mājas - Remontu varu veikt pats
Gaisa slāņa siltuma pārneses pretestība. Gaisa slāņu termiskā pretestība. 5. att. Siltuma apmaiņa gaisa spraugā

Lai panāktu viendabīgumu, siltuma pārneses pretestību slēgtas gaisa spraugas kas atrodas starp norobežojošās konstrukcijas slāņiem sauc termiskā pretestība Rv.p, m². ºС/W.
Siltuma pārneses diagramma caur gaisa spraugu parādīta 5. att.

5. att. Siltuma apmaiņa gaisa slānī.

Siltuma plūsma, kas iet caur gaisa slāni qv.p, W/m², sastāv no plūsmām, ko pārraida siltumvadītspēja (2) qt, W/m², konvekcija (1) qк, W/m² un starojums. (3) ql, W/m².

24. Nosacīta un samazināta pretestība siltuma pārnesei. Norobežojošo konstrukciju termotehniskās viendabības koeficients.

25. Siltuma pārneses pretestības standartizācija, pamatojoties uz sanitārajiem un higiēnas apstākļiem

, R 0 = *

Mēs normalizējam Δ t n, tad R 0 tr = * , tie. lai Δ t≤ Δ t n Ir nepieciešams

R 0 ≥ R 0 tr

SNiP paplašina šo prasību līdz samazinātai pretestībai. siltuma pārnesi

R 0 pr ≥ R 0 tr

t in - iekšējā gaisa projektētā temperatūra, °C;

pieņemt saskaņā ar projektēšanas standartiem. ēka

t n - - aptuvenā ziemas ārējā gaisa temperatūra, °C, vienāda ar aukstākā piecu dienu perioda vidējo temperatūru ar varbūtību 0,92

A in (alfa) - siltuma pārneses koeficients iekšējā virsma norobežojošās konstrukcijas, kas pieņemtas saskaņā ar SNiP

Δt n - standarta temperatūras starpība starp iekšējā gaisa temperatūru un norobežojošās konstrukcijas iekšējās virsmas temperatūru, kas pieņemta saskaņā ar SNiP

Nepieciešamā siltuma pārneses pretestība R tr o durvīm un vārtiem jābūt vismaz 0,6 R tr oēku un būvju sienas, kas noteiktas pēc formulas (1) ar projektu ziemas temperatūraāra gaiss, kas vienāds ar aukstākā piecu dienu perioda vidējo temperatūru ar varbūtību 0,92.

Nosakot nepieciešamo iekšējo norobežojošo konstrukciju siltuma pārneses pretestību formulā (1), tā vietā jāņem tā t n-aprēķinātā aukstākās telpas gaisa temperatūra.

26. Nožogojuma materiāla nepieciešamā biezuma siltumtehniskais aprēķins, pamatojoties uz vajadzīgās siltuma pārneses pretestības sasniegšanas nosacījumiem.

27. Materiāla mitrums. Struktūras slāpēšanas iemesli

Mitrums - fizikāls daudzums, kas vienāds ar ūdens daudzumu, kas atrodas materiāla porās.

Pieejams masā un tilpumā

1) Celtniecības mitrums.(ēkas būvniecības laikā). Atkarīgs no konstrukcijas un būvniecības metodes. Ciets ķieģeļu mūris sliktāk nekā keramikas bloki. Vislabvēlīgākais ir koks (saliekamās sienas). w/w ne vienmēr. Jāpazūd 2=-3 gadu laikā pēc ekspluatācijas Pasākumi: nosusināt sienas

Zemes mitrums. (kapilārā atsūkšana). Sasniedz 2-2,5 m līmeni Hidroizolācijas slāņi, ja tie ir pareizi uzstādīti, neietekmē.


2) zemes mitrums, kapilārās sūkšanas dēļ iekļūst žogā no zemes

3) Atmosfēras mitrums. (šķībs lietus, sniegs). Tas ir īpaši svarīgi pie jumtiem un karnīzes... masīvām ķieģeļu sienām nav nepieciešama aizsardzība, ja šuves tiek veiktas pareizi Dzelzsbetons, vieglbetona paneļi pievērš uzmanību šuvēm un logu vienības, teksturēts ūdensizturīgu materiālu slānis. Aizsardzība = aizsargsiena nogāzē

4) Darba mitrums. (darbnīcās rūpnieciskās ēkas, galvenokārt grīdās un sienu apakšējās daļās) risinājums: ūdensnecaurlaidīgas grīdas, drenāžas sistēma, apakšējās daļas apšuvums ar keramikas flīzēm, ūdensizturīgs apmetums. Aizsardzība = aizsargājoša odere ar iekšējo puses

5) Higroskopisks mitrums. Sakarā ar paaugstinātu materiālu higroskopiskumu (spēja absorbēt ūdens tvaikus no mitra gaisa)

6) Mitruma kondensācija no gaisa:a) uz žoga virsmas b) žoga biezumā

28. Mitruma ietekme uz konstrukciju īpašībām

1) Palielinoties mitrumam, palielinās konstrukcijas siltumvadītspēja.

2) Mitruma deformācijas. Mitrums ir daudz sliktāks nekā termiskā izplešanās. Apmetuma lobīšanās dēļ zem sakrājušās mitruma, tad mitrums sasalst, izplešas apjomā un noplēš apmetumu. Materiāli, kas nav izturīgi pret mitrumu, tiek deformēti. Piemēram, ģipsis sāk ložņāt, kad palielinās mitrums, saplāksnis sāk uzbriest un atslāņojas.

3) Samazināta izturība - gadu skaits, kad konstrukcija darbojas bez traucējumiem

4) Bioloģiskie bojājumi (sēnīte, pelējums) rasas dēļ

5) Estētiskā izskata zudums

Tāpēc, izvēloties materiālus, tiek ņemti vērā to mitruma apstākļi un tiek izvēlēti materiāli ar visaugstāko mitruma līmeni. Arī pārmērīgs iekštelpu mitrums var izraisīt slimību un infekciju izplatīšanos.

No tehniskā viedokļa tas noved pie konstrukcijas izturības un sala izturīgo īpašību zudumiem. Daži materiāli augsts mitrums zaudēt mehāniskā izturība, mainīt formu. Piemēram, ģipsis sāk ložņāt, kad palielinās mitrums, saplāksnis sāk uzbriest un atslāņojas. Metāla korozija. izskata pasliktināšanās.

29. Ūdens tvaiku sorbcijas veidojumi. mater. Sorbcijas mehānismi. Sorbcijas histerēze.

Sorbcija- ūdens tvaiku absorbcijas process, kas noved pie materiāla līdzsvara mitruma stāvokļa ar gaisu. 2 parādības. 1. Absorbcija pāra molekulas sadursmes rezultātā ar poras virsmu un saķere ar šo virsmu (adsorbcija)2. Tieša mitruma izšķīdināšana ķermeņa tilpumā (absorbcija). Mitrums palielinās, palielinoties relatīvajai elastībai un pazeminoties temperatūrai. “desorbcija”: ja mitru paraugu ievieto eksikatoros (sērskābes šķīdumā), tas izdala mitrumu.

Sorbcijas mehānismi:

1.Adsorbcija

2.Kapilāra kondensācija

3.Mikroporu tilpuma aizpildīšana

4. Starpslāņa telpas aizpildīšana

1. posms. Adsorbcija ir parādība, kurā poru virsma ir pārklāta ar vienu vai vairākiem ūdens molekulu slāņiem (mezoporās un makroporās).

2. posms. Polimolekulārā adsorbcija - veidojas daudzslāņu adsorbēts slānis.

3. posms. Kapilāra kondensācija.

IEMESLS. Piesātināta tvaika spiediens virs ieliektas virsmas ir mazāks nekā augstāk Gluda virsmašķidrumi. Neliela rādiusa kapilāros mitrums veido ieliektus minikus, līdz ar to kļūst iespējama kapilārā kondensācija. Ja D>2*10 -5 cm, tad kapilārā kondensāta nebūs.

Desorbcija - materiāla dabiskās žāvēšanas process.

Sorbcijas histerēze (“atšķirība”) slēpjas starpībā starp sorbcijas izotermu, kas iegūta, kad materiāls ir samitrināts, un desorbcijas izotermu, kas iegūta no žāvētā materiāla. parāda % starpību starp svara mitrumu sorbcijas laikā un desorbcijas svara mitrumu (desorbcija 4,3%, sorbcija 2,1%, histerēze 2,2%), mitrinot sorbcijas izotermu. Žāvējot desorbciju.

30. Mitruma pārneses mehānismi būvmateriālos. Tvaika caurlaidība, kapilārā ūdens iesūkšana.

1.B ziemas laiks temperatūras atšķirību un dažādu parciālo spiedienu dēļ ūdens tvaiku plūsma iet cauri žogam (no iekšējās virsmas uz ārējo) - ūdens tvaiku difūzija. Vasarā ir otrādi.

2. Konvektīvā ūdens tvaiku transportēšana(ar gaisa plūsmu)

3. Kapilārā ūdens pārnešana(perkolācija) caur porainiem materiāliem.

4. Gravitācijas ūdens noplūde caur plaisām, caurumi, makroporas.

Tvaika caurlaidība - no tiem izgatavota materiāla vai struktūras spēja ļaut ūdens tvaikiem iziet cauri tam.

Poru caurlaidības koeficients- Fiz. vērtība, kas skaitliski vienāda ar tvaika daudzumu, kas iet caur plāksni ar laukuma vienību, ar spiediena krituma vienību, ar plāksnes biezuma vienību, ar laika vienību ar daļēju spiediena starpību plāksnes malās e 1 Pa .. Ar samazināšanos. Temperatūra, mu samazinās, ar paaugstinātu mitrumu, mu palielinās.

Izturība pret tvaiku caurlaidību: R=biezums/mū

Mu - tvaika caurlaidības koeficients (noteikts saskaņā ar SNIP 2379 siltumtehniku)

Būvmateriālu ūdens kapilārā absorbcija - nodrošina pastāvīgu šķidruma mitruma pārnešanu caur porainiem materiāliem no augstas koncentrācijas zonas uz zemas koncentrācijas zonu.

Jo plānāki ir kapilāri, jo lielāks ir kapilārā sūkšanas spēks, bet kopumā pārneses ātrums samazinās.

Kapilāru pārnesi var samazināt vai novērst, uzstādot atbilstošu barjeru (mazu gaisa spraugu vai kapilāri neaktīvu slāni (neporainu)).

31.Fika likums. Tvaika caurlaidības koeficients

P(tvaika daudzums, g) = (ev-en)F*z*(mu/biezums),

Mu- koeficients tvaika caurlaidība (noteikta saskaņā ar SNIP 2379 apkures inženieriju)

Fizik. vērtība, kas skaitliski vienāda ar tvaika daudzumu, kas iet caur plāksni ar laukuma vienību, ar spiediena krituma vienību, ar plāksnes biezuma vienību, ar laika vienību ar daļēju spiediena starpību plāksnes malās e 1 Pa . [mg/(m 2 *Pa)]. Mazākā mu jumta seguma materiāls ir 0,00018, lielākā min. vate = 0,065 g/m*h*mm.Hg., logu stikls un metāli ir tvaika necaurlaidīgi, gaisam ir vislielākā tvaiku caurlaidība. Kad samazinās Temperatūra, mu samazinās, ar paaugstinātu mitrumu, mu palielinās. Tas ir atkarīgs no materiāla fizikālajām īpašībām un atspoguļo tā spēju vadīt ūdens tvaikus, kas izkliedējas caur to. Anizotropiem materiāliem ir atšķirīgs mu (koksnei gar graudu = 0,32, šķērsām = 0,6).

Līdzvērtīga izturība pret tvaiku caurlaidību žogam ar secīgu slāņu izvietojumu. Fika likums.

Q=(e 1 -e 2)/R n qR n1n =(e n1n-1 -e 2)


32 Ūdens tvaiku parciālā spiediena sadalījuma aprēķins visā konstrukcijas biezumā.

Slāņi, materiāli

(vienums tabulā SP)

Termiskā pretestība

R i =  i/l i, m 2 ×°С/W

Termiskā inerce

D i = R i s i

Izturība pret tvaiku caurlaidību

R vp, i =  i/m i, m 2 × hPa/mg

Iekšējais robežslānis

Iekšējais apmetums no cementa-smiltīm. risinājums (227)

Dzelzsbetons (255)

Minerālvates plātnes (50)

Gaisa sprauga

Ārējais ekrāns – porcelāna keramika

Ārējais robežslānis

Kopā ()

* – neņemot vērā ekrāna šuvju tvaika caurlaidību

    Slēgtas gaisa spraugas termiskā pretestība tiek ņemta saskaņā ar 7. tabulu SP.

    Mēs pieņemam konstrukcijas siltumtehniskās neviendabības koeficientu r= 0,85, tad R req /r= 3,19/0,85 = 3,75 m 2 ×°C/W un nepieciešamais izolācijas biezums

0,045(3,75 – 0,11 – 0,02 – 0,10 – 0,14 – 0,04) = 0,150 m.

    Mēs ņemam izolācijas biezumu  3 = 0,15 m = 150 mm (reizi 30 mm) un pievienojam to tabulai. 4.2.

Secinājumi:

    Siltuma pārneses pretestības ziņā dizains atbilst standartiem, jo ​​ir samazināta siltuma pārneses pretestība R 0 r virs nepieciešamās vērtības R req :

R 0 r=3,760,85 = 3,19> R req= 3,19 m 2 × °C/W.

4.6. Ventilējamā gaisa slāņa termisko un mitruma apstākļu noteikšana

    Aprēķins tiek veikts ziemas apstākļiem.

Kustības ātruma un gaisa temperatūras noteikšana slānī

    Jo garāks (augstāks) slānis, jo lielāks ir gaisa kustības ātrums un tā patēriņš, un līdz ar to arī mitruma noņemšanas efektivitāte. No otras puses, jo garāks (augstāks) slānis, jo lielāka ir nepieņemamas mitruma uzkrāšanās iespējamība izolācijā un ekrānā.

    Attālums starp ieplūdes un izplūdes ventilācijas atverēm (starpslāņa augstums) ir vienāds ar N= 12 m.

    Vidējā gaisa temperatūra slānī t 0 provizoriski tiek pieņemts kā

t 0 = 0,8t ext = 0,8(-9,75) = -7,8°C.

    Gaisa kustības ātrums starpslānī, kad pieplūdes un izplūdes atveres atrodas vienā ēkas pusē:

kur  ir vietējās aerodinamiskās pretestības summa pret gaisa plūsmu ieplūdē, pagriezienos un izejā no slāņa; atkarībā no fasādes sistēmas projektiskā risinājuma= 3...7; mēs pieņemam= 6.

    Starpslāņa šķērsgriezuma laukums ar nominālo platumu b= 1 m un pieņemts (4.1. tabulā) biezums = 0,05 m: F=b= 0,05 m2.

    Ekvivalents gaisa spraugas diametrs:

    Gaisa slāņa virsmas siltuma pārneses koeficients a 0 ir sākotnēji pieņemts saskaņā ar 9.1.2. SP punktu: a 0 = 10,8 W/(m 2 ×°C).

(m 2 × °C)/W,

K int = 1/ R 0.int = 1/3,67 = 0,273 W/(m 2 × °C).

(m 2 × °C)/W,

K ext = 1/ R 0, ārējā = 1/0,14 = 7,470 W/(m 2 × °C).

    Likmes

0,35120 + 7,198(-8,9) = -64,72 W/m2,

0,351 + 7,198 = 7,470 W/(m 2 × °C).

Kur Arīpašs karstums gaiss, Ar= 1000 J/(kg × °C).

    Vidējā gaisa temperatūra slānī atšķiras no iepriekš pieņemtās par vairāk nekā 5%, tāpēc precizējam projektēšanas parametrus.

    Gaisa kustības ātrums starpslānī:

    Gaisa blīvums slānī

    Gaisa daudzums (plūsma), kas iet caur slāni:

    Mēs precizējam gaisa slāņa virsmas siltuma pārneses koeficientu:

W/(m 2 × °C).

    Sienas iekšējās daļas siltuma pārneses pretestība un siltuma pārneses koeficients:

(m 2 × °C)/W,

K int = 1/ R 0.int = 1/3,86 = 0,259 W/(m 2 × °C).

    Sienas ārējās daļas siltuma pārneses pretestība un siltuma pārneses koeficients:

(m 2 × °C)/W,

K ext = 1/ R 0.ext = 1/0,36 = 2,777 W/(m 2 × °C).

    Likmes

0,25920 + 2,777(-9,75) = -21,89 W/m2,

0,259 + 2,777 = 3,036 W/(m 2 × °C).

    Noskaidrojam vidējo gaisa temperatūru slānī:

    Vēl vairākas reizes precizējam vidējo gaisa temperatūru slānī, līdz vērtības blakus iterācijās atšķiras par vairāk nekā 5% (4.6. tabula).

Rakstā apskatīta siltumizolācijas sistēmas projektēšana ar slēgtu gaisa spraugu starp siltumizolāciju un ēkas sienu. Siltumizolācijā tiek piedāvāts izmantot tvaiku caurlaidīgus ieliktņus, lai novērstu mitruma kondensāciju gaisa slānī. Ir dota metode ieliktņu laukuma aprēķināšanai atkarībā no siltumizolācijas lietošanas apstākļiem.

Šajā rakstā ir aprakstīta siltumizolācijas sistēma ar tukšu gaisa telpu starp siltumizolāciju un ēkas ārsienu. Siltumizolācijā tiek piedāvāti ūdens tvaiku caurlaidīgi ieliktņi, lai novērstu mitruma kondensāciju gaisa telpā. Ieliktņu laukuma aprēķināšanas metode ir piedāvāta atkarībā no siltumizolācijas izmantošanas apstākļiem.

IEVADS

Gaisa sprauga ir daudzu ēku norobežojošo konstrukciju elements. Darbā tika pētītas norobežojošo konstrukciju īpašības ar slēgtiem un ventilējamiem gaisa slāņiem. Tajā pašā laikā tā pielietojuma īpatnības daudzos gadījumos prasa atrisināt ēkas siltumtehnikas problēmas īpašos lietošanas apstākļos.

Siltumizolācijas sistēmas ar ventilējamu gaisa slāni konstrukcija ir zināma un plaši izmantota būvniecībā. Šīs sistēmas galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar vieglā apmetuma sistēmām ir spēja veikt darbus pie ēkas siltināšanas visu gadu. Izolācijas stiprinājumu sistēma vispirms tiek piestiprināta pie ēkas norobežojošās konstrukcijas. Izolācija ir piestiprināta šai sistēmai. Izolācijas ārējā aizsardzība ir uzstādīta noteiktā attālumā no tās, lai starp izolāciju un ārējo žogu izveidotu gaisa spraugu. Siltināšanas sistēmas konstrukcija ļauj ventilēt gaisa spraugu, lai noņemtu lieko mitrumu, kas samazina mitruma daudzumu izolācijā. Šīs sistēmas trūkumi ietver sarežģītību un nepieciešamību kopā ar izolācijas materiālu izmantošanu izmantot apšuvuma sistēmas, kas nodrošina nepieciešamo atstarpi gaisa kustībai.

Ir zināma ventilācijas sistēma, kurā gaisa sprauga atrodas tieši blakus ēkas sienai. Siltumizolācija ir izgatavota trīsslāņu paneļu veidā: iekšējais slānis ir siltumizolācijas materiāls, ārējie slāņi ir alumīnijs un alumīnija folija. Šis dizains aizsargā izolāciju gan no atmosfēras mitruma, gan mitruma iekļūšanas no telpām. Līdz ar to tā īpašības nepasliktinās nekādos ekspluatācijas apstākļos, kas ļauj ietaupīt līdz pat 20% izolācijas, salīdzinot ar parastajām sistēmām. Šo sistēmu trūkums ir nepieciešamība ventilēt slāni, lai noņemtu mitrumu, kas migrē no ēkas telpām. Tas noved pie samazināšanās siltumizolācijas īpašības sistēmas. Turklāt palielinās siltuma zudumi no ēku apakšējiem stāviem, jo ​​aukstam gaisam, kas iekļūst slānī caur atverēm sistēmas apakšā, nepieciešams zināms laiks, lai uzsiltu līdz vienmērīgai temperatūrai.

IZOLĀCIJAS SISTĒMA AR SLĒGTU GAISA SLĀNI

Iespējama siltumizolācijas sistēma, kas līdzīga sistēmai ar slēgtu gaisa spraugu. Jāpievērš uzmanība tam, ka gaisa kustība starpslānī ir nepieciešama tikai mitruma noņemšanai. Ja mitruma izvadīšanas problēmu atrisināsim citā veidā, bez ventilācijas, iegūsim siltumizolācijas sistēmu ar slēgtu gaisa spraugu bez iepriekšminētajiem trūkumiem.

Lai atrisinātu problēmu, siltumizolācijas sistēmai jābūt tādai formai, kā parādīts attēlā. 1. Ēkas siltumizolācija jāveic ar tvaiku caurlaidīgiem ieliktņiem, kas izgatavoti no siltumizolācijas materiāla, piemēram, minerālvati. Siltumizolācijas sistēmai jābūt sakārtotai tā, lai no starpslāņa tiktu izvadīts tvaiks, un mitrums tajā būtu zem rasas punkta starpslānī.

1 – ēkas siena; 2 – stiprinājuma elementi; 3 – siltumizolācijas paneļi; 4 – tvaika un siltumizolācijas ieliktņi

Rīsi. 1. Siltumizolācija ar tvaiku caurlaidīgiem ieliktņiem

Piesātinātā tvaika spiedienam starpslānī mēs varam uzrakstīt izteiksmi:

Neņemot vērā gaisa termisko pretestību starpslānī, mēs nosakām vidējo temperatūru starpslāņa iekšpusē, izmantojot formulu

(2)

Kur Skārda, Tout– gaisa temperatūra ēkas iekšienē un āra gaiss attiecīgi o C;

R 1 , R 2 – attiecīgi sienas un siltumizolācijas siltuma caurlaidības pretestība, m 2 × o C/W.

Tvaikiem, kas migrē no telpas caur ēkas sienu, mēs varam uzrakstīt vienādojumu:

(3)

Kur P in, P– daļējs tvaika spiediens telpā un starpslānī, Pa;

S 1 – ēkas ārsienas platība, m2;

k pp1 – sienas tvaika caurlaidības koeficients, kas vienāds ar:

Šeit R pp1 = m 1 / l 1 ;

m 1 – sienas materiāla tvaika caurlaidības koeficients, mg/(m×h×Pa);

l 1 – sienas biezums, m.

Tvaikiem, kas migrē no gaisa spraugas caur tvaiku caurlaidīgiem ieliktņiem ēkas siltumizolācijā, varam uzrakstīt vienādojumu:

(5)

Kur Mencas– tvaika daļējais spiediens ārējā gaisā, Pa;

S 2 – tvaiku caurlaidīgo siltumizolācijas ieliktņu platība ēkas siltumizolācijā, m2;

k pp2 - ieliktņu tvaika caurlaidības koeficients, kas vienāds ar:

Šeit R pp2 = m 2 / l 2 ;

m 2 – tvaiku caurlaidīgā ieliktņa materiāla tvaika caurlaidības koeficients, mg/(m×h×Pa);

l 2 – ieliktņa biezums, m.

Pielīdzinot (3) un (5) vienādojuma labās puses un atrisinot iegūto vienādojumu tvaika līdzsvaram starpslānī attiecībā pret P, mēs iegūstam tvaika spiediena vērtību starpslānī šādā formā:

(7)

kur e = S 2 /S 1 .

Uzrakstījis nosacījumu mitruma kondensācijas neesamībai gaisa slānī nevienlīdzības veidā:

un, to atrisinot, mēs iegūstam nepieciešamo tvaiku caurlaidīgo ieliktņu kopējās platības un sienas laukuma attiecības vērtību:

1. tabulā parādīti dati, kas iegūti par dažām norobežojošo konstrukciju iespējām. Aprēķinos tika pieņemts, ka tvaiku caurlaidīgā ieliktņa siltumvadītspējas koeficients ir vienāds ar sistēmas galvenās siltumizolācijas siltumvadītspējas koeficientu.

1. tabula. ε vērtība dažādām sienu iespējām

Sienas materiāls

l 1 m

l 1, W/(m × o C)

m 1, mg/(m × h × Pa)

l 2 , m

l 2, W/(m × o C)

m 2, mg/(m × h × Pa)

Temperatūra, apmēram C

Spiediens, Pa

P mums

Gāzes silikāta ķieģelis

Keramikas ķieģelis

1. tabulā sniegtie piemēri parāda, ka ir iespējams projektēt siltumizolāciju ar slēgtu gaisa spraugu starp siltumizolāciju un ēkas sienu. Dažām sienu konstrukcijām, tāpat kā pirmajā piemērā no 1. tabulas, varat iztikt bez tvaiku caurlaidīgiem ieliktņiem. Citos gadījumos tvaiku caurlaidīgo ieliktņu laukums var būt nenozīmīgs salīdzinājumā ar izolētās sienas laukumu.

SILTUMIZOLĀCIJAS SISTĒMA AR KONTROLĒTIEM SILTUMRAKSTURIEM

Siltumizolācijas sistēmu projektēšana pēdējo piecdesmit gadu laikā ir būtiski attīstījusies, un šodien projektētāju rīcībā ir liela izvēle materiāli un konstrukcijas: no salmu izmantošanas līdz vakuuma siltumizolācijai. Ir iespējams izmantot arī aktīvās siltumizolācijas sistēmas, kuru īpašības ļauj tās iekļaut ēku energoapgādes sistēmā. Šajā gadījumā atkarībā no apstākļiem var mainīties arī siltumizolācijas sistēmas īpašības vidi, nodrošinot nemainīgu siltuma zudumu līmeni no ēkas neatkarīgi no āra temperatūra.

Ja iestatāt fiksētu siltuma zudumu līmeni J caur ēkas norobežojošo konstrukciju nepieciešamo samazinātās siltuma pārneses pretestības vērtību noteiks pēc formulas

(10)

Šīs īpašības var būt siltumizolācijas sistēmai ar caurspīdīgu ārējo slāni vai ar ventilējamu gaisa slāni. Pirmajā gadījumā tiek izmantota saules enerģija, bet otrajā - augsnes siltumenerģiju papildus var izmantot kopā ar zemes siltummaini.

Sistēmā ar caurspīdīgu siltumizolāciju, kad saule atrodas zemā stāvoklī, tās stari gandrīz bez zudumiem iziet uz sienu, sasilda to, tādējādi samazinot siltuma zudumus no telpas. IN vasaras laiks, kad saule atrodas augstu virs horizonta, saules stari gandrīz pilnībā atstarojas no ēkas sienas, tādējādi novēršot ēkas pārkaršanu. Lai samazinātu pretējo siltuma plūsmu, siltumizolācijas slānis ir veidots šūnveida struktūras veidā, kas pilda saules gaismas slazda lomu. Šādas sistēmas trūkums ir neiespējamība pārdalīt enerģiju pa ēkas fasādēm un akumulējoša efekta neesamība. Turklāt šīs sistēmas efektivitāte ir tieši atkarīga no saules aktivitātes līmeņa.

Pēc autoru domām, ideālai siltumizolācijas sistēmai zināmā mērā vajadzētu līdzināties dzīvam organismam un mainīt tās īpašības plašā diapazonā atkarībā no vides apstākļiem. Pazeminoties āra temperatūrai, siltumizolācijas sistēmai jāsamazina siltuma zudumi no ēkas, paaugstinoties āra gaisa temperatūrai, var samazināties tā termiskā pretestība. Uzņemšana vasarā saules enerģijaēkai jābūt atkarīgai arī no ārējiem apstākļiem.

Piedāvātajai siltumizolācijas sistēmai daudzos aspektos ir iepriekš formulētās īpašības. Attēlā 2.a attēlā parādīta sienas shēma ar piedāvāto siltumizolācijas sistēmu. 2b – temperatūras grafiks siltumizolācijas slānī bez gaisa spraugas un ar tās klātbūtni.

Siltumizolācijas slānis ir izgatavots ar ventilējamu gaisa slāni. Kad gaiss pārvietojas caur to ar temperatūru, kas ir augstāka nekā attiecīgajā grafika punktā, temperatūras gradienta lielums siltumizolācijas slānī no sienas līdz starpslānim samazinās, salīdzinot ar siltumizolāciju bez starpslāņa, kas samazina siltuma zudumus no siltumizolācijas slāņa. ēka caur sienu. Jāpatur prātā, ka ēkas siltuma zudumu samazinājumu kompensēs siltums, ko izdala starpslāņa gaisa plūsma. Tas ir, gaisa temperatūra starpslāņa izejā būs zemāka nekā pie ieplūdes.

Rīsi. 2. Siltumizolācijas sistēmas diagramma (a) un temperatūras diagramma (b)

Problēmas fiziskais modelis siltuma zudumu aprēķināšanai caur sienu ar gaisa spraugu ir parādīts attēlā. 3. Šī modeļa siltuma bilances vienādojums ir šāds:

Rīsi. 3. Siltuma zudumu aprēķina diagramma caur ēkas norobežojošo konstrukciju

Aprēķinot siltuma plūsmas, tiek ņemti vērā vadošie, konvektīvie un starojuma siltuma pārneses mehānismi:

Kur J 1 – siltuma plūsma no telpas uz norobežojošās konstrukcijas iekšējo virsmu, W/m2;

J 2 – siltuma plūsma caur galveno sienu, W/m2;

J 3 – siltuma plūsma caur gaisa spraugu, W/m2;

J 4 – siltuma plūsma caur siltumizolācijas slāni aiz starpslāņa, W/m2;

J 5 – siltuma plūsma no norobežojošās konstrukcijas ārējās virsmas atmosfērā, W/m2;

T 1 , T 2, – temperatūra uz sienas virsmas, o C;

T 3 , T 4 – temperatūra uz starpslāņa virsmas, o C;

Tk, T a– temperatūra telpā un āra gaisā, attiecīgi, o C;

s – Stefana-Bolcmaņa konstante;

l 1, l 2 – attiecīgi galvenās sienas un siltumizolācijas siltumvadītspējas koeficients, W/(m× o C);

e 1 , e 2 , e 12 – attiecīgi sienas iekšējās virsmas, siltumizolācijas slāņa ārējās virsmas izstarojuma pakāpe un gaisa spraugas virsmu samazinātā emisijas pakāpe;

a in, a n, a 0 – siltuma caurlaidības koeficients uz sienas iekšējās virsmas, uz siltumizolācijas ārējās virsmas un uz gaisa spraugu ierobežojošajām virsmām attiecīgi W/(m 2 × o C).

Formula (14) ir uzrakstīta gadījumam, kad gaiss slānī ir nekustīgs. Gadījumā, ja gaiss pārvietojas starpslānī ar ātrumu u ar temperatūru T u vietā J 3, tiek ņemtas vērā divas plūsmas: no izpūstā gaisa uz sienu:

un no izpūstā gaisa uz ekrānu:

Tad vienādojumu sistēma sadalās divās sistēmās:

Siltuma pārneses koeficientu izsaka ar Nuselta skaitli:

Kur L- raksturīgais izmērs.

Formulas Nuselta skaitļa aprēķināšanai tika ņemtas atkarībā no situācijas. Aprēķinot siltuma pārneses koeficientu uz norobežojošo konstrukciju iekšējām un ārējām virsmām, formulas no:

kur Ra= Pr×Gr – Reilija kritērijs;

Gr = g× b × D T× L 3 /n 2 – Grashof numurs.

Nosakot Grashof skaitli, kā raksturīgā temperatūras starpība tika izvēlēta starpība starp sienas temperatūru un apkārtējā gaisa temperatūru. Raksturīgie izmēri tika pieņemti: sienas augstums un slāņa biezums.

Aprēķinot siltuma pārneses koeficientu a 0 slēgtā gaisa spraugā, formula no:

(22)

Ja gaiss slāņa iekšpusē pārvietojās, Nuselta skaitļa aprēķināšanai tika izmantota vienkāršāka formula:

(23)

kur Re = v×d/n – Reinoldsa skaitlis;

d – gaisa spraugas biezums.

Prandtl skaitļa Pr vērtības, kinemātiskā viskozitāte n un gaisa siltumvadītspējas koeficients l atkarībā no temperatūras tika aprēķinātas, lineāri interpolējot tabulas vērtības no . (11) vai (19) vienādojumu sistēmas tika atrisinātas skaitliski, iteratīvi precizējot attiecībā uz temperatūru T 1 , T 2 , T 3 , T 4 . Skaitliskajai modelēšanai izvēlēta siltumizolācijas sistēma, kuras pamatā ir putupolistirolam līdzīga siltumizolācija ar siltumvadītspējas koeficientu 0,04 W/(m 2 × o C). Gaisa temperatūra starpslāņa ieejā tika pieņemta 8 o C, kopējais siltumizolācijas slāņa biezums 20 cm, starpslāņa biezums d- 1 cm.

Attēlā 4. attēlā parādīti īpatnējo siltuma zudumu grafiki caur parastā siltumizolatora izolācijas slāni slēgta siltumizolācijas slāņa klātbūtnē un ar ventilējamu gaisa slāni. Slēgta gaisa sprauga gandrīz neuzlabo siltumizolācijas īpašības. Aplūkotajā gadījumā siltumizolācijas slāņa klātbūtne ar kustīgu gaisa plūsmu vairāk nekā uz pusi samazina siltuma zudumus caur sienu pie ārējā gaisa temperatūras mīnus 20 o C. Šādas siltumizolācijas siltumizolācijas pretestības ekvivalentā vērtība šī temperatūra ir 10,5 m 2 × o C/W, kas atbilst putupolistirola slānim, kura biezums ir lielāks par 40,0 cm.

D d= 4 cm ar mierīgu gaisu; 3. rinda – gaisa ātrums 0,5 m/s

Rīsi. 4. Īpatnējo siltuma zudumu grafiki

Izolācijas sistēmas efektivitāte palielinās, pazeminoties āra temperatūrai. Pie āra gaisa temperatūras 4 o C abu sistēmu efektivitāte ir vienāda. Turpmāka temperatūras paaugstināšanās padara sistēmas izmantošanu nepraktisku, jo tas palielina ēkas siltuma zudumu līmeni.

Attēlā 5. attēlā parādīta sienas ārējās virsmas temperatūras atkarība no ārējā gaisa temperatūras. Saskaņā ar att. 5, gaisa spraugas klātbūtne palielina sienas ārējās virsmas temperatūru pie negatīvām āra temperatūrām, salīdzinot ar parasto siltumizolāciju. Tas izskaidrojams ar to, ka kustīgais gaiss atdod savu siltumu gan iekšējam, gan ārējam siltumizolācijas slānim. Pie augstām ārējā gaisa temperatūrām šāda siltumizolācijas sistēma pilda dzesēšanas slāņa lomu (skat. 5. att.).

1. rinda – parastā siltumizolācija, D= 20 cm; 2. rinda – siltumizolācijā ir 1 cm plata gaisa sprauga, d= 4 cm, gaisa ātrums 0,5 m/s

Rīsi. 5. Sienas ārējās virsmas temperatūras atkarībauz āra temperatūru

Attēlā 6. attēlā parādīta temperatūras atkarība starpslāņa izejā no ārējā gaisa temperatūras. Gaiss slānī, atdziestot, atdod savu enerģiju aptverošajām virsmām.

Rīsi. 6. Temperatūras atkarība starpslāņa izejāuz āra temperatūru

Attēlā 7. attēlā parādīta siltuma zudumu atkarība no siltumizolācijas ārējā slāņa biezuma pie minimālās ārējās temperatūras. Saskaņā ar att. 7, minimālie siltuma zudumi tiek novēroti plkst d= 4 cm.

Rīsi. 7. Siltuma zudumu atkarība no siltumizolācijas ārējā slāņa biezuma pie minimālās ārējās temperatūras

Attēlā 8. attēlā parādīta siltuma zudumu atkarība ārējai temperatūrai mīnus 20 o C no gaisa ātruma dažāda biezuma slānī. Gaisa ātruma paaugstināšana virs 0,5 m/s būtiski neietekmē siltumizolācijas īpašības.

1. rinda – d= 16 cm; 2. rinda - d= 18 cm; 3. rinda - d= 20 cm

Rīsi. 8. Siltuma zudumu atkarība no gaisa ātrumaar dažādu gaisa spraugu biezumu

Jāpievērš uzmanība tam, ka ventilējams gaisa slānis ļauj efektīvi kontrolēt siltuma zudumu līmeni caur sienas virsmu, mainot gaisa ātrumu diapazonā no 0 līdz 0,5 m/s, kas parastajai siltumizolācijai nav iespējams. Attēlā 9. attēlā parādīta gaisa ātruma atkarība no ārējās temperatūras fiksētam siltuma zudumu līmenim caur sienu. Šāda pieeja ēku termiskai aizsardzībai ļauj samazināt energointensitāti ventilācijas sistēma paaugstinoties āra temperatūrai.

Rīsi. 9. Gaisa ātruma atkarība no ārējās temperatūras fiksētam siltuma zuduma līmenim

Veidojot rakstā aplūkoto siltumizolācijas sistēmu, galvenais jautājums ir par enerģijas avotu sūknējamā gaisa temperatūras paaugstināšanai. Kā šādu avotu siltumu no augsnes zem ēkas tiek ierosināts ņemt, izmantojot augsnes siltummaini. Lai efektīvāk izmantotu augsnes enerģiju, tiek pieņemts, ka ventilācijas sistēmai gaisa spraugā jābūt noslēgtai, bez atmosfēras gaisa sūkšanas. Tā kā ziemā sistēmā ieplūstošā gaisa temperatūra ir zemāka par zemes temperatūru, mitruma kondensācijas problēma šeit nepastāv.

Visefektīvāko šādas sistēmas izmantošanu autori saskata divu enerģijas avotu apvienojumā: saules un zemes siltuma. Ja pievēršamies iepriekš minētajām sistēmām ar caurspīdīgu siltumizolācijas slāni, kļūst acīmredzama šo sistēmu autoru vēlme vienā vai otrā veidā īstenot termodiodes ideju, tas ir, atrisināt problēmu virzīta saules enerģijas pārnešana uz ēkas sienu, vienlaikus veicot pasākumus, lai novērstu siltumenerģijas plūsmas kustību pretējā virzienā.

Ārējo absorbējošo slāni var krāsot tumša krāsa metāla plāksne. Un otrs absorbējošais slānis var būt gaisa sprauga ēkas siltumizolācijā. Gaiss, kas pārvietojas slānī, aizveroties caur zemes siltummaini, iekšā saulains laiks silda augsni, akumulējot saules enerģiju un pārdalot to pa ēkas fasādēm. Siltumu no ārējā slāņa uz iekšējo slāni var pārnest, izmantojot termodiodes, kas izgatavotas uz siltuma caurulēm ar fāzu pārejām.

Tādējādi piedāvātā siltumizolācijas sistēma ar kontrolētām termofizikālajām īpašībām ir balstīta uz dizainu ar siltumizolācijas slāni, kam ir trīs pazīmes:

– ventilējama gaisa sprauga paralēli ēkas norobežojošajai daļai;

– enerģijas avots gaisam slāņa iekšpusē;

– sistēma gaisa plūsmas parametru regulēšanai starpslānī atkarībā no ārējiem laikapstākļiem un iekštelpu gaisa temperatūras.

Viens no iespējamie varianti konstrukcijas - caurspīdīgas siltumizolācijas sistēmas izmantošana. Šajā gadījumā siltumizolācijas sistēma jāpapildina ar citu gaisa slāni, kas atrodas blakus ēkas sienai un savienojas ar visām ēkas sienām, kā parādīts attēlā. 10.

Attēlā parādītā siltumizolācijas sistēma. 10, ir divi gaisa slāņi. Viens no tiem atrodas starp siltumizolāciju un caurspīdīgo žogu un kalpo, lai novērstu ēkas pārkaršanu. Šim nolūkam izolācijas paneļa augšpusē un apakšā ir gaisa vārsti, kas savieno slāni ar ārējo gaisu. Vasarā un augstas saules aktivitātes laikā, kad pastāv ēkas pārkaršanas draudi, atveras aizbīdņi, nodrošinot ventilāciju ar āra gaisu.

Rīsi. 10. Caurspīdīga siltumizolācijas sistēma ar ventilējamu gaisa slāni

Otrā gaisa sprauga atrodas blakus ēkas sienai un kalpo saules enerģijas transportēšanai ēkas norobežojošās konstrukcijās. Šis dizains ļaus visai ēkas virsmai izmantot saules enerģiju diennakts gaišajā laikā, papildus nodrošinot efektīvu saules enerģijas uzkrāšanu, jo viss ēkas sienu apjoms darbojas kā akumulators.

Sistēmā iespējams izmantot arī tradicionālo siltumizolāciju. Šajā gadījumā zemes siltummainis var kalpot kā siltumenerģijas avots, kā parādīts attēlā. vienpadsmit.

Rīsi. vienpadsmit. Siltumizolācijas sistēma ar zemes siltummaini

Vēl viena iespēja ir šim nolūkam izmantot ēkas ventilācijas emisijas. Šajā gadījumā, lai novērstu mitruma kondensāciju starpslānī, izņemtais gaiss ir jāizlaiž caur siltummaini un siltummainī uzsildīts āra gaiss jāievada starpslānī. No starpslāņa gaiss var ieplūst telpā ventilācijai. Gaiss uzsilst, ejot caur zemes siltummaini, un atdod savu enerģiju norobežojošajai konstrukcijai.

Nepieciešamam siltumizolācijas sistēmas elementam jābūt automātiskā sistēma kontrolēt tās īpašības. Attēlā 12. attēlā parādīta vadības sistēmas blokshēma. Kontrole notiek, pamatojoties uz temperatūras un mitruma sensoru informācijas analīzi, mainot darbības režīmu vai izslēdzot ventilatoru un atverot un aizverot gaisa aizbīdņus.

Rīsi. 12. Vadības sistēmas blokshēma

Ventilācijas sistēmas darbības algoritma blokshēma ar kontrolētām īpašībām ir parādīta attēlā. 13.

Ieslēgts sākuma stadija vadības sistēmas darbību (skat. 12. att.), pamatojoties uz izmērītajām ārējā gaisa temperatūras vērtībām un telpās, vadības bloks aprēķina temperatūru gaisa spraugā klusā gaisa stāvoklim. Šo vērtību salīdzina ar gaisa temperatūru dienvidu fasādes slānī, izbūvējot siltumizolācijas sistēmu, kā parādīts att. 10, vai zemes siltummainī - projektējot siltumizolācijas sistēmu, kā attēlā. 11. Ja aprēķinātā temperatūras vērtība ir lielāka vai vienāda ar izmērīto, ventilators paliek izslēgts un gaisa aizbīdņi telpā tiek aizvērti.

Rīsi. 13. Ventilācijas sistēmas darbības algoritma blokshēma ar pārvaldītiem īpašumiem

Ja aprēķinātā temperatūras vērtība ir mazāka par izmērīto, ieslēdziet cirkulācijas ventilatoru un atveriet aizbīdņus. Šajā gadījumā uzkarsētā gaisa enerģija tiek pārnesta uz ēkas sienu konstrukcijām, samazinot siltumenerģijas nepieciešamību apkurei. Tajā pašā laikā tiek mērīta gaisa mitruma vērtība starpslānī. Ja mitrums tuvojas kondensācijas vietai, atveras aizbīdnis, kas savieno gaisa spraugu ar ārējo gaisu, kas neļauj mitrumam kondensēties uz spraugas sienu virsmas.

Tādējādi piedāvātā siltumizolācijas sistēma ļauj reāli kontrolēt siltumizolācijas īpašības.

SILTUMIZOLĀCIJAS SISTĒMAS MODEĻA PĀRBAUDE AR ​​KONTROLĒTU SILTUMIZOLĀCIJU, IZMANTOJOT ĒKAS VENTILĀCIJAS EMISIJAS

Eksperimentālā shēma ir parādīta attēlā. 14. Uz telpas ķieģeļu sienas lifta šahtas augšējā daļā uzstādīts siltumizolācijas sistēmas modelis. Modelis sastāv no siltumizolācijas, kas attēlo tvaika necaurlaidīgas siltumizolācijas plāksnes (viena virsma ir alumīnija 1,5 mm bieza; otrā ir alumīnija folija), kas pildīta ar 3,0 cm biezām poliuretāna putām ar siltumvadītspējas koeficientu 0,03 W/(m 2 × o C). Plātnes siltuma pārneses pretestība – 1,0 m 2 × o C/W, mūris– 0,6 m 2 × o C/W. Starp siltumizolācijas plāksnēm un ēkas norobežojošo konstrukciju virsmu ir 5 cm bieza gaisa sprauga. temperatūras apstākļi un siltuma plūsmas kustība caur norobežojošo konstrukciju, tajā tika uzstādīti temperatūras un siltuma plūsmas sensori.

Rīsi. 14. Eksperimentālās sistēmas diagramma ar kontrolētu siltumizolāciju

Uzstādītās siltumizolācijas sistēmas fotogrāfija ar strāvas padevi no ventilācijas izplūdes siltuma atgūšanas sistēmas ir parādīta attēlā. 15.

Papildu enerģija tiek piegādāta starpslāņa iekšpusē ar gaisu, kas tiek ņemts no ēkas ventilācijas emisiju izplūdes siltuma atgūšanas sistēmas. Ventilācijas emisijas tika ņemtas no VAS “NĪPTIS institūta vārdā nosauktās ēkas ventilācijas šahtas izejas. Atajevs S.S.”, tika ievadīti uz rekuperatora pirmo ieeju (skat. 15.a att.). Uz rekuperatora otro ieeju tika padots gaiss no ventilācijas slāņa, bet no rekuperatora otrās izejas - atkal uz ventilācijas slāni. Ventilācijas izplūdes gaiss nevar tikt ievadīts tieši gaisa spraugā, jo pastāv mitruma kondensācijas risks tās iekšpusē. Tāpēc ēkas ventilācijas emisijas vispirms izgāja caur siltummaini-rekuperatoru, kura otrā ieeja saņēma gaisu no starpslāņa. Rekuperatorā tas tika uzkarsēts un ar ventilatora palīdzību pievadīts ventilācijas sistēmas gaisa spraugai caur izolējošā paneļa apakšā uzstādītu atloku. Caur otro atloku siltumizolācijas augšējā daļā no paneļa tika noņemts gaiss un noslēdza tā kustības ciklu pie otrās siltummaiņa ieejas. Darba gaitā tika reģistrēta informācija no temperatūras un siltuma plūsmas sensoriem, kas uzstādīti saskaņā ar diagrammu attēlā. 14.

Ventilatoru darbības režīmu vadīšanai un eksperimenta parametru fiksēšanai un fiksēšanai tika izmantota speciāla vadības un datu apstrādes iekārta.

Attēlā 16 parāda temperatūras izmaiņu grafikus: āra gaiss, iekštelpu gaiss un iekštelpu gaiss dažādas daļas starpslāņi. 7.00 līdz 13.00 sistēma pāriet stacionārā darba režīmā. Temperatūras starpība pie gaisa ieplūdes slānī (sensors 6) un temperatūras pie izejas no tā (sensors 5) izrādījās aptuveni 3 o C, kas norāda uz plūstošā gaisa enerģijas patēriņu.

A)

b)

Rīsi. 16. Temperatūras diagrammas: a – āra gaiss un iekštelpu gaiss;b – gaiss dažādās slāņa daļās

Attēlā 17. attēlā parādīti sienu virsmu un siltumizolācijas temperatūras laika atkarības grafiki, kā arī temperatūras un siltuma plūsma caur ēkas norobežojošo virsmu. Attēlā 17b skaidri parāda siltuma plūsmas samazināšanos no telpas pēc apsildāma gaisa padeves ventilācijas slānim.

A)

b)

Rīsi. 17. Grafiki pret laiku: a – sienu virsmu un siltumizolācijas temperatūra;b – temperatūra un siltuma plūsma caur ēkas norobežojošo virsmu

Autoru iegūtie eksperimentālie rezultāti apstiprina iespēju kontrolēt siltumizolācijas īpašības ar ventilējamu slāni.

SECINĀJUMS

1 Svarīgs energoefektīvu ēku elements ir tās apvalks. Galvenie attīstības virzieni ēku siltuma zudumu samazināšanai caur ēku norobežojošām konstrukcijām ir saistīti ar aktīvo siltumizolāciju, kad norobežojošajām konstrukcijām ir liela nozīme telpu iekšējās vides parametru veidošanā. Acīmredzamākais piemērs ir ēkas norobežojošās konstrukcijas ar gaisa spraugu.

2 Autori piedāvāja siltumizolācijas projektu ar slēgtu gaisa spraugu starp siltumizolāciju un ēkas sienu. Lai novērstu mitruma kondensāciju gaisa slānī, nesamazinot siltumizolācijas īpašības, tika apsvērta iespēja siltumizolācijā izmantot tvaiku caurlaidīgus ieliktņus. Ir izstrādāta metode ieliktņu laukuma aprēķināšanai atkarībā no siltumizolācijas lietošanas apstākļiem. Dažām sienu konstrukcijām, tāpat kā pirmajā piemērā no 1. tabulas, varat iztikt bez tvaiku caurlaidīgiem ieliktņiem. Citos gadījumos tvaiku caurlaidīgo ieliktņu laukums var būt nenozīmīgs attiecībā pret izolētās sienas laukumu.

3 Izstrādāta termisko raksturlielumu aprēķināšanas metodika un siltumizolācijas sistēmas ar kontrolētām siltuma īpašībām projektēšana. Konstrukcija veidota sistēmas veidā ar ventilējamu gaisa spraugu starp diviem siltumizolācijas slāņiem. Kad gaiss pārvietojas slānī, kura temperatūra ir augstāka nekā attiecīgajā sienas punktā ar parasto siltumizolācijas sistēmu, temperatūras gradienta lielums siltumizolācijas slānī no sienas līdz slānim samazinās, salīdzinot ar siltumizolāciju bez slāņa. , kas samazina siltuma zudumus no ēkas caur sienu. Zem ēkas esošās grunts siltumu iespējams izmantot kā enerģiju sūknējamā gaisa temperatūras paaugstināšanai, izmantojot augsnes siltummaini, vai saules enerģiju. Ir izstrādātas metodes šādas sistēmas raksturlielumu aprēķināšanai. Eksperimentāls apstiprinājums siltumizolācijas sistēmas izmantošanas realitātei ar kontrolētu termiskās īpašībasēkām.

BIBLIOGRĀFIJA

1. Bogoslovskis, V. N. Būvniecības siltumfizika / V. N. Bogoslovskis. – SPb.: AVOK-ZIEMEĻRIETUMI, 2006. – 400 lpp.

2. Ēku siltumizolācijas sistēmas: TKP.

4. Siltināšanas sistēmas ar ventilējamu gaisa slāni uz trīsslāņu fasādes paneļu bāzes projektēšana un uzstādīšana: R 1.04.032.07. – Minska, 2007. – 117 lpp.

5. Danilevsky, L. N. Par jautājumu par siltuma zudumu līmeņa samazināšanu ēkā. Baltkrievijas un Vācijas sadarbības pieredze būvniecībā / L. N. Daņiļevskis. – Minska: Strinko, 2000. – 76., 77. lpp.

6. Alfrēds Keršbergers “Solares Bauen mit transparenter Warmedammung”. Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

7. Die ESA-Solardassade – Dammen mit Licht / ESA-Energiesysteme, 3. Passivhaustagung no 1999. gada 19. līdz 21. februārim. Bregenca. -R. 177–182.

8. Peter O. Braun, Innovative Gebaudehullen, Warmetechnik, 9, 1997. – R. 510–514.

9. Pasīvā māja kā adaptīva dzīvības atbalsta sistēma: referātu tēzes Intern. zinātniski tehniski konf. “No ēku termiskās atjaunošanas – līdz pasīvā māja. Problēmas un risinājumi” / L. N. Daņiļevskis. – Minska, 1996. – 32.–34.lpp.

10. Siltumizolācija ar kontrolētām īpašībām ēkām ar zemiem siltuma zudumiem: savākšana. tr. / Valsts uzņēmums “NĪPTIS institūts nosaukts. Ataeva S.S.”; L. N. Daņiļevskis. – Minska, 1998. – P. 13–27.

11. Daņiļevskis, L. Siltumizolācijas sistēma ar kontrolējamām īpašībām pasīvajai mājai / L. Daņiļevskis // Arhitektūra un būvniecība. – 1998. – Nr.3. – 30., 31.lpp.

12. Martynenko, O. G. Brīvā konvektīvā siltuma pārnese. Katalogs / O. G. Martynenko, Yu. A. Sokovišins. – Minska: Zinātne un tehnoloģija, 1982. – 400 lpp.

13. Mikheev, M. A. Siltuma pārneses pamati / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. – M.: Enerģētika, 1977. – 321 lpp.

14. Ārēji ventilējams ēkas žogs: Pat. 010822 Evraz. Patentu valde, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L. N. Daņiļevskis; pretendents Valsts uzņēmums “NIPTIS institūts nosaukts. Atajeva S.S. – Nr.20060978; paziņojums, apgalvojums 05.10.2006.; publ. 30.12.2008 // Biļetens. Eirāzijas Patentu birojs. – 2008. – 6.nr.

15. Ārēji ventilējams ēkas žogs: Pat. 11343 Rep. Baltkrievija, MPK (2006) E04B1/70, E04B2/28 / L. N. Daņiļevskis; pretendents Valsts uzņēmums “NIPTIS institūts nosaukts. Atajeva S.S. – Nr.20060978; pieteikumu 05.10.2006.; publ. 30.12.2008 // Afitsyiny biļetens. / Nacionālais centrs intelektuālis. Ulasnastsi. – 2008. gads.

Siltuma un mitruma pārnese caur ārējiem žogiem

Siltuma pārneses pamati ēkā

Siltums vienmēr pāriet no siltākas vides uz aukstāku. Tiek saukts siltuma pārneses process no viena telpas punkta uz otru temperatūras starpības dēļ siltuma pārnesi un ir kolektīvs, jo tajā ietilpst trīs elementāri siltuma apmaiņas veidi: siltumvadītspēja (vadītspēja), konvekcija un starojums. Tādējādi potenciāls siltuma pārnese ir temperatūras starpība.

Siltumvadītspēja

Siltumvadītspēja- siltuma pārneses veids starp cietas, šķidras vai gāzveida vielas stacionārām daļiņām. Tādējādi siltumvadītspēja ir siltuma apmaiņa starp daļiņām vai materiālās vides konstrukcijas elementiem, kas ir tiešā saskarē viens ar otru. Pētot siltumvadītspēju, viela tiek uzskatīta par cietu masu, tās molekulārā struktūra tiek ignorēta. Tīrā veidā siltumvadītspēja rodas tikai cietās vielās, jo šķidrās un gāzveida vidēs ir gandrīz neiespējami nodrošināt vielas nekustīgumu.

Lielākā daļa būvmateriālu ir poraini ķermeņi. Porās ir gaiss, kuram ir iespēja kustēties, tas ir, pārnest siltumu konvekcijas ceļā. Tiek uzskatīts, ka būvmateriālu siltumvadītspējas konvektīvo komponentu tās mazuma dēļ var atstāt novārtā. Poras iekšpusē starp tās sienu virsmām notiek starojuma siltuma apmaiņa. Siltuma pārnesi ar starojumu materiālu porās galvenokārt nosaka poru lielums, jo jo lielāka ir pora, jo lielāka temperatūras starpība pāri tās sienām. Apsverot siltumvadītspēju, šī procesa īpašības ir saistītas ar vielas kopējo masu: skeletu un poras kopā.

Ēkas norobežojošās konstrukcijas parasti ir plaknes-paralēlas sienas, kurā siltuma pārnese notiek vienā virzienā. Turklāt parasti, kad termotehniskie aprēķiniārējās norobežojošās konstrukcijas, tiek pieņemts, ka siltuma pārnese notiek, kad stacionāri termiskie apstākļi, tas ir, ar nemainīgu laiku visiem procesa raksturlielumiem: siltuma plūsma, temperatūra katrā punktā, būvmateriālu termofizikālās īpašības. Tāpēc ir svarīgi apsvērt viendimensionālas stacionāras siltumvadītspējas process viendabīgā materiālā, ko apraksta Furjē vienādojums:

Kur q T - virsmas siltuma plūsmas blīvums kas iet caur plakni, kas ir perpendikulāra siltuma plūsma, W/m2;

λ - materiāla siltumvadītspēja, W/m. o C;

t- temperatūras maiņa pa x asi, °C;

Attiecības sauc temperatūras gradients, aptuveni S/m, un ir apzīmēts grad t. Temperatūras gradients ir vērsts uz temperatūras paaugstināšanos, kas ir saistīta ar siltuma absorbciju un siltuma plūsmas samazināšanos. Mīnusa zīme vienādojuma (2.1) labajā pusē parāda, ka siltuma plūsmas pieaugums nesakrīt ar temperatūras paaugstināšanos.

Siltumvadītspēja λ ir viens no materiāla galvenajiem siltuma raksturlielumiem. Kā izriet no (2.1) vienādojuma, materiāla siltumvadītspēja ir materiāla siltuma vadītspējas mērs, kas skaitliski vienāds ar siltuma plūsmu, kas ar temperatūras gradientu šķērso 1 m 2 platību, kas ir perpendikulāra plūsmas virzienam. pa plūsmu, kas vienāda ar 1 o C/m (1. att.). Kā lielāka vērtībaλ, jo intensīvāks ir siltumvadītspējas process šādā materiālā, jo lielāka ir siltuma plūsma. Tāpēc par siltumizolācijas materiāliem tiek uzskatīti materiāli, kuru siltumvadītspēja ir mazāka par 0,3 W/m. par S.

Izotermas; - ------ - siltuma plūsmas līnijas.

Būvmateriālu siltumvadītspējas izmaiņas ar izmaiņām to blīvums rodas sakarā ar to, ka gandrīz jebkura celtniecības materiāls ietver skelets- galvenais būvmateriāls un gaiss. K.F. Fokins kā piemēru min šādus datus: absolūti blīvas vielas (bez porām) siltumvadītspēja atkarībā no tās rakstura ir no 0,1 W/m o C (plastmasai) līdz 14 W/m o C (kristāliskajai). vielas ar siltuma plūsmu pa kristālisko virsmu), savukārt gaisa siltumvadītspēja ir aptuveni 0,026 W/m o C. Jo lielāks materiāla blīvums (mazāka porainība), jo lielāka ir tā siltumvadītspējas vērtība. Ir skaidrs, ka vieglajiem siltumizolācijas materiāliem ir salīdzinoši zems blīvums.

Skeleta porainības un siltumvadītspējas atšķirības rada atšķirības materiālu siltumvadītspējā pat ar tādu pašu blīvumu. Piemēram, šādi materiāli (1. tabula) ar tādu pašu blīvumu, ρ 0 =1800 kg/m 3, ir dažādas siltumvadītspējas vērtības:

1. tabula.

Materiālu ar tādu pašu blīvumu siltumvadītspēja ir 1800 kg/m 3.

Materiāla blīvumam samazinoties, tā siltumvadītspēja l samazinās, jo samazinās materiāla karkasa siltumvadītspējas vadošās komponentes ietekme, bet tomēr palielinās starojuma komponentes ietekme. Tāpēc blīvuma samazināšanās zem noteiktas vērtības palielina siltumvadītspēju. Tas ir, ir noteikta blīvuma vērtība, pie kuras siltumvadītspējai ir minimālā vērtība. Ir aprēķini, ka pie 20 o C porās ar diametru 1 mm siltumvadītspēja ar starojumu ir 0,0007 W/ (m°C), ar diametru 2 mm - 0,0014 W/ (m°C) utt. Tādējādi siltuma vadītspēja ar starojumu kļūst nozīmīga plkst siltumizolācijas materiāli ar zemu blīvumu un lieliem poru izmēriem.

Materiāla siltumvadītspēja palielinās, palielinoties temperatūrai, kurā notiek siltuma pārnese. Materiālu siltumvadītspējas palielināšanās ir izskaidrojama ar vielas skeleta molekulu kinētiskās enerģijas palielināšanos. Palielinās arī gaisa siltumvadītspēja materiāla porās un siltuma pārneses intensitāte tajās ar starojumu. Būvniecības praksē siltumvadītspējas atkarība no temperatūras liela nozīme Materiālu siltumvadītspējas vērtības, kas iegūtas temperatūrā līdz 100 o C, nav jāpārrēķina uz to vērtībām 0 o C temperatūrā, izmantojot empīrisko formulu O.E. Vlasova:

λ o = λ t / (1+β . t), (2.2.)

kur λ o ir materiāla siltumvadītspēja 0 o C temperatūrā;

λ t - materiāla siltumvadītspēja pie t o C;

β - temperatūras koeficients siltumvadītspējas izmaiņas, 1/ o C, dažādiem materiāliem, vienādas ar aptuveni 0,0025 1/ o C;

t ir materiāla temperatūra, pie kuras tā siltumvadītspējas koeficients ir vienāds ar λ t.

Plakanai viendabīgai sienai ar biezumu δ (2. att.) siltuma plūsmu, ko siltumvadītspēja pārnes caur homogēnu sienu, var izteikt ar vienādojumu:

Kur τ1,τ2- temperatūras vērtības uz sienu virsmām, o C.

No izteiksmes (2.3) izriet, ka temperatūras sadalījums pa sienas biezumu ir lineārs. Tiek nosaukts daudzums δ/λ materiāla slāņa termiskā pretestība un atzīmēts R T, m 2. o C/W:

2. att. Temperatūras sadalījums līdzenā viendabīgā sienā

Tāpēc siltuma plūsma q T, W/m 2, caur vienmērīgu plakni-paralēlu biezuma sienu δ , m, no materiāla ar siltumvadītspēju λ, W/m. o C, var rakstīt formā

Slāņa termiskā pretestība ir pretestība pret siltumvadītspēju, kas vienāda ar temperatūras starpību uz pretējām slāņa virsmām, kad caur to iet siltuma plūsma ar virsmas blīvumu 1 W/m 2.

Siltuma pārnese pēc siltumvadītspējas notiek ēkas norobežojošo konstrukciju materiāla slāņos.

Konvekcija

Konvekcija- siltuma pārnese, pārvietojot vielas daļiņas. Konvekcija notiek tikai šķidrās un gāzveida vielās, kā arī starp šķidru vai gāzveida vidi un cietas vielas virsmu. Šajā gadījumā siltuma pārnese notiek pēc siltumvadītspējas. Konvekcijas un siltuma vadīšanas kombinēto efektu robežzonā pie virsmas sauc par konvektīvo siltuma pārnesi.

Konvekcija notiek uz ēku norobežojumu ārējām un iekšējām virsmām. Konvekcijai ir nozīmīga loma telpu iekšējo virsmu siltuma apmaiņā. Plkst dažādas nozīmes virsmas un tai piegulošā gaisa temperatūru, siltums pāriet uz zemāku temperatūru. Siltuma plūsma, ko pārraida konvekcija, ir atkarīga no šķidruma vai gāzes kustības veida, kas mazgā virsmu, no kustīgās vides temperatūras, blīvuma un viskozitātes, no virsmas raupjuma, no virsmas temperatūru starpības un apkārtējo vidi.

Siltuma apmaiņas process starp virsmu un gāzi (vai šķidrumu) notiek atšķirīgi atkarībā no gāzes kustības rakstura. Atšķirt dabiskā un piespiedu konvekcija. Pirmajā gadījumā gāzes kustība notiek temperatūras starpības dēļ starp virsmu un gāzi, otrajā - no šī procesa ārējiem spēkiem (ventilatoru darbība, vējš).

Piespiedu konvekcija iekšā vispārējs gadījums var pavadīt dabiskās konvekcijas process, taču, tā kā piespiedu konvekcijas intensitāte ievērojami pārsniedz dabiskās konvekcijas intensitāti, dabiskā konvekcija bieži tiek atstāta novārtā, apsverot piespiedu konvekciju.

Nākotnē tiks ņemti vērā tikai stacionāri konvektīvās siltuma pārneses procesi, kas pieņem nemainīgu ātrumu un temperatūru laika gaitā jebkurā gaisa punktā. Bet, tā kā telpas elementu temperatūra mainās diezgan lēni, stacionāriem apstākļiem iegūtās atkarības var attiecināt uz procesu telpas nestacionāri siltuma apstākļi, kurā katrā aplūkojamā brīdī konvektīvās siltuma apmaiņas process uz žogu iekšējām virsmām tiek uzskatīts par stacionāru. Atkarības, kas iegūtas stacionāriem apstākļiem, var attiecināt arī uz pēkšņām konvekcijas rakstura izmaiņām no dabiskās uz piespiedu, piemēram, kad tiek ieslēgta recirkulācijas telpas apsildes iekārta (ventilatora spirāle vai sadalītā sistēma siltumsūkņa režīmā). istabā. Pirmkārt, jaunais gaisa kustības režīms tiek izveidots ātri un, otrkārt, nepieciešamā siltuma pārneses procesa inženiertehniskā novērtējuma precizitāte ir zemāka par iespējamām neprecizitātēm no siltuma plūsmas korekcijas trūkuma pārejas stāvoklī.

Apkures un ventilācijas aprēķinu inženiertehniskajai praksei svarīga ir konvektīvā siltuma apmaiņa starp norobežojošās konstrukcijas vai caurules virsmu un gaisu (vai šķidrumu). Praktiskajos aprēķinos konvektīvās siltuma plūsmas novērtēšanai izmanto Ņūtona vienādojumus (3. att.):

, (2.6)

Kur q līdz- siltuma plūsma, W, konvekcijas ceļā pārnesta no kustīgas vides uz virsmu vai otrādi;

t a- sienas virsmu mazgājošā gaisa temperatūra, o C;

τ - sienas virsmas temperatūra, o C;

α līdz- konvektīvās siltuma pārneses koeficients uz sienas virsmas, W/m 2. o C.

3. att. Konvektīvā siltuma apmaiņa starp sienu un gaisu

Siltuma pārneses koeficients ar konvekciju, a līdz- fizikāls lielums, kas skaitliski vienāds ar siltuma daudzumu, kas no gaisa tiek pārnests uz cieta ķermeņa virsmu konvekcijas siltuma apmaiņas ceļā ar gaisa temperatūras un ķermeņa virsmas temperatūras starpību, kas vienāda ar 1 o C.

Izmantojot šo pieeju, visa sarežģītība fiziskais process konvektīvā siltuma pārnese ir ietverta siltuma pārneses koeficientā, a līdz. Protams, šī koeficienta vērtība ir daudzu argumentu funkcija. Praktiskai lietošanai tiek pieņemtas ļoti aptuvenas vērtības a līdz.

Vienādojumu (2.5) var ērti pārrakstīt šādi:

Kur R līdz - izturība pret konvektīvās siltuma pārnesi uz norobežojošās konstrukcijas virsmas, m 2. o C/W, kas vienāds ar temperatūras starpību uz žoga virsmas un gaisa temperatūras starpību siltuma plūsmai ar virsmas blīvumu 1 W/m 2 no plkst. virsmu gaisā vai otrādi. Pretestība R līdz ir konvektīvā siltuma pārneses koeficienta apgrieztais lielums a līdz:

Radiācija

Radiācija (starojuma siltuma pārnese) ir siltuma pārnese no virsmas uz virsmu caur starojumam caurspīdīgu vidi, elektromagnētiskiem viļņiem pārvēršoties siltumā (4. att.).

4. att. Starojuma siltuma apmaiņa starp divām virsmām

Jebkurš fiziskais ķermenis, kura temperatūra atšķiras no absolūtās nulles, elektromagnētisko viļņu veidā izstaro enerģiju apkārtējā telpā. Elektromagnētiskā starojuma īpašības raksturo viļņa garums. Starojumu, kas tiek uztverts kā termisks un kura viļņu garums ir diapazonā no 0,76 līdz 50 mikroniem, sauc par infrasarkano starojumu.

Piemēram, starojuma siltuma apmaiņa notiek starp virsmām, kas vērstas pret telpu, starp ārējām virsmām dažādas ēkas, zemes un debesu virsmas. Svarīga ir starojuma siltuma apmaiņa starp telpu korpusa iekšējām virsmām un virsmu sildīšanas ierīce. Visos šajos gadījumos starojuma vide, kas pārraida karstuma viļņus, ir gaiss.

Praksē siltuma plūsmas aprēķināšanai starojuma siltuma pārneses laikā tiek izmantota vienkāršota formula. Siltuma pārneses intensitāti ar starojumu q l, W/m 2 nosaka starojuma siltuma pārnesē iesaistīto virsmu temperatūras starpība:

, (2.9)

kur τ 1 un τ 2 ir to virsmu temperatūras vērtības, kas apmainās ar starojuma siltumu, o C;

α l - izstarojuma siltuma pārneses koeficients uz sienas virsmas, W/m 2. o C.

Radiācijas siltuma pārneses koeficients, a l- fizikāls lielums, kas skaitliski vienāds ar siltuma daudzumu, ko starojums pārnes no vienas virsmas uz otru, ja virsmas temperatūru starpība ir 1 o C.

Iepazīstinām ar koncepciju izturība pret starojuma siltuma pārnesiR l uz norobežojošās konstrukcijas virsmas, m 2. o C/W, vienāda ar temperatūras starpību uz žogu virsmām, kas apmainās ar starojuma siltumu, siltuma plūsmai ar virsmas blīvumu 1 W/m 2 ejot no virsmas uz virsmu.

Tad vienādojumu (2.8) var pārrakstīt šādi:

Pretestība R l ir starojuma siltuma pārneses koeficienta apgrieztais lielums a l:

Gaisa slāņa termiskā pretestība

Lai panāktu viendabīgumu, siltuma pārneses pretestību slēgtas gaisa spraugas kas atrodas starp norobežojošās konstrukcijas slāņiem sauc termiskā pretestība R iekšā. p, m 2. o C/W.

Siltuma pārneses diagramma caur gaisa spraugu parādīta 5. att.

5. att. Siltuma apmaiņa gaisa spraugā

Siltuma plūsma, kas iet caur gaisa spraugu q in. P, W/m2, sastāv no plūsmām, ko pārraida siltumvadītspēja (2) q t, W/m 2 , konvekcija (1) q līdz, W/m 2 un starojums (3) q l, W/m 2 .

q in. n =q t +q k +q l . (2.12)

Šajā gadījumā starojuma pārraidītās plūsmas daļa ir vislielākā. Apskatīsim slēgtu vertikālu gaisa slāni, uz kura virsmām temperatūras starpība ir 5 o C. Palielinoties slāņa biezumam no 10 mm līdz 200 mm, siltuma plūsmas īpatsvars starojuma dēļ palielinās no 60%. līdz 80%. Šajā gadījumā siltumvadītspējas pārnestā siltuma daļa samazinās no 38% līdz 2%, bet konvekcijas siltuma plūsmas daļa palielinās no 2% līdz 20%.

Šo komponentu tieša aprēķināšana ir diezgan apgrūtinoša. Tāpēc iekšā normatīvie dokumenti sniedz datus par slēgto gaisa slāņu termisko pretestību, ko divdesmitā gadsimta 50. gados apkopojis K.F. Fokins, pamatojoties uz M.A. eksperimentu rezultātiem. Mihejeva. Ja uz vienas vai abām gaisa spraugas virsmām ir siltumu atstarojoša alumīnija folija, kas kavē starojuma siltuma pārnesi starp gaisa spraugu ierāmējošām virsmām, termiskā pretestība ir jāpalielina divas reizes. Lai palielinātu slēgto gaisa slāņu termisko pretestību, ieteicams paturēt prātā šādus pētījumu secinājumus:

1) maza biezuma slāņi ir efektīvi siltumtehnikas ziņā;

2) žogā racionālāk ir veidot vairākas plānas kārtas, nevis vienu lielu;

3) gaisa spraugas vēlams novietot tuvāk žoga ārējai virsmai, jo tas ziemā samazina siltuma plūsmu ar starojumu;

4) vertikālie slāņi ārsienās ir jānodala ar horizontālām diafragmām starpstāvu griestu līmenī;

5) lai samazinātu siltuma plūsmu, ko pārraida starojums, vienu no starpslāņa virsmām var pārklāt alumīnija folijs, kuras izstarojuma koeficients ir aptuveni ε=0,05. Abu gaisa spraugas virsmu pārklāšana ar foliju praktiski nesamazina siltuma pārnesi, salīdzinot ar vienas virsmas pārklāšanu.

Jautājumi paškontrolei

1. Kāds ir siltuma pārneses potenciāls?

2. Uzskaitiet elementāros siltuma pārneses veidus.

3. Kas ir siltuma pārnese?

4. Kas ir siltumvadītspēja?

5. Kāda ir materiāla siltumvadītspēja?

6. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko siltumvadītspēja pārraida daudzslāņu sienā pie zināmām iekšējās t in un ārējās t n virsmas temperatūrām.

7. Kas ir termiskā pretestība?

8. Kas ir konvekcija?

9. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko konvekcija pārnes no gaisa uz virsmu.

10. Konvektīvā siltuma pārneses koeficienta fiziskā nozīme.

11. Kas ir radiācija?

12. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko starojums pārnes no vienas virsmas uz otru.

13. Izstarojošā siltuma pārneses koeficienta fiziskā nozīme.

14. Kā sauc ēkas norobežojošo konstrukciju slēgtas gaisa spraugas siltuma pārneses pretestību?

15. No kāda veida siltuma plūsmas sastāv kopējā siltuma plūsma caur gaisa slāni?

16. Kādā siltuma plūsmas dabā dominē siltuma plūsma caur gaisa spraugu?

17. Kā gaisa spraugas biezums ietekmē plūsmu sadalījumu tajā.

18. Kā samazināt siltuma plūsmu caur gaisa spraugu?

.
1.3 Ēka kā vienota energosistēma.
2. Siltuma un mitruma pārnese caur ārējiem žogiem.
2.1 Siltuma pārneses pamati ēkā.
2.1.1. Siltumvadītspēja.
2.1.2. Konvekcija.
2.1.3. Radiācija.
2.1.4. Gaisa slāņa termiskā pretestība.
2.1.5. Siltuma pārneses koeficienti uz iekšējām un ārējām virsmām.
2.1.6 Siltuma pārnese caur daudzslāņu sienu.
2.1.7. Samazināta siltuma pārneses pretestība.
2.1.8. Temperatūras sadalījums pa žoga posmu.
2.2. Nožogojošo konstrukciju mitruma apstākļi.
2.2.1. Iemesli mitruma parādīšanās žogos.
2.2.2. Ārējo žogu mitrināšanas negatīvās sekas.
2.2.3. Mitruma un būvmateriālu attiecības.
2.2.4. Mitrs gaiss.
2.2.5 Materiāla mitruma saturs.
2.2.6. Sorbcija un desorbcija.
2.2.7. Žogu tvaika caurlaidība.
2.3. Ārējo žogu gaisa caurlaidība.
2.3.1. Pamatnoteikumi.
2.3.2 Spiediena starpība uz žogu ārējām un iekšējām virsmām.
2.3.3. Būvmateriālu gaisa caurlaidība.

2.1.4. Gaisa slāņa termiskā pretestība.


Lai panāktu viendabīgumu, siltuma pārneses pretestību slēgtas gaisa spraugas kas atrodas starp norobežojošās konstrukcijas slāņiem sauc termiskā pretestība R v.p, m². ºС/W.
Siltuma pārneses diagramma caur gaisa spraugu parādīta 5. att.

5. att. Siltuma apmaiņa gaisa slānī.


Siltuma plūsma, kas iet caur gaisa spraugu q v.p , W/m
² , sastāv no plūsmām, ko pārraida siltumvadītspēja (2) q t, W/m² , konvekcija (1) q к , W/m² , un starojums (3) q l , W/m² .


(2.12)

Šajā gadījumā starojuma pārraidītās plūsmas daļa ir vislielākā. Aplūkosim slēgtu vertikālu gaisa slāni, uz kura virsmām temperatūras starpība ir 5ºC. Palielinoties slāņa biezumam no 10 mm līdz 200 mm, siltuma plūsmas daļa radiācijas dēļ palielinās no 60% līdz 80%. Šajā gadījumā siltumvadītspējas pārnestā siltuma daļa samazinās no 38% līdz 2%, bet konvekcijas siltuma plūsmas daļa palielinās no 2% līdz 20%.
Šo komponentu tieša aprēķināšana ir diezgan apgrūtinoša. Tāpēc normatīvajos dokumentos ir sniegti dati par slēgto gaisa slāņu termisko pretestību, ko divdesmitā gadsimta 50. gados apkopojis K.F. Fokins, pamatojoties uz M.A. eksperimentu rezultātiem. Mihejeva. Ja uz vienas vai abām gaisa spraugas virsmām ir siltumu atstarojoša alumīnija folija, kas kavē starojuma siltuma pārnesi starp gaisa spraugu ierāmējošām virsmām, termiskā pretestība ir jāpalielina divas reizes. Lai palielinātu slēgto gaisa slāņu termisko pretestību, ieteicams paturēt prātā šādus pētījumu secinājumus:
1) maza biezuma slāņi ir efektīvi siltumtehnikas ziņā;
2) žogā racionālāk ir veidot vairākas plānas kārtas, nevis vienu lielu;
3) gaisa spraugas vēlams novietot tuvāk žoga ārējai virsmai, jo tas ziemā samazina siltuma plūsmu ar starojumu;
4) vertikālie slāņi ārsienās ir jānodala ar horizontālām diafragmām starpstāvu griestu līmenī;
5) lai samazinātu starojuma pārraidīto siltuma plūsmu, vienu no starpslāņa virsmām var pārklāt ar alumīnija foliju, kuras izstarojuma koeficients ir aptuveni ε = 0,05. Abu gaisa spraugas virsmu pārklāšana ar foliju praktiski nesamazina siltuma pārnesi, salīdzinot ar vienas virsmas pārklāšanu.
Jautājumi paškontrolei
1. Kāds ir siltuma pārneses potenciāls?
2. Uzskaitiet elementāros siltuma pārneses veidus.
3. Kas ir siltuma pārnese?
4. Kas ir siltumvadītspēja?
5. Kāda ir materiāla siltumvadītspēja?
6. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko siltumvadītspēja pārnes daudzslāņu sienā pie zināmām iekšējo virsmu tв un ārējo virsmu tн temperatūrām.
7. Kas ir termiskā pretestība?
8. Kas ir konvekcija?
9. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko konvekcija pārnes no gaisa uz virsmu.
10. Konvektīvā siltuma pārneses koeficienta fiziskā nozīme.
11. Kas ir radiācija?
12. Uzrakstiet formulu siltuma plūsmai, ko starojums pārnes no vienas virsmas uz otru.
13. Izstarojošā siltuma pārneses koeficienta fiziskā nozīme.
14. Kā sauc ēkas norobežojošo konstrukciju slēgtas gaisa spraugas siltuma pārneses pretestību?
15. No kāda veida siltuma plūsmas sastāv kopējā siltuma plūsma caur gaisa slāni?
16. Kāds siltuma plūsmas raksturs valda siltuma plūsmā caur gaisa slāni?
17. Kā gaisa spraugas biezums ietekmē plūsmu sadalījumu tajā.
18. Kā samazināt siltuma plūsmu caur gaisa spraugu?




 


Lasīt:



Taro kāršu velna interpretācija attiecībās Ko nozīmē laso velns

Taro kāršu velna interpretācija attiecībās Ko nozīmē laso velns

Taro kārtis ļauj uzzināt ne tikai atbildi uz aizraujošu jautājumu. Viņi var arī ieteikt pareizo risinājumu sarežģītā situācijā. Pietiek mācīties...

Vides scenāriji vasaras nometnei Vasaras nometnes viktorīnas

Vides scenāriji vasaras nometnei Vasaras nometnes viktorīnas

Viktorīna par pasakām 1. Kas sūtīja šo telegrammu: “Izglāb mani! Palīdziet! Mūs apēda Pelēkais Vilks! Kā sauc šo pasaku? (Bērni, “Vilks un...

Kolektīvs projekts "Darbs ir dzīves pamats"

Kolektīvs projekts

Saskaņā ar A. Māršala definīciju darbs ir “jebkura garīga un fiziska piepūle, kas tiek veikta daļēji vai pilnībā ar mērķi sasniegt kādu...

DIY putnu barotava: ideju izlase Putnu barotava no apavu kastes

DIY putnu barotava: ideju izlase Putnu barotava no apavu kastes

Izgatavot savu putnu barotavu nav grūti. Ziemā putniem ir lielas briesmas, tie ir jābaro.Tāpēc cilvēki...

plūsmas attēls RSS