellem temperaturen af \u200b\u200bden indre luft og temperaturen på den indvendige overflade af den omsluttede struktur taget af

Påkrævet varmeoverførselsmodstand R tr o. Døre og porte skal være mindst 0,6 R tr o. Vægge af bygninger og strukturer bestemt ved formel (1) ved den estimerede vintertemperatur af den ydre luft, svarende til gennemsnitstemperaturen på den koldeste fem-dages sikkerhed på 0,92.

Ved bestemmelse af den krævede modstand af varmeoverføringsindvendige strukturer i formlen (1), skal det tages i stedet for t n.-Artikel lufttemperatur på et koldere rum.

26. Varmekonstruktionen af \u200b\u200bden krævede tykkelse af hegnmaterialet på grundlag af betingelserne for at opnå den krævede varmeoverføringsmodstand.

27. Materiale fugtighed. Årsager til fugtgivende design

Fugtighed -den fysiske værdi er lig med antallet af vand indeholdt i materialets porer.

Sker efter vægt og volumetrisk

1) Byggefugtighed. (Ved opbygning af en bygning). Afhænger af design og metode til opførelse af arbejde. Solid murværk værre keramiske blokke. Det mest gunstige træ (præfabrikerede vægge). w / b ikke altid. Skal forsvinde i 2 \u003d -3 års drift. Foranstaltninger: tørringsvægge

Støvfugtighed. (kapillær sugning). Det kommer til et niveau på 2-2,5 m. Vandtætningslagene, når det er korrekt, påvirker ikke enheden.


2) primerfugtighedtrænger ind i hegn fra jorden på grund af kapillær sugning

3) atmosfærisk fugtighed. (skrå regn, sne). Særligt vigtigt i tag og taggrunde .. Solid mursten kræver ikke beskyttelse med en korrekt udført exfolition. Software / B, Letbetonpaneler Vær opmærksom på ledd og vinduesblokke, et fladt lag fra vandtætte materialer. Beskyttelse \u003d beskyttelsesvæg på hældningen

4) drift fugt. (I arbejdsopbygningerne af industrielle bygninger, hovedsagelig i gulve og bunden af \u200b\u200bvæggene) Løsning: Vandtætte gulve, dræningsanordning, foring af nederste del med keramiske fliser, vandtæt gips. Beskyttelse \u003d beskyttende foring med ext. Fester.

5) Hygroskopisk fugtighed. På grund af øget hygroskopicitetsmåtte.-LOV (egenskaber for at absorbere vanddampe fra vådt.

6) Fugtkondensation fra luft: a) På overfladen af \u200b\u200bhegnet. b) I tykkelsen af \u200b\u200bhegnet

28. Virkningen af \u200b\u200bfugtighed på strukturernes egenskaber

1) Med stigningen i fugtigheden øger strukturens termiske ledningsevne.

2) Fugtighedsdeformationer. Fugtighed er meget værre end den termiske ekspansion. Efter at peeling gipset ind i den skarpe fugtighed under den, fryser fugtigheden, udvider i volumen og tager af gipset. Ikke-fed kompis med fugtighed er deformeret. For eksempel gips, når de øges våde erhverver krybbe., Krydsfiner hævelse, stratificering.

3) Reducering af holdbarhed-antal år med problemfri design

4) Biologisk skade (svamp, skimmel) På grund af dugtab

5) tab af æstetisk type

Følgelig tager deres fugtighedsregime ved valg af materialer i betragtning og vælger materialer med Sims. Også overdreven fugtindhold kan forårsage spredning af sygdomme og infektioner.

Fra et teknisk synspunkt fører, fører til tabet af holdbarhed og design og dets frostresistente SV-B. Nogle materialer med høj luftfugtighed mister mekanisk styrke, ændrer formularen. For eksempel gips, når de øges våde erhverver krybbe., Krydsfiner hævelse, stratificering. Korrosion af metal. forringelse af udseendet.

29. Sorptionen af \u200b\u200bvanddampen bygger. Mater. Sorptionsmekanismer. Hysteresorption.

Sorption - Absorptionsprocessen af \u200b\u200bvanddamp, som fører til en ligevægtsmateriale med luft. 2 fænomener. 1. Absorption som følge af kollisionen af \u200b\u200bdampmolekyler med overfladen af \u200b\u200bporerne og adhæsionen til denne overflade (adsorption) 2. Direkte opløsning af fugt i kropsvolumenet (absorption). Fugtighed stiger med stigende relativ elasticitet og fald i temperaturen. "Desorption" hvis fugt. Sæt i excitatorerne (svovlsyreopløsning), så giver han fugt.

Sorptionsmekanismer:

1.Adsorption

2. Kapillær kondensation

3. Trykfyldningsmikrogener

4. Fyldning af mellemrum

1 trin. Adsorption er et fænomen, ved hvilken overfladen af \u200b\u200bporerne er dækket af et eller flere lag vandmolekyler. (I Mesoporer og Macroporas).

2-trins. Polymolekylær adsorption - et flerlags adsorberet lag dannes.

3 trin. Kapillær kondensation.

ÅRSAG. Trykket af mættet damp over den konkave overflade er mindre end over den flade overflade af væsken. I kapillarerne af en lille fugtighedsradius danner konkaveminer, så muligheden for kapillær kondensation vises. Hvis D\u003e 2 * 10 -5 cm, vil kapillærkondensationen ikke være.

Desorption -processen med naturlig tørring af materialet.

Hysterese ("forskel") sorption Det er forskellen i sorptionsisotermer opnået ved at fugtgivne materialet fra desorptionsisotermerne opnået fra det tørrede materiale. Viser% forskellen mellem vægtfugtigheden under sorption og vægten af \u200b\u200bdesorptionens fugtighed (desorption på 4,3%, sorption 2,1%, hysterese 2,2%) ved fugtgivende sorptionsisotermer. Ved tørring desorption.

30. Mekanismer for fugtoverførsel i byggematerialer. Parrypermeabilitet, kapillærvandssugning.

1. Om vinteren på grund af temperaturforskellen og ved forskellige partielle tryk passerer strømmen af \u200b\u200bvanddamp gennem hegnet (fra den indre overflade til den ydre) - diffusion af vanddamp.Om sommeren tværtimod.

2. Konvektive vanddampoverførsel (med luftstrøm)

3. Bunke vandoverførsel (Seing) gennem de porøse mødre.

4. Gravitational vand lækker gennem revner, huller, makroporer.

Damppermeabilitet -dens i materiale eller design, lavet af dem, passerer gennem sig selv vanddamp.

Cooph-permeability. - fysisk. Værdien er numerisk lig med antallet af damp, der passerer gennem en plade med et enkelt område, med et enkelt trykfald med en enkelt pladetykkelse med en enkelt tid med et differenstrykdråbe på siderne af pladen E 1 Pa. . med et fald. Temperaturer, MJ falder, med hastigheder for MJ stigning.

Stempelmodstand: R \u003d tykkelse / mj

MJ -OPEF damppermeabilitet (bestemt af SNUP 2379 Varmeingeniør)

Kapillære vandabsorptionsbyggematerialer -giver permanent overførsel af flydende fugtighed gennem porøse materialer fra et højt koncentrationsområde til et lavt koncentrationsområde.

Den tyndere af kapillærerne, desto større er styrken af \u200b\u200bkapillærsugningen, men generelt overførselshastigheden falder.

Capileneryen kan reduceres eller elimineres af indretningen af \u200b\u200bden tilsvarende barriere (lavt luftlag eller et kapillarinaktivt lag (ikke-raffineret)).

31. Lov Fika. Parry permeabilitetskoefficient

P (antal damp, d) \u003d (e w-e) f * z * (MJ / tykkelse),

Mu. - Cooph. Parry permeabilitet (bestemt af SNUP 2379 Varme Engineering)

Fysisk. Værdien er numerisk lig med antallet af damp under pladen under et enkelt område, med et enkelt trykfald med en enkelt tykkelse af pladen, med en enkelt tid, når partierne af partielt tryk på siderne af pladen E 1 Pa. [Mg / (m 2 * PA)]. Den mindste MJ har RUBROS 0.00018, den største min.vat \u003d 0,065 g / m * h * mm.rt.st., vinduesglas og metaller af steamproof, luften er den største damp-hals. Med et fald. Temperaturer, MJ falder, med hastigheder for MJ stigning. Det afhænger af materialets fysiske egenskaber og afspejler dets evne til at udføre vanddamp diffunderet gennem det. Anisotropiske materialer har forskellige MJS (ved træet langs fibrene \u003d 0,32, over \u003d 0,6).

Ækvivalent modstand mod permeationen af \u200b\u200bhegnen med en sekventiel placering af lagene. Fiki lov.

Q \u003d (E 1 -E 2) / R n qR N1N \u003d (E N1N-1 -E 2)


32 Beregning af fordelingen af \u200b\u200bpartialtryk af vanddamp i tykkelsen af \u200b\u200bstrukturen.

En af de teknikker, der øger de termiske isoleringskvaliteter af hegn, er luftlagsindretningen. Det bruges i design af de ydre vægge, overlapning, vinduer, farvede glasvinduer. I væggene og overlapninger bruges det til at forhindre omdannelse af strukturer.

Luftlaget kan være hermetisk eller ventileret.

Overvej varmeoverførsel forseglet Luftlag.

Luftforsikringsmodstandens termiske modstand kan ikke bestemmes som modstanden af \u200b\u200bluftlagets termiske ledningsevne, da overførslen af \u200b\u200bvarme gennem laget under temperaturforskellen på overfladerne forekommer, hovedsagelig ved konvektion og stråling (fig. 3.14 ). Mængden af \u200b\u200bvarme,

overført af termisk ledningsevne, lille, da en lille termisk ledningsevne koefficient (0,026 W / (m · ºС)).

I lag, generelt er luften i bevægelse. I lodret - det bevæger sig op langs den varme overflade og ned - langs kulden. Der er en konvektiv varmeveksling, og dens intensitet stiger med en stigning i tykkelsen af \u200b\u200blaget, da væggenes friktion på væggen falder. Når varmeoverførslen ved konvektion, overvindes modstanden af \u200b\u200bgrænsestiften af \u200b\u200bluft i to overflader, derfor for at beregne denne mængde varme, skal varmeoverføringskoefficienten α k reduceres to gange.

For at beskrive varmeoverførsel, fælles konvektion og termisk ledningsevne indføres den konvektive varmeudvekslingskoefficient as normalt, lig med

α "K \u003d 0,5 α k + λ A / δ Al, (3.23)

hvor λ A og Δ Al er den termiske ledningsevne-koefficient luft og tykkelsen af \u200b\u200bluftlagen henholdsvis.

Denne koefficient afhænger af den geometriske form og størrelse af fly, varmestrømningsretning. Ved at generalisere et stort antal eksperimentelle data baseret på teorien om lighed, sætter Mamikheev visse mønstre for α "til. Tabel 3.5, værdierne af koefficienterne α" K, beregnet af den, med en gennemsnitlig lufttemperatur i lodret Layer t \u003d + 10º.

Tabel 3.5.

Konvektive varmeudvekslingskoefficienter i lodret luftlag

Den konvektive varmeoverføringskoefficient i vandrette luftlag afhænger af retningen af \u200b\u200bvarmefluxen. Hvis højden af \u200b\u200bhøjden er større end den nedre, vil luftbevægelsen næsten ikke være, da den varme luft koncentreres i toppen og forkølet. Derfor vil ligestilling helt sikkert præcist

α "K \u003d λ A / δ al.

Følgelig reduceres den konvektive varmeveksling væsentligt, og lagets termiske modstand stiger. Horisontale luftforbindelser er effektive, for eksempel, når de anvendes i isoleret kælder overlapper over kold underjordiske, hvor varmefluxen er rettet fra top til bund.

Hvis strømmen af \u200b\u200bvarme er rettet fra bunden op, forekommer der stigende og nedadgående luftstrømme. Varmeoverførslen ved konvektion spiller en væsentlig rolle, og værdien af \u200b\u200bα "for at øges.

For at tage højde for virkningen af \u200b\u200btermisk stråling injiceres koefficienten for strålende varmeveksling α l (kapitel 2, s. 2.5).

Ved anvendelse af formler (2.13), (2.17), (2.18) definerer vi varmeoverføringskoefficienten α l i luftlaget mellem de strukturelle lag af murværket. Overfladetemperaturer: T 1 \u003d + 15 ºС, T 2 \u003d + 5 ºС; Brick Black Degree: ε 1 \u003d ε 2 \u003d 0,9.

Ved formel (2.13) finder vi, at ε \u003d 0,82. Temperaturkoefficient θ \u003d 0,91. Derefter α l \u003d 0,82 ∙ 5,7 ∙ 0,91 \u003d 4,25 W / (m 2 º ºС).

Størrelsen af \u200b\u200bα l er meget større end α "K (se tabel 3.5), derfor overføres hovedmængden af \u200b\u200bvarme gennem laget ved stråling. For at reducere denne varmestrømning og øge luftlagets varmeoverføringsbestandighed , de anbefaler at bruge en reflekterende isolering, det vil sige en eller en eller begge overflader, for eksempel aluminiumsfolie (den såkaldte "forstærkning"). En sådan belægning er sædvanligvis egnet på en varm overflade for at undgå fugtkondensation, forværrer Reflekterende egenskaber af folie. "Forstærkning" af overfladen reducerer strålerne strømmen på ca. 10 gange.

Den termiske resistens af det hermetiske luftlag ved en konstant temperaturforskel på overfladerne bestemmes af formlen

Tabel 3.6.

Termisk modstand af lukkede luftdragter

Luftlags tykkelse, m R al, m 2 º ºС / W
Til vandrette mellemlag på varmeflowet fra bunden op og for lodrette mellemlejlere Til vandrette mellemlag på en varmestrøm fra oven ned
sommer vinter sommer vinter
0,01 0,13 0,15 0,14 0,15
0,02 0,14 0,15 0,15 0,19
0,03 0,14 0,16 0,16 0,21
0,05 0,14 0,17 0,17 0,22
0,1 0,15 0,18 0,18 0,23
0,15 0,15 0,18 0,19 0,24
0,2-0.3 0,15 0,19 0,19 0,24

Værdierne af R-Al til lukkede flade fly er vist i tabel 3.6. Disse omfatter for eksempel lag mellem lag af tætte beton, som praktisk talt ikke lader luften. Det er eksperimentelt vist, at i et murværk, med utilstrækkelig påfyldning af sømmene mellem mursten, finder en lidelse af tæthed sted mellem mursten, det vil sige penetrationen af \u200b\u200bden ydre luft i laget og det skarpe fald i dets varmeoverføringsmodstand.

Ved belægning af en eller begge overflader af aluminiumfoliagaget, skal dets termiske modstand øges to gange.

I øjeblikket udbredt vægge med ventileret Luftlag (vægge med ventileret facade). Hængslet ventileret facade er et design bestående af beklædningsmaterialer og en subsensende struktur, som er fastgjort til væggen, således at luftintervallet forbliver mellem den beskyttende dekorative foring og væggen. Til yderligere isolering af de ydre strukturer mellem væggen og den vender er det termiske isoleringslag installeret, således at ventilationsgabet er efterladt mellem beklædning og varmeisolering.

Designet af den ventilerede facade er vist i fig. 3.15. Ifølge SP 23-101 skal tykkelsen af \u200b\u200bluftlaget være mellem 60 og 150 mm.

Lagene i strukturen placeret mellem luftlaget og den ydre overflade tages ikke i betragtning i varmekonstruktionen. Følgelig er den termiske modstand af den ydre beklædning ikke inkluderet i vægets varmeoverføringsbestandighed, bestemt ved formel (3.6). Som nævnt i afsnit nummer 5, er varmeoverføringskoefficienten for den ydre overflade af den omsluttede struktur med ventilerede luftlag a ext for den kolde periode 10,8 vægt / (m2 º ºС).

Designet af den ventilerede facade har en række væsentlige fordele. § 3.2 Kombineret temperaturfordelingen i den kolde periode i to-lags vægge med det indre og ydre arrangement af isoleringen (figur 4.4). Væg med udendørs isolering er mere

"Varm", da hovedtemperaturforskellen forekommer i det varmeisolerende lag. Kondensation forekommer ikke inde i væggen, dens varmeafskærmningsegenskaber forringes ikke, yderligere vaporizolering er påkrævet (kapitel 5).

Luftstrømmen, der opstår i laget på grund af trykfaldet, bidrager til fordampningen af \u200b\u200bfugt fra isolationens overflade. Det skal bemærkes, at en signifikant fejl er brugen af \u200b\u200bdampbarriere på den ydre overflade af det varmeisolerende lag, da det forhindrer den frie omledning af vanddampen udad.