Untuk membawa keseragaman, rintangan pemindahan haba jurang udara tertutup terletak di antara lapisan struktur penutup dipanggil rintangan haba Rv.p, m². ºС/W.
Rajah pemindahan haba melalui celah udara ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah.5. Pertukaran haba dalam lapisan udara.

Aliran haba yang melalui lapisan udara qv.p, W/m², terdiri daripada aliran yang dihantar oleh kekonduksian terma (2) qt, W/m², perolakan (1) qк, W/m², dan sinaran (3) ql, W/m².

24. Rintangan bersyarat dan berkurangan terhadap pemindahan haba. Pekali kehomogenan termoteknikal struktur penutup.

25. Penyeragaman rintangan pemindahan haba berdasarkan keadaan sanitari dan kebersihan

, R 0 = *

Kami menormalkan Δ t n, kemudian R 0 tr = * , mereka. agar Δ t≤ Δ t n Ia adalah perlu

R 0 ≥ R 0 tr

SNiP memanjangkan keperluan ini untuk mengurangkan rintangan. pemindahan haba

R 0 pr ≥ R 0 tr

t dalam - suhu reka bentuk udara dalaman, °C;

terima mengikut piawaian untuk reka bentuk. bangunan

t n - - anggaran musim sejuk di luar suhu udara, °C, sama dengan suhu purata tempoh lima hari paling sejuk dengan kebarangkalian 0.92

A dalam (alfa) - pekali pemindahan haba permukaan dalam struktur melampirkan, diterima pakai mengikut SNiP

Δt n - perbezaan suhu standard antara suhu udara dalaman dan suhu permukaan dalaman struktur penutup, diterima pakai mengikut SNiP

Rintangan pemindahan haba yang diperlukan R tr o pintu dan pintu pagar mestilah sekurang-kurangnya 0.6 R tr o dinding bangunan dan struktur, ditentukan oleh formula (1) dengan reka bentuk suhu musim sejuk udara luar sama dengan suhu purata tempoh lima hari paling sejuk dengan kebarangkalian 0.92.

Apabila menentukan rintangan pemindahan haba yang diperlukan bagi struktur penutup dalaman dalam formula (1), ia perlu diambil sebaliknya t n-mengira suhu udara bilik yang lebih sejuk.

26. Pengiraan kejuruteraan terma ketebalan yang diperlukan bahan pagar berdasarkan syarat untuk mencapai rintangan pemindahan haba yang diperlukan.

27. Kelembapan bahan. Sebab untuk melembapkan struktur

Kelembapan - kuantiti fizikal yang sama dengan jumlah air yang terkandung dalam liang bahan.

Terdapat dalam jisim dan isipadu

1) Kelembapan pembinaan.(semasa pembinaan bangunan). Bergantung kepada reka bentuk dan kaedah pembinaan. Padat kerja bata lebih teruk daripada blok seramik. Yang paling disukai ialah kayu (dinding pasang siap). w/w bukan selalu. Harus hilang dalam masa 2=-3 tahun operasi.Langkah-langkah: keringkan dinding

Kelembapan tanah. (sedutan kapilari). Mencapai tahap 2-2.5 m. Lapisan kalis air, jika dipasang dengan betul, tidak menjejaskan.

2) Kelembapan tanah, menembusi pagar dari tanah kerana sedutan kapilari

3) Kelembapan atmosfera. (hujan senget, salji). Ia amat penting berhampiran bumbung dan atap... dinding bata pepejal tidak memerlukan perlindungan jika penyambung dilakukan dengan betul. Konkrit bertetulang, panel konkrit ringan memberi perhatian kepada penyambung dan unit tingkap, lapisan bertekstur bahan kalis air. Perlindungan=dinding pelindung di cerun

4) Kelembapan operasi. (dalam bengkel bangunan perindustrian, terutamanya di lantai dan bahagian bawah dinding) penyelesaian: lantai kalis air, sistem saliran, lapisan bahagian bawah dengan jubin seramik, plaster kalis air. Perlindungan = lapisan pelindung dengan dalaman sisi

5) Kelembapan higroskopik. Disebabkan oleh peningkatan hygroscopicity bahan (keupayaan untuk menyerap wap air dari udara lembap)

6) Pemeluwapan lembapan dari udara:a) pada permukaan pagar.b) dalam ketebalan pagar

28. Pengaruh kelembapan terhadap sifat struktur

1) Dengan peningkatan kelembapan, kekonduksian terma struktur meningkat.

2) Ubah bentuk kelembapan. Kelembapan jauh lebih buruk daripada pengembangan haba. Pengelupasan plaster disebabkan oleh kelembapan terkumpul di bawahnya, kemudian lembapan membeku, mengembang dalam jumlah dan mengoyakkan plaster. Bahan yang tidak tahan lembapan menjadi cacat apabila dilembapkan. Sebagai contoh, gipsum mula menjalar apabila kelembapan meningkat, papan lapis mula membengkak dan delaminate.

3) Ketahanan berkurangan - bilangan tahun operasi struktur tanpa masalah

4) Kerosakan biologi (kulat, kulat) akibat embun

5) Kehilangan penampilan estetik

Oleh itu, apabila memilih bahan, keadaan kelembapannya diambil kira dan bahan dengan kelembapan tertinggi dipilih. Selain itu, kelembapan dalaman yang berlebihan boleh menyebabkan penyebaran penyakit dan jangkitan.

Dari sudut pandangan teknikal, ia membawa kepada kerugian dalam ketahanan struktur dan sifat tahan frosnya. Beberapa bahan kelembapan yang tinggi kalah kekuatan mekanikal, tukar bentuk. Sebagai contoh, gipsum mula menjalar apabila kelembapan meningkat, papan lapis mula membengkak dan delaminate. Kakisan logam. kemerosotan penampilan.

29. Penyerapan wap air terbina. mater. Mekanisme penyerapan. Histeresis penyerapan.

Penyerapan- proses penyerapan wap air, yang membawa kepada keadaan kelembapan keseimbangan bahan dengan udara. 2 fenomena. 1. Penyerapan akibat perlanggaran molekul pasangan dengan permukaan liang dan melekat pada permukaan ini (penjerapan)2. Pelarutan langsung lembapan dalam isipadu badan (penyerapan). Kelembapan meningkat dengan peningkatan keanjalan relatif dan penurunan suhu. "desorpsi": jika sampel basah diletakkan dalam desikator (larutan asid sulfurik), ia membebaskan lembapan.

Mekanisme penyerapan:

1.Penjerapan

2. Pemeluwapan kapilari

3. Isipadu pengisian mikropori

4. Mengisi ruang interlayer

Peringkat 1. Penjerapan adalah fenomena di mana permukaan liang ditutup dengan satu atau lebih lapisan molekul air (dalam mesopores dan makropori).

Peringkat 2. Penjerapan polimolekul - lapisan terjerap berbilang lapisan terbentuk.

Peringkat 3. Pemeluwapan kapilari.

PUNCA. Tekanan wap tepu di atas permukaan cekung adalah kurang daripada di atas permukaan rata cecair. Dalam kapilari jejari kecil, lembapan membentuk miniskies cekung, jadi pemeluwapan kapilari menjadi mungkin. Jika D>2*10 -5 cm, maka tidak akan ada pemeluwapan kapilari.

Desorpsi - proses pengeringan semula jadi bahan.

Histeresis ("perbezaan") penyerapan terletak pada perbezaan antara isoterma penyerapan yang diperolehi apabila bahan dilembapkan dan isoterma desorpsi yang diperoleh daripada bahan kering. menunjukkan perbezaan % antara kelembapan berat semasa penyerapan dan kelembapan berat penyahsorpsian (desorpsi 4.3%, penyerapan 2.1%, histerisis 2.2%) apabila melembapkan isoterm penyerapan. Apabila pengeringan desorpsi.

30. Mekanisme pemindahan lembapan dalam bahan binaan binaan. Kebolehtelapan wap, sedutan kapilari air.

1.B masa musim sejuk disebabkan oleh perbezaan suhu dan pada tekanan separa yang berbeza, aliran wap air melalui pagar (dari permukaan dalam ke luar) - resapan wap air. Pada musim panas ia adalah sebaliknya.

2. Pengangkutan perolakan wap air(dengan aliran udara)

3. Pemindahan air kapilari(percolation) melalui bahan berliang.

4. Air graviti bocor melalui retakan, lubang, liang makro.

Kebolehtelapan wap – keupayaan bahan atau struktur yang dibuat daripadanya untuk membenarkan wap air melaluinya.

Pekali kebolehtelapan liang- Fizik. nilai secara berangka sama dengan jumlah stim yang melalui plat dengan luas unit, dengan penurunan tekanan unit, dengan ketebalan unit plat, dengan masa unit dengan perbezaan tekanan separa pada sisi plat e 1 Pa .. Dengan penurunan. Suhu, mu berkurangan, dengan peningkatan kelembapan, mu meningkat.

Rintangan resapan wap: R=ketebalan/mu

Mu - pekali kebolehtelapan wap (ditentukan mengikut kejuruteraan haba SNIP 2379)

Penyerapan kapilari air oleh bahan binaan - memastikan pemindahan berterusan lembapan cecair melalui bahan berliang dari kawasan kepekatan tinggi ke kawasan kepekatan rendah.

Lebih nipis kapilari, lebih besar daya sedutan kapilari, tetapi secara keseluruhan kadar pemindahan berkurangan.

Pemindahan kapilari boleh dikurangkan atau dihapuskan dengan memasang penghalang yang sesuai (jurang udara kecil atau lapisan tidak aktif kapilari (tidak berliang)).

31. Undang-undang Fick. Pekali kebolehtelapan wap

P(jumlah stim, g) = (ev-en)F*z*(mu/ketebalan),

Mu– pekali kebolehtelapan wap (ditentukan mengikut kejuruteraan pemanasan SNIP 2379)

Fizik. nilai secara berangka sama dengan jumlah stim yang melalui plat dengan luas unit, dengan penurunan tekanan unit, dengan ketebalan unit plat, dengan masa unit dengan perbezaan tekanan separa pada sisi plat e 1 Pa . [mg/(m 2 *Pa)]. Mu terkecil mempunyai bahan bumbung 0.00018, min.bulu kapas terbesar = 0.065 g/m*h*mm.Hg., kaca tingkap dan logam adalah kedap wap, udara mempunyai kebolehtelapan wap yang paling besar. Apabila menurun Suhu, mu berkurangan, dengan peningkatan kelembapan, mu meningkat. Ia bergantung kepada sifat fizikal bahan dan mencerminkan keupayaannya untuk mengalirkan wap air yang meresap melaluinya. Bahan anisotropik mempunyai mu yang berbeza (untuk kayu sepanjang butir = 0.32, merentasi = 0.6).

Rintangan setara terhadap resapan wap pagar dengan susunan lapisan yang berurutan. Undang-undang Fick.

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

32 Pengiraan taburan tekanan separa wap air merentasi ketebalan struktur.

* – tanpa mengambil kira kebolehtelapan wap jahitan skrin

Rintangan haba bagi jurang udara tertutup diambil mengikut Jadual 7 SP.

Kami menerima pekali heterogeniti teknikal haba struktur r= 0.85, maka R req /r= 3.19/0.85 = 3.75 m 2 ×°C/W dan ketebalan penebat yang diperlukan

0.045(3.75 – 0.11 – 0.02 – 0.10 – 0.14 – 0.04) = 0.150 m.

Kami mengambil ketebalan penebat  3 = 0.15 m = 150 mm (gandaan 30 mm), dan menambahnya ke meja. 4.2.

Kesimpulan:

Dari segi rintangan pemindahan haba, reka bentuk mematuhi piawaian, kerana rintangan pemindahan haba yang dikurangkan R 0 r melebihi nilai yang diperlukan R req :

R 0 r=3,760,85 = 3,19> R req= 3.19 m 2 ×°C/W.

4.6. Penentuan keadaan terma dan kelembapan lapisan udara pengudaraan

Pengiraan dijalankan untuk keadaan musim sejuk.

Penentuan kelajuan pergerakan dan suhu udara dalam lapisan

Semakin lama (lebih tinggi) lapisan, semakin besar kelajuan pergerakan udara dan penggunaannya, dan, akibatnya, kecekapan penyingkiran lembapan. Sebaliknya, semakin lama (lebih tinggi) lapisan, semakin besar kemungkinan pengumpulan lembapan yang tidak boleh diterima dalam penebat dan pada skrin.

Jarak antara lubang pengudaraan masuk dan keluar (ketinggian interlayer) diambil sama dengan N= 12 m.

Purata suhu udara dalam lapisan t 0 diterima secara tentatif sebagai

t 0 = 0,8t ext = 0.8(-9.75) = -7.8°C.

Kelajuan pergerakan udara dalam interlayer apabila bukaan bekalan dan ekzos terletak pada satu sisi bangunan:

di mana  ialah jumlah rintangan aerodinamik tempatan terhadap aliran udara di salur masuk, selekoh dan di pintu keluar dari lapisan; bergantung kepada penyelesaian reka bentuk sistem fasad= 3...7; kami terima= 6.

Kawasan keratan interlayer dengan lebar nominal b= 1 m dan diterima (dalam Jadual 4.1) ketebalan = 0.05 m: F=b= 0.05 m2.

Diameter jurang udara setara:

Pekali pemindahan haba permukaan lapisan udara a 0 diterima secara awal mengikut klausa 9.1.2 SP: 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, samb = 1/0.14 = 7.470 W/(m 2 ×°C).

Kemungkinan

0.35120 + 7.198(-8.9) = -64.72 W/m2,

0.351 + 7.198 = 7.470 W/(m 2 ×°C).

di mana Dengan– haba tentu udara, Dengan= 1000 J/(kg×°C).

Suhu udara purata dalam lapisan berbeza daripada yang diterima sebelum ini sebanyak lebih daripada 5%, jadi kami menjelaskan parameter reka bentuk.

Kelajuan pergerakan udara dalam interlayer:

Ketumpatan udara dalam lapisan

Jumlah (aliran) udara yang melalui lapisan:

Kami menjelaskan pekali pemindahan haba permukaan lapisan udara:

W/(m 2 ×°C).

Rintangan pemindahan haba dan pekali pemindahan haba bahagian dalam dinding:

(m 2 ×°C)/W,

K int = 1/ R 0.int = 1/3.86 = 0.259 W/(m 2 ×°C).

Rintangan pemindahan haba dan pekali pemindahan haba bahagian luar dinding:

(m 2 ×°C)/W,

K ext = 1/ R 0.ext = 1/0.36 = 2.777 W/(m 2 ×°C).

Kemungkinan

0.25920 + 2.777(-9.75) = -21.89 W/m2,

0.259 + 2.777 = 3.036 W/(m 2 ×°C).

Kami menjelaskan suhu udara purata dalam lapisan:

Kami menjelaskan suhu udara purata dalam lapisan beberapa kali lagi sehingga nilai pada lelaran jiran berbeza lebih daripada 5% (Jadual 4.6).

Artikel ini membincangkan reka bentuk sistem penebat haba dengan jurang udara tertutup antara penebat haba dan dinding bangunan. Adalah dicadangkan untuk menggunakan sisipan telap wap dalam penebat haba untuk mengelakkan pemeluwapan lembapan dalam lapisan udara. Kaedah diberikan untuk mengira luas sisipan bergantung pada syarat penggunaan penebat haba.

Kertas ini menerangkan sistem penebat haba yang mempunyai ruang udara mati antara penebat haba dan dinding luar bangunan. Sisipan telap wap air dicadangkan untuk digunakan dalam penebat haba bagi mengelakkan pemeluwapan lembapan dalam ruang udara. Kaedah untuk mengira luas sisipan telah ditawarkan bergantung kepada keadaan penggunaan penebat haba.

PENGENALAN

Jurang udara adalah elemen dari banyak sampul bangunan. Kerja ini menyiasat sifat struktur tertutup dengan lapisan udara tertutup dan berventilasi. Pada masa yang sama, ciri aplikasinya dalam banyak kes memerlukan penyelesaian masalah membina kejuruteraan pemanasan dalam keadaan penggunaan tertentu.

Reka bentuk sistem penebat haba dengan lapisan udara berventilasi diketahui dan digunakan secara meluas dalam pembinaan. Kelebihan utama sistem ini berbanding sistem plaster ringan adalah keupayaan untuk melakukan kerja pada penebat bangunan sepanjang tahun. Sistem pengikat penebat mula-mula dilampirkan pada sampul bangunan. Penebat dilampirkan pada sistem ini. Perlindungan luar penebat dipasang pada jarak tertentu daripadanya, supaya jurang udara terbentuk antara penebat dan pagar luar. Reka bentuk sistem penebat membolehkan pengudaraan celah udara untuk menghilangkan kelembapan berlebihan, yang mengurangkan jumlah kelembapan dalam penebat. Kelemahan sistem ini termasuk kerumitan dan keperluan, bersama-sama dengan penggunaan bahan penebat, untuk menggunakan sistem berpihak yang memberikan kelegaan yang diperlukan untuk udara bergerak.

Sistem pengudaraan diketahui di mana jurang udara bersebelahan terus dengan dinding bangunan. Penebat haba dibuat dalam bentuk panel tiga lapisan: lapisan dalam adalah bahan penebat haba, lapisan luar adalah aluminium dan kerajang aluminium. Reka bentuk ini melindungi penebat daripada penembusan kedua-dua kelembapan atmosfera dan kelembapan dari premis. Oleh itu, sifatnya tidak merosot di bawah sebarang keadaan operasi, yang membolehkan penjimatan sehingga 20% penebat berbanding sistem konvensional. Kelemahan sistem ini ialah keperluan untuk mengalihkan lapisan untuk menghilangkan lembapan yang berhijrah dari premis bangunan. Ini membawa kepada penurunan sifat penebat haba sistem. Di samping itu, kehilangan haba dari tingkat bawah bangunan meningkat, kerana udara sejuk memasuki lapisan melalui bukaan di bahagian bawah sistem mengambil sedikit masa untuk memanaskan kepada suhu yang stabil.

SISTEM PENEBAT DENGAN LAPISAN UDARA TERTUTUP

Sistem penebat haba yang serupa dengan satu dengan jurang udara tertutup adalah mungkin. Perhatian harus diberikan kepada fakta bahawa pergerakan udara dalam interlayer hanya diperlukan untuk menghilangkan kelembapan. Jika kita menyelesaikan masalah mengeluarkan kelembapan dengan cara lain, tanpa pengudaraan, kita akan memperoleh sistem penebat haba dengan jurang udara tertutup tanpa kelemahan yang disebutkan di atas.

Untuk menyelesaikan masalah, sistem penebat haba mesti mempunyai bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 1. Penebat haba bangunan hendaklah dilakukan dengan sisipan telap wap yang diperbuat daripada bahan penebat haba, contohnya, bulu mineral. Sistem penebat haba mesti diatur sedemikian rupa sehingga wap dikeluarkan dari interlayer, dan kelembapan di dalamnya berada di bawah titik embun dalam interlayer.

1 – dinding bangunan; 2 - elemen pengikat; 3 - panel penebat haba; 4 – sisipan wap dan penebat haba

nasi. 1. Penebat haba dengan sisipan telap wap

Untuk tekanan wap tepu dalam interlayer, kita boleh menulis ungkapan:

Mengabaikan rintangan haba udara dalam interlayer, kami menentukan suhu purata di dalam interlayer menggunakan formula

(2)

di mana timah, T keluar– suhu udara di dalam bangunan dan udara luar, masing-masing, o C;

R 1 , R 2 – rintangan pemindahan haba dinding dan penebat haba, masing-masing, m 2 × o C/W.

Untuk wap yang berhijrah dari bilik melalui dinding bangunan, kita boleh menulis persamaan:

(3)

di mana P dalam, P– tekanan stim separa di dalam bilik dan interlayer, Pa;

S 1 – kawasan dinding luar bangunan, m2;

k pp1 – pekali kebolehtelapan wap dinding, sama dengan:

Di sini R pp1 = m 1 / l 1 ;

m 1 – pekali kebolehtelapan wap bahan dinding, mg/(m×h×Pa);

l 1 – ketebalan dinding, m.

Untuk wap yang berhijrah dari celah udara melalui sisipan wap-telap dalam penebat haba bangunan, kita boleh menulis persamaan:

(5)

di mana Merengus– tekanan separa stim di udara luar, Pa;

S 2 – kawasan sisipan penebat haba telap wap dalam penebat haba bangunan, m2;

k pp2 – pekali kebolehtelapan wap sisipan, sama dengan:

Di sini R pp2 = m 2 / l 2 ;

m 2 – pekali kebolehtelapan wap bahan sisipan telap wap, mg/(m×h×Pa);

l 2 – ketebalan sisipan, m.

Dengan menyamakan sisi kanan persamaan (3) dan (5) dan menyelesaikan persamaan yang terhasil untuk keseimbangan stim dalam interlayer berkenaan dengan P, kita memperoleh nilai tekanan wap dalam interlayer dalam bentuk:

(7)

di mana e = S 2 /S 1 .

Setelah menulis syarat untuk ketiadaan pemeluwapan lembapan dalam lapisan udara dalam bentuk ketidaksamaan:

dan setelah menyelesaikannya, kami memperoleh nilai nisbah yang diperlukan bagi jumlah kawasan sisipan telap wap ke kawasan dinding:

Jadual 1 menunjukkan data yang diperolehi untuk beberapa pilihan untuk melampirkan struktur. Pengiraan mengandaikan bahawa pekali kekonduksian terma bagi sisipan telap wap adalah sama dengan pekali kekonduksian terma penebat haba utama dalam sistem.

Jadual 1. Nilai ε untuk pelbagai pilihan dinding

Contoh-contoh yang diberikan dalam Jadual 1 menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk mereka bentuk penebat haba dengan jurang udara tertutup antara penebat haba dan dinding bangunan. Untuk beberapa struktur dinding, seperti dalam contoh pertama dari Jadual 1, anda boleh lakukan tanpa sisipan telap wap. Dalam kes lain, kawasan sisipan wap-telap mungkin tidak penting berbanding dengan kawasan dinding terlindung.

SISTEM PENEBAT TERMA DENGAN CIRI-CIRI TERMA TERKAWAL

Reka bentuk sistem penebat haba telah mengalami perkembangan yang ketara sejak lima puluh tahun yang lalu, dan hari ini pereka telah menggunakan pilihan besar bahan dan struktur: daripada penggunaan straw kepada vakum penebat haba. Ia juga mungkin untuk menggunakan sistem penebat haba aktif, ciri-ciri yang memungkinkan untuk memasukkannya ke dalam sistem bekalan tenaga bangunan. Dalam kes ini, sifat sistem penebat haba juga boleh berubah bergantung pada keadaan persekitaran, memastikan tahap kehilangan haba yang berterusan dari bangunan tanpa mengira suhu luar.

Jika anda menetapkan tahap kehilangan haba tetap Q melalui sampul bangunan, nilai yang diperlukan bagi rintangan pemindahan haba yang dikurangkan akan ditentukan oleh formula

(10)

Sistem penebat haba dengan lapisan luar yang telus atau dengan lapisan udara berventilasi mungkin mempunyai sifat ini. Dalam kes pertama, tenaga suria digunakan, dan dalam kes kedua, tenaga haba tanah juga boleh digunakan bersama-sama dengan penukar haba tanah.

Dalam sistem dengan penebat haba telus, apabila matahari berada dalam kedudukan yang rendah, sinarnya melepasi hampir tanpa kehilangan ke dinding, memanaskannya, dengan itu mengurangkan kehilangan haba dari bilik. DALAM waktu musim panas, apabila matahari berada tinggi di atas ufuk, sinaran matahari hampir dipantulkan sepenuhnya dari dinding bangunan, dengan itu menghalang kepanasan berlebihan bangunan. Untuk mengurangkan aliran haba terbalik, lapisan penebat haba dibuat dalam bentuk struktur sarang lebah, yang memainkan peranan sebagai perangkap untuk cahaya matahari. Kelemahan sistem sedemikian adalah kemustahilan untuk mengagihkan semula tenaga di sepanjang fasad bangunan dan ketiadaan kesan terkumpul. Di samping itu, kecekapan sistem ini secara langsung bergantung kepada tahap aktiviti suria.

Menurut pengarang, sistem penebat haba yang ideal harus, sedikit sebanyak, menyerupai organisma hidup dan mengubah sifatnya dalam julat yang luas bergantung pada keadaan persekitaran. Apabila suhu luar menurun, sistem penebat haba harus mengurangkan kehilangan haba dari bangunan; apabila suhu udara luar meningkat, rintangan habanya mungkin berkurangan. Kemasukan pada musim panas tenaga solar bangunan juga mesti bergantung kepada keadaan luaran.

Sistem penebat haba yang dicadangkan dalam banyak aspek mempunyai sifat yang dirumuskan di atas. Dalam Rajah. 2a menunjukkan gambar rajah dinding dengan sistem penebat haba yang dicadangkan, dalam Rajah. 2b – graf suhu dalam lapisan penebat haba tanpa dan dengan kehadiran jurang udara.

Lapisan penebat haba dibuat dengan lapisan udara berventilasi. Apabila udara bergerak melaluinya dengan suhu yang lebih tinggi daripada pada titik yang sepadan dalam graf, magnitud kecerunan suhu dalam lapisan penebat haba dari dinding ke interlayer berkurangan berbanding dengan penebat haba tanpa interlayer, yang mengurangkan kehilangan haba daripada membina melalui dinding. Perlu diingat bahawa pengurangan kehilangan haba dari bangunan akan dikompensasikan oleh haba yang dikeluarkan oleh aliran udara dalam interlayer. Iaitu, suhu udara di salur keluar interlayer akan kurang daripada di salur masuk.

nasi. 2. Gambar rajah sistem penebat haba (a) dan graf suhu (b)

Model fizikal masalah mengira kehilangan haba melalui dinding dengan jurang udara dibentangkan dalam Rajah. 3. Persamaan imbangan haba untuk model ini adalah seperti berikut:

nasi. 3. Gambar rajah pengiraan kehilangan haba melalui sampul bangunan

Apabila mengira aliran haba, mekanisme konduktif, perolakan dan sinaran pemindahan haba diambil kira:

di mana Q 1 – aliran haba dari bilik ke permukaan dalaman struktur penutup, W/m2;

Q 2 – aliran haba melalui dinding utama, W/m2;

Q 3 – aliran haba melalui celah udara, W/m2;

Q 4 – aliran haba melalui lapisan penebat haba di belakang interlayer, W/m2;

Q 5 – aliran haba dari permukaan luar struktur tertutup ke atmosfera, W/m2;

T 1 , T 2, – suhu pada permukaan dinding, o C;

T 3 , T 4 – suhu pada permukaan interlayer, o C;

Tk, T a– suhu di dalam bilik dan udara luar, masing-masing, o C;

s – pemalar Stefan-Boltzmann;

l 1, l 2 - pekali kekonduksian haba dinding utama dan penebat haba, masing-masing, W / (m × o C);

e 1 , e 2 , e 12 – tahap emisiviti permukaan dalaman dinding, permukaan luar lapisan penebat haba dan tahap pengurangan emisiviti permukaan jurang udara, masing-masing;

a in, a n, a 0 – pekali pemindahan haba pada permukaan dalaman dinding, pada permukaan luar penebat haba dan pada permukaan yang mengehadkan jurang udara, masing-masing, W/(m 2 × o C).

Formula (14) ditulis untuk kes apabila udara dalam lapisan tidak bergerak. Dalam kes apabila udara bergerak dalam interlayer pada kelajuan u dengan suhu T u, sebaliknya Q 3, dua aliran dipertimbangkan: dari udara yang ditiup ke dinding:

dan dari udara yang ditiup ke skrin:

Kemudian sistem persamaan terbahagi kepada dua sistem:

Pekali pemindahan haba dinyatakan melalui nombor Nusselt:

di mana L- saiz ciri.

Formula untuk mengira nombor Nusselt telah diambil bergantung pada keadaan. Apabila mengira pekali pemindahan haba pada permukaan dalaman dan luaran struktur penutup, formula daripada:

di mana Ra= Pr×Gr – kriteria Rayleigh;

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

Apabila menentukan nombor Grashof, perbezaan antara suhu dinding dan suhu udara ambien dipilih sebagai perbezaan suhu ciri. Dimensi ciri diambil sebagai: ketinggian dinding dan ketebalan lapisan.

Apabila mengira pekali pemindahan haba a 0 di dalam jurang udara tertutup, formula daripada:

(22)

Jika udara di dalam lapisan bergerak, formula yang lebih mudah digunakan untuk mengira nombor Nusselt:

(23)

di mana Re = v×d/n – nombor Reynolds;

d – ketebalan jurang udara.

Nilai nombor Prandtl Pr, kelikatan kinematik n dan pekali kekonduksian terma udara l dalam bergantung pada suhu telah dikira dengan interpolasi linear nilai jadual dari . Sistem persamaan (11) atau (19) telah diselesaikan secara berangka melalui penghalusan berulang berkenaan dengan suhu T 1 , T 2 , T 3 , T 4 . Untuk pemodelan berangka, sistem penebat haba berdasarkan penebat haba yang serupa dengan busa polistirena dengan pekali kekonduksian haba 0.04 W/(m 2 × o C) telah dipilih. Suhu udara di salur masuk interlayer diandaikan 8 o C, jumlah ketebalan lapisan penebat haba ialah 20 cm, ketebalan interlayer d– 1 cm.

Dalam Rajah. Rajah 4 menunjukkan graf kehilangan haba tentu melalui lapisan penebat penebat haba konvensional dengan kehadiran lapisan penebat haba tertutup dan dengan lapisan udara pengudaraan. Jurang udara tertutup hampir tidak meningkatkan sifat penebat haba. Bagi kes yang dipertimbangkan, kehadiran lapisan penebat haba dengan aliran udara bergerak lebih daripada separuh kehilangan haba melalui dinding pada suhu udara luar tolak 20 o C. Nilai setara rintangan pemindahan haba penebat haba tersebut untuk suhu ini ialah 10.5 m 2 × o C/W, yang sepadan dengan lapisan polistirena yang diperluas dengan ketebalan lebih daripada 40.0 cm.

D d= 4 cm dengan udara pegun; baris 3 – kelajuan udara 0.5 m/s

nasi. 4. Graf kehilangan haba tentu

Keberkesanan sistem penebat meningkat apabila suhu luar berkurangan. Pada suhu udara luar 4 o C, kecekapan kedua-dua sistem adalah sama. Peningkatan selanjutnya dalam suhu menjadikan penggunaan sistem tidak praktikal, kerana ia membawa kepada peningkatan tahap kehilangan haba dari bangunan.

Dalam Rajah. Rajah 5 menunjukkan pergantungan suhu permukaan luar dinding terhadap suhu udara luar. Menurut Rajah. 5, kehadiran jurang udara meningkatkan suhu permukaan luar dinding pada suhu luar negatif berbanding dengan penebat haba konvensional. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa udara yang bergerak mengeluarkan habanya kepada kedua-dua lapisan dalam dan luar penebat haba. Pada suhu udara luar yang tinggi, sistem penebat haba seperti itu memainkan peranan sebagai lapisan penyejukan (lihat Rajah 5).

Baris 1 – penebat haba konvensional, D= 20 cm; baris 2 - terdapat jurang udara 1 cm lebar dalam penebat haba, d= 4 cm, kelajuan udara 0.5 m/s

nasi. 5. Pergantungan suhu permukaan luar dindingpada suhu luar

Dalam Rajah. Rajah 6 menunjukkan pergantungan suhu pada alur keluar interlayer pada suhu udara luar. Udara di dalam lapisan, menyejukkan, mengeluarkan tenaganya ke permukaan tertutup.

nasi. 6. Kebergantungan suhu di pintu keluar interlayerpada suhu luar

Dalam Rajah. Rajah 7 menunjukkan pergantungan kehilangan haba pada ketebalan lapisan luar penebat haba pada suhu luar minimum. Menurut Rajah. 7, kehilangan haba minimum diperhatikan pada d= 4 cm.

nasi. 7. Pergantungan kehilangan haba pada ketebalan lapisan luar penebat haba pada suhu luar minimum

Dalam Rajah. Rajah 8 menunjukkan pergantungan kehilangan haba untuk suhu luar tolak 20 o C pada kelajuan udara dalam lapisan ketebalan yang berbeza. Menaikkan kelajuan udara melebihi 0.5 m/s tidak menjejaskan sifat penebat haba dengan ketara.

Baris 1 – d= 16 cm; baris 2 – d= 18 cm; baris 3 – d= 20 cm

nasi. 8. Kebergantungan kehilangan haba pada kelajuan udaradengan ketebalan jurang udara yang berbeza

Perhatian harus diberikan kepada fakta bahawa lapisan udara berventilasi membolehkan anda mengawal tahap kehilangan haba secara berkesan melalui permukaan dinding dengan menukar kelajuan udara dalam julat dari 0 hingga 0.5 m / s, yang mustahil untuk penebat haba konvensional. Dalam Rajah. Rajah 9 menunjukkan pergantungan kelajuan udara pada suhu luar untuk tahap kehilangan haba yang tetap melalui dinding. Pendekatan kepada perlindungan haba bangunan ini membolehkan mengurangkan keamatan tenaga sistem pengudaraan apabila suhu luar meningkat.

nasi. 9. Kebergantungan kelajuan udara pada suhu luar untuk tahap kehilangan haba yang tetap

Apabila mencipta sistem penebat haba yang dipertimbangkan dalam artikel, isu utama ialah sumber tenaga untuk meningkatkan suhu udara yang dipam. Sebagai sumber sedemikian, adalah dicadangkan untuk mengambil haba dari tanah di bawah bangunan dengan menggunakan penukar haba tanah. Untuk penggunaan tenaga tanah yang lebih cekap, diandaikan bahawa sistem pengudaraan di celah udara harus ditutup, tanpa sedutan udara atmosfera. Oleh kerana suhu udara yang memasuki sistem pada musim sejuk adalah lebih rendah daripada suhu tanah, masalah pemeluwapan lembapan tidak wujud di sini.

Penulis melihat penggunaan sistem sedemikian yang paling berkesan dalam gabungan dua sumber tenaga: solar dan haba tanah. Jika kita beralih kepada sistem yang disebutkan sebelumnya dengan lapisan penebat haba yang telus, jelas keinginan pengarang sistem ini untuk melaksanakan dalam satu cara atau yang lain idea diod haba, iaitu, untuk menyelesaikan masalah mengarah pemindahan tenaga suria ke dinding bangunan, sambil mengambil langkah-langkah untuk menghalang pergerakan aliran tenaga haba ke arah yang bertentangan.

Lapisan penyerap luar boleh dicat warna gelap plat logam. Dan lapisan penyerap kedua boleh menjadi jurang udara dalam penebat haba bangunan. Udara yang bergerak dalam lapisan, menutup melalui penukar haba tanah, masuk cuaca cerah memanaskan tanah, mengumpul tenaga suria dan mengagihkannya semula di sepanjang fasad bangunan. Haba dari lapisan luar ke lapisan dalam boleh dipindahkan menggunakan diod haba yang dibuat pada paip haba dengan peralihan fasa.

Oleh itu, sistem penebat haba yang dicadangkan dengan ciri termofizik terkawal adalah berdasarkan reka bentuk dengan lapisan penebat haba yang mempunyai tiga ciri:

– jurang udara berventilasi selari dengan sampul bangunan;

– sumber tenaga untuk udara di dalam lapisan;

– sistem untuk mengawal parameter aliran udara dalam interlayer bergantung pada keadaan cuaca luaran dan suhu udara dalaman.

Satu daripada pilihan yang mungkin reka bentuk - penggunaan sistem penebat haba yang telus. Dalam kes ini, sistem penebat haba mesti ditambah dengan satu lagi jurang udara bersebelahan dengan dinding bangunan dan berkomunikasi dengan semua dinding bangunan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 10.

Sistem penebat haba ditunjukkan dalam Rajah. 10, mempunyai dua lapisan udara. Salah satunya terletak di antara penebat haba dan pagar telus dan berfungsi untuk mengelakkan terlalu panas bangunan. Untuk tujuan ini, terdapat injap udara yang menghubungkan lapisan dengan udara luar di bahagian atas dan bawah panel penebat. Pada musim panas dan pada masa aktiviti suria yang tinggi, apabila terdapat bahaya terlalu panas bangunan, peredam terbuka, memberikan pengudaraan dengan udara luar.

nasi. 10. Sistem penebat haba telus dengan lapisan udara pengudaraan

Jurang udara kedua bersebelahan dengan dinding bangunan dan berfungsi untuk mengangkut tenaga suria di dalam sampul bangunan. Reka bentuk ini akan membolehkan seluruh permukaan bangunan menggunakan tenaga suria pada waktu siang, menyediakan, sebagai tambahan, pengumpulan tenaga suria yang berkesan, kerana keseluruhan isipadu dinding bangunan bertindak sebagai bateri.

Ia juga mungkin menggunakan penebat haba tradisional dalam sistem. Dalam kes ini, penukar haba tanah boleh berfungsi sebagai sumber tenaga haba, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. sebelas.

nasi. sebelas. Sistem penebat haba dengan penukar haba tanah

Pilihan lain ialah menggunakan pelepasan pengudaraan bangunan untuk tujuan ini. Dalam kes ini, untuk mengelakkan pemeluwapan kelembapan dalam interlayer, adalah perlu untuk melepasi udara yang dikeluarkan melalui penukar haba, dan memperkenalkan udara luar yang dipanaskan dalam penukar haba ke dalam interlayer. Dari interlayer, udara boleh mengalir ke dalam bilik untuk pengudaraan. Udara menjadi panas apabila ia melalui penukar haba tanah dan mengeluarkan tenaganya kepada struktur penutup.

Elemen yang diperlukan dalam sistem penebat haba hendaklah sistem automatik mengawal sifatnya. Dalam Rajah. Rajah 12 menunjukkan gambarajah blok sistem kawalan. Kawalan berlaku berdasarkan analisis maklumat daripada penderia suhu dan kelembapan dengan menukar mod pengendalian atau mematikan kipas dan membuka dan menutup peredam udara.

nasi. 12. Gambar rajah blok sistem kawalan

Gambar rajah blok algoritma operasi sistem pengudaraan dengan sifat terkawal ditunjukkan dalam Rajah. 13.

hidup peringkat awal pengendalian sistem kawalan (lihat Rajah 12) berdasarkan nilai diukur suhu udara luar dan di dalam bilik, unit kawalan mengira suhu dalam jurang udara untuk keadaan udara pegun. Nilai ini dibandingkan dengan suhu udara di lapisan fasad selatan apabila membina sistem penebat haba, seperti dalam Rajah. 10, atau dalam penukar haba tanah - apabila mereka bentuk sistem penebat haba, seperti dalam Rajah. 11. Jika nilai suhu yang dikira lebih besar daripada atau sama dengan yang diukur, kipas tetap dimatikan dan peredam udara di dalam ruang ditutup.

nasi. 13. Gambar rajah blok algoritma operasi sistem pengudaraan dengan harta terurus

Jika nilai suhu yang dikira kurang daripada yang diukur, hidupkan kipas edaran dan buka peredam. Dalam kes ini, tenaga udara yang dipanaskan dipindahkan ke struktur dinding bangunan, mengurangkan keperluan tenaga haba untuk pemanasan. Pada masa yang sama, nilai kelembapan udara dalam interlayer diukur. Jika kelembapan menghampiri titik pemeluwapan, peredam terbuka, menyambungkan jurang udara dengan udara luar, yang menghalang kelembapan daripada terpeluwap pada permukaan dinding jurang.

Oleh itu, sistem penebat haba yang dicadangkan memungkinkan untuk benar-benar mengawal sifat terma.

MENGUJI MODEL SISTEM PENEBAT TERMA DENGAN PENEBAT TERMA TERKAWAL DENGAN MENGGUNAKAN EMISI PENGUDARAAN BANGUNAN

Skim eksperimen ditunjukkan dalam Rajah. 14. Model sistem penebat haba dipasang pada dinding bata bilik di bahagian atas aci lif. Model ini terdiri daripada penebat haba, yang mewakili plat penebat haba kedap wap (satu permukaan adalah aluminium setebal 1.5 mm; yang kedua ialah aluminium foil), diisi dengan busa poliuretana setebal 3.0 cm dengan pekali kekonduksian haba 0.03 W/(m 2 × o C). Rintangan pemindahan haba plat – 1.0 m 2 × o C/W, dinding bata– 0.6 m 2 × o C/W. Di antara plat penebat haba dan permukaan sampul bangunan terdapat jurang udara setebal 5 cm. Untuk menentukan keadaan suhu dan pergerakan aliran haba melalui struktur tertutup, penderia suhu dan aliran haba telah dipasang di dalamnya.

nasi. 14. Gambar rajah sistem eksperimen dengan penebat haba terkawal

Gambar sistem penebat haba yang dipasang dengan bekalan kuasa daripada sistem pemulihan haba ekzos pengudaraan ditunjukkan dalam Rajah. 15.

Tenaga tambahan dibekalkan di dalam interlayer dengan udara yang diambil daripada sistem pemulihan haba ekzos pelepasan pengudaraan bangunan. Pelepasan pengudaraan diambil dari pintu keluar aci pengudaraan bangunan Perusahaan Negeri "Institut NIPTIS dinamakan selepas. Atayev S.S.,” telah disuapkan kepada input pertama recuperator (lihat Rajah 15a). Udara dibekalkan ke input kedua recuperator dari lapisan pengudaraan, dan dari output kedua recuperator - sekali lagi ke lapisan pengudaraan. Udara ekzos pengudaraan tidak boleh dibekalkan terus ke dalam celah udara kerana risiko pemeluwapan lembapan di dalamnya. Oleh itu, pelepasan pengudaraan bangunan pertama kali melalui penukar haba-recuperator, input kedua yang menerima udara dari interlayer. Di dalam recuperator ia dipanaskan dan, dengan bantuan kipas, dibekalkan ke celah udara sistem pengudaraan melalui bebibir yang dipasang di bahagian bawah panel penebat haba. Melalui bebibir kedua di bahagian atas penebat haba, udara dikeluarkan dari panel dan menutup kitaran pergerakannya di salur masuk kedua penukar haba. Semasa kerja, maklumat telah direkodkan daripada sensor suhu dan aliran haba yang dipasang mengikut rajah dalam Rajah. 14.

Unit kawalan dan pemprosesan data khas telah digunakan untuk mengawal mod operasi kipas dan untuk menangkap dan merekod parameter eksperimen.

Dalam Rajah. 16 menunjukkan graf perubahan suhu: udara luar, udara dalam dan udara dalam pelbagai bahagian interlayers. Dari 7.00 hingga 13.00 sistem memasuki mod operasi pegun. Perbezaan antara suhu di saluran masuk udara ke dalam lapisan (sensor 6) dan suhu di pintu keluar daripadanya (sensor 5) ternyata kira-kira 3 o C, yang menunjukkan penggunaan tenaga dari udara yang lewat.

nasi. 16. Carta suhu: a – udara luar dan udara dalam;b – udara di bahagian berlainan lapisan

Dalam Rajah. Rajah 17 menunjukkan graf pergantungan masa suhu permukaan dinding dan penebat haba, serta suhu dan aliran haba melalui permukaan tertutup bangunan. Dalam Rajah. 17b jelas menunjukkan penurunan aliran haba dari bilik selepas membekalkan udara yang dipanaskan ke lapisan pengudaraan.

nasi. 17. Graf lawan masa: a – suhu permukaan dinding dan penebat haba;b – suhu dan haba mengalir melalui permukaan tertutup bangunan

Keputusan eksperimen yang diperoleh oleh pengarang mengesahkan kemungkinan mengawal sifat penebat haba dengan lapisan pengudaraan.

KESIMPULAN

1 Elemen penting bangunan cekap tenaga ialah sampulnya. Arah utama pembangunan mengurangkan kehilangan haba bangunan melalui sampul bangunan adalah berkaitan dengan penebat haba aktif, apabila sampul bangunan memainkan peranan penting dalam membentuk parameter persekitaran dalaman premis. Contoh yang paling jelas ialah sampul bangunan dengan jurang udara.

2 Penulis mencadangkan reka bentuk penebat haba dengan jurang udara tertutup antara penebat haba dan dinding bangunan. Untuk mengelakkan pemeluwapan lembapan dalam lapisan udara tanpa mengurangkan sifat penebat haba, kemungkinan menggunakan sisipan telap wap dalam penebat haba telah dipertimbangkan. Kaedah telah dibangunkan untuk mengira kawasan sisipan bergantung pada syarat penggunaan penebat haba. Untuk beberapa struktur dinding, seperti dalam contoh pertama dari Jadual 1, anda boleh lakukan tanpa sisipan telap wap. Dalam kes lain, kawasan sisipan wap-telap mungkin tidak ketara berbanding dengan kawasan dinding terlindung.

3 Satu metodologi untuk mengira ciri terma dan reka bentuk sistem penebat haba dengan sifat terma terkawal telah dibangunkan. Reka bentuk dibuat dalam bentuk sistem dengan jurang udara pengudaraan antara dua lapisan penebat haba. Apabila udara bergerak dalam lapisan dengan suhu lebih tinggi daripada pada titik sepadan dinding dengan sistem penebat haba konvensional, magnitud kecerunan suhu dalam lapisan penebat haba dari dinding ke lapisan berkurangan berbanding dengan penebat haba tanpa lapisan , yang mengurangkan kehilangan haba dari bangunan melalui dinding. Adalah mungkin untuk menggunakan haba tanah di bawah bangunan sebagai tenaga untuk meningkatkan suhu udara yang dipam, menggunakan penukar haba tanah, atau tenaga suria. Kaedah untuk mengira ciri-ciri sistem sedemikian telah dibangunkan. Pengesahan eksperimen realiti menggunakan sistem penebat haba dengan terkawal ciri terma untuk bangunan.

BIBLIOGRAFI

1. Bogoslovsky, V. N. Pembinaan fizik terma / V. N. Bogoslovsky. – SPb.: AVOK-UTARA-BARAT, 2006. – 400 p.

2. Sistem penebat haba untuk bangunan: TKP.

4. Reka bentuk dan pemasangan sistem penebat dengan lapisan udara berventilasi berdasarkan panel fasad tiga lapisan: R 1.04.032.07. – Minsk, 2007. – 117 p.

5. Danilevsky, L. N. Mengenai isu mengurangkan tahap kehilangan haba dalam bangunan. Pengalaman kerjasama Belarus-Jerman dalam pembinaan / L. N. Danilevsky. – Minsk: Strinko, 2000. – P. 76, 77.

6. Alfred Kerschberger "Solares Bauen mempunyai Warmedammung yang lebih telus." Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

7. Die ESA-Solardassade – Dammen mit Licht / ESA-Energiesysteme, 3. Passivhaustagung 19 hingga 21 Februari 1999. Bregenz. -R. 177–182.

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

9. Rumah pasif sebagai sistem sokongan hidup adaptif: abstrak laporan Intern. saintifik dan teknikal conf. "Daripada pengubahsuaian terma bangunan - kepada rumah pasif. Masalah dan penyelesaian" / L. N. Danilevsky. – Minsk, 1996. – P. 32–34.

10. Penebat haba dengan sifat terkawal untuk bangunan dengan kehilangan haba yang rendah: pengumpulan. tr. / Perusahaan Negeri “Institut NIPTIS dinamakan sempena. Ataeva S.S.”; L. N. Danilevsky. – Minsk, 1998. – P. 13–27.

11. Danilevsky, L. Sistem penebat haba dengan sifat terkawal untuk rumah pasif / L. Danilevsky // Seni bina dan pembinaan. – 1998. – No. 3. – P. 30, 31.

12. Martynenko, O. G. Pemindahan haba perolakan percuma. Direktori / O. G. Martynenko, Yu. A. Sokovishin. – Minsk: Sains dan Teknologi, 1982. – 400 p.

13. Mikheev, M. A. Asas pemindahan haba / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. – M.: Tenaga, 1977. – 321 p.

14. Pagar bangunan pengudaraan luaran: Pat. 010822 Evraz. Pejabat Paten, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L. N. Danilevsky; pemohon Perusahaan Negara “Institut NIPTIS dinamakan sempena. Atayeva S.S.” – No. 20060978; kenyataan 05.10.2006; publ. 30/12/2008 // Buletin. Pejabat Paten Eurasia. – 2008. – No. 6.

15. Pagar bangunan pengudaraan luaran: Pat. 11343 Rep. Belarus, MPK (2006) E04B1/70, E04B2/28 / L. N. Danilevsky; pemohon Perusahaan Negara “Institut NIPTIS dinamakan sempena. Atayeva S.S.” – No. 20060978; permohonan 05.10.2006; publ. 12/30/2008 // Buletin Afitsyiny. / Nasional intelektual pusat. Ulasnastsi. – 2008.

Pemindahan haba dan lembapan melalui pagar luar

Asas Pemindahan Haba dalam Bangunan

Haba sentiasa bergerak dari persekitaran yang lebih panas ke persekitaran yang lebih sejuk. Proses pemindahan haba dari satu titik di angkasa ke tempat lain disebabkan perbezaan suhu dipanggil pemindahan haba dan bersifat kolektif, kerana ia merangkumi tiga jenis asas pertukaran haba: kekonduksian haba (konduksi), perolakan dan sinaran. Oleh itu, potensi pemindahan haba ialah perbezaan suhu.

Kekonduksian terma

Kekonduksian terma- sejenis pemindahan haba antara zarah pegun bagi bahan pepejal, cecair atau gas. Oleh itu, kekonduksian terma ialah pertukaran haba antara zarah atau unsur struktur persekitaran bahan yang bersentuhan langsung antara satu sama lain. Apabila mengkaji kekonduksian terma, bahan dianggap sebagai jisim pepejal, struktur molekulnya diabaikan. Dalam bentuk tulennya, kekonduksian terma hanya berlaku dalam pepejal, kerana dalam media cecair dan gas hampir mustahil untuk memastikan imobilitas bahan.

Kebanyakan bahan binaan adalah badan berliang. Liang-liang mengandungi udara yang mempunyai keupayaan untuk bergerak iaitu memindahkan haba secara perolakan. Adalah dipercayai bahawa komponen perolakan kekonduksian terma bahan binaan boleh diabaikan kerana kecilnya. Di dalam liang, pertukaran haba berseri berlaku di antara permukaan dindingnya. Pemindahan haba oleh sinaran dalam liang bahan ditentukan terutamanya oleh saiz liang, kerana semakin besar liang, semakin besar perbezaan suhu merentasi dindingnya. Apabila mempertimbangkan kekonduksian terma, ciri-ciri proses ini berkaitan dengan jumlah jisim bahan: rangka dan liang bersama-sama.

Sampul bangunan biasanya dinding selari satah, di mana pemindahan haba berlaku dalam satu arah. Di samping itu, biasanya apabila pengiraan termoteknikal struktur penutup luar, diandaikan bahawa pemindahan haba berlaku apabila keadaan terma pegun, iaitu, dengan masa tetap semua ciri proses: aliran haba, suhu pada setiap titik, ciri termofizik bahan binaan. Oleh itu adalah penting untuk dipertimbangkan proses kekonduksian haba pegun satu dimensi dalam bahan homogen, yang diterangkan oleh persamaan Fourier:

di mana q T - ketumpatan fluks haba permukaan melalui satah berserenjang dengan aliran haba, W/m2;

λ - kekonduksian haba bahan, W/m. o C;

t- perubahan suhu di sepanjang paksi-x, °C;

Hubungan itu dipanggil kecerunan suhu, kira-kira S/m, dan ditetapkan grad t. Kecerunan suhu diarahkan ke arah peningkatan suhu, yang dikaitkan dengan penyerapan haba dan penurunan aliran haba. Tanda tolak di sebelah kanan persamaan (2.1) menunjukkan bahawa peningkatan aliran haba tidak bertepatan dengan peningkatan suhu.

Kekonduksian terma λ adalah salah satu ciri terma utama bahan. Seperti berikut daripada persamaan (2.1), kekonduksian terma bahan ialah ukuran kekonduksian haba oleh bahan, secara berangka sama dengan aliran haba yang melalui 1 m 2 kawasan berserenjang dengan arah aliran, dengan kecerunan suhu. sepanjang aliran sama dengan 1 o C/m (Rajah 1). Bagaimana lebih nilaiλ, semakin sengit proses kekonduksian terma dalam bahan sedemikian, semakin besar aliran haba. Oleh itu, bahan penebat haba dianggap sebagai bahan dengan kekonduksian haba kurang daripada 0.3 W/m. tentang S.

Isoterma; - ------ - garis aliran haba.

Perubahan dalam kekonduksian terma bahan binaan dengan perubahan dalam mereka ketumpatan berlaku disebabkan oleh fakta bahawa hampir mana-mana bahan pembinaan terdiri rangka- bahan binaan utama dan udara. K.F. Fokin memberikan data berikut sebagai contoh: kekonduksian terma bahan padat mutlak (tanpa liang), bergantung pada sifatnya, mempunyai kekonduksian terma dari 0.1 W/m o C (untuk plastik) hingga 14 W/m o C (untuk kristal bahan dengan aliran haba di sepanjang permukaan kristal), manakala udara mempunyai kekonduksian terma kira-kira 0.026 W/m o C. Semakin tinggi ketumpatan bahan (kurang keliangan), semakin besar nilai kekonduksian termanya. Jelas bahawa bahan penebat haba ringan mempunyai ketumpatan yang agak rendah.

Perbezaan dalam keliangan dan kekonduksian terma rangka membawa kepada perbezaan dalam kekonduksian haba bahan, walaupun dengan ketumpatan yang sama. Sebagai contoh, bahan berikut (Jadual 1) pada ketumpatan yang sama, ρ 0 =1800 kg/m 3, mempunyai nilai kekonduksian terma yang berbeza:

Jadual 1.

Kekonduksian terma bahan dengan ketumpatan yang sama ialah 1800 kg/m3.

Apabila ketumpatan bahan berkurangan, kekonduksian terma l berkurangan, kerana pengaruh komponen konduktif kekonduksian terma rangka bahan berkurangan, tetapi, bagaimanapun, pengaruh komponen sinaran meningkat. Oleh itu, penurunan ketumpatan di bawah nilai tertentu membawa kepada peningkatan kekonduksian terma. Iaitu, terdapat nilai ketumpatan tertentu di mana kekonduksian terma mempunyai nilai minimum. Terdapat anggaran bahawa pada 20 o C dalam liang dengan diameter 1 mm, kekonduksian terma oleh sinaran ialah 0.0007 W/ (m°C), dengan diameter 2 mm - 0.0014 W/ (m°C), dsb. Oleh itu, kekonduksian terma oleh sinaran menjadi ketara pada bahan penebat haba dengan ketumpatan rendah dan saiz liang yang besar.

Kekonduksian haba bahan meningkat dengan peningkatan suhu di mana pemindahan haba berlaku. Peningkatan kekonduksian haba bahan dijelaskan oleh peningkatan tenaga kinetik molekul rangka bahan. Kekonduksian haba udara di dalam liang bahan juga meningkat, dan keamatan pemindahan haba ke dalamnya oleh sinaran. Dalam amalan pembinaan, pergantungan kekonduksian terma pada suhu amat penting Tidak perlu mengira semula nilai kekonduksian terma bahan yang diperoleh pada suhu sehingga 100 o C kepada nilainya pada 0 o C, menggunakan formula empirik O.E. Vlasova:

λ o = λ t / (1+β . t), (2.2)

di mana λ o ialah kekonduksian terma bahan pada 0 o C;

λ t - kekonduksian terma bahan pada t o C;

β - pekali suhu perubahan dalam kekonduksian terma, 1/ o C, untuk pelbagai bahan, sama dengan kira-kira 0.0025 1/ o C;

t ialah suhu bahan di mana pekali kekonduksian habanya adalah sama dengan λ t.

Untuk dinding homogen rata dengan ketebalan δ (Rajah 2), aliran haba yang dipindahkan oleh kekonduksian terma melalui dinding homogen boleh dinyatakan dengan persamaan:

di mana τ 1 , τ 2- nilai suhu pada permukaan dinding, o C.

Daripada ungkapan (2.3) ia mengikuti bahawa taburan suhu ke atas ketebalan dinding adalah linear. Kuantiti δ/λ dinamakan rintangan haba lapisan bahan dan ditanda R T, m 2. o C/W:

Rajah.2. Pengagihan suhu dalam dinding homogen rata

Oleh itu, aliran haba q T, W/m 2, melalui dinding selari satah seragam dengan ketebalan δ , m, daripada bahan dengan kekonduksian terma λ, W/m. o C, boleh ditulis dalam bentuk

Rintangan haba lapisan ialah rintangan kepada kekonduksian terma, sama dengan perbezaan suhu pada permukaan bertentangan lapisan apabila aliran haba dengan ketumpatan permukaan 1 W/m 2 melaluinya.

Pemindahan haba melalui kekonduksian terma berlaku dalam lapisan bahan sampul bangunan.

Perolakan

Perolakan- pemindahan haba dengan menggerakkan zarah jirim. Perolakan berlaku hanya dalam bahan cecair dan gas, serta antara medium cecair atau gas dan permukaan pepejal. Dalam kes ini, pemindahan haba berlaku oleh kekonduksian terma. Kesan gabungan perolakan dan pengaliran haba di kawasan sempadan berhampiran permukaan dipanggil pemindahan haba perolakan.

Perolakan berlaku pada permukaan luar dan dalam kepungan bangunan. Perolakan memainkan peranan penting dalam pertukaran haba permukaan dalaman bilik. Pada makna yang berbeza suhu permukaan dan udara bersebelahan dengannya, pemindahan haba ke arah suhu yang lebih rendah. Aliran haba yang dihantar melalui perolakan bergantung kepada cara pergerakan cecair atau gas membasuh permukaan, pada suhu, ketumpatan dan kelikatan medium bergerak, pada kekasaran permukaan, pada perbezaan antara suhu permukaan dan medium sekeliling.

Proses pertukaran haba antara permukaan dan gas (atau cecair) berjalan secara berbeza bergantung pada sifat pergerakan gas. Membezakan perolakan semula jadi dan paksa. Dalam kes pertama, pergerakan gas berlaku disebabkan oleh perbezaan suhu antara permukaan dan gas, dalam kes kedua - disebabkan oleh daya luaran untuk proses ini (operasi kipas, angin).

Perolakan paksa masuk kes am mungkin disertai dengan proses perolakan semula jadi, tetapi oleh kerana keamatan perolakan paksa nyata melebihi keamatan perolakan semula jadi, perolakan semula jadi sering diabaikan apabila mempertimbangkan perolakan paksa.

Pada masa hadapan, hanya proses pegun pemindahan haba perolakan akan dipertimbangkan, yang menganggap kelajuan dan suhu malar dari semasa ke semasa di mana-mana titik di udara. Tetapi oleh kerana suhu elemen bilik berubah agak perlahan, kebergantungan yang diperoleh untuk keadaan pegun boleh dilanjutkan kepada proses keadaan terma tidak pegun bilik, di mana pada setiap saat dalam pertimbangan proses pertukaran haba perolakan pada permukaan dalaman pagar dianggap pegun. Kebergantungan yang diperolehi untuk keadaan pegun juga boleh dilanjutkan kepada kes perubahan mendadak dalam sifat perolakan daripada semula jadi kepada paksa, contohnya, apabila peranti pemanasan bilik beredar semula (gegelung kipas atau sistem belah dalam mod pam haba) dihidupkan. di dalam bilik. Pertama, mod baharu pergerakan udara diwujudkan dengan cepat dan, kedua, ketepatan penilaian kejuruteraan yang diperlukan bagi proses pemindahan haba adalah lebih rendah daripada kemungkinan ketidaktepatan daripada kekurangan pembetulan aliran haba semasa keadaan peralihan.

Untuk amalan kejuruteraan pengiraan untuk pemanasan dan pengudaraan, pertukaran haba perolakan antara permukaan struktur atau paip penutup dan udara (atau cecair) adalah penting. Dalam pengiraan praktikal, persamaan Newton digunakan untuk menganggar aliran haba perolakan (Rajah 3):

, (2.6)

di mana q kepada- aliran haba, W, dipindahkan secara perolakan daripada medium yang bergerak ke permukaan atau sebaliknya;

t a- suhu udara membasuh permukaan dinding, o C;

τ - suhu permukaan dinding, o C;

α kepada- pekali pemindahan haba perolakan pada permukaan dinding, W/m 2. o C.

Rajah.3 Pertukaran haba perolakan antara dinding dan udara

Pekali pemindahan haba secara perolakan, a kepada- kuantiti fizik secara berangka sama dengan jumlah haba yang dipindahkan dari udara ke permukaan jasad pepejal melalui pertukaran haba perolakan dengan perbezaan antara suhu udara dan suhu permukaan badan sama dengan 1 o C.

Dengan pendekatan ini, semua kerumitan proses fizikal pemindahan haba perolakan terkandung dalam pekali pemindahan haba, a kepada. Sememangnya, nilai pekali ini adalah fungsi dari banyak hujah. Untuk kegunaan praktikal, nilai yang sangat anggaran diterima a kepada.

Persamaan (2.5) boleh ditulis semula dengan mudah sebagai:

di mana R kepada - rintangan kepada pemindahan haba perolakan pada permukaan struktur penutup, m 2. o C/W, sama dengan perbezaan suhu pada permukaan pagar dan suhu udara semasa laluan aliran haba dengan ketumpatan permukaan 1 W/m 2 dari permukaan ke udara atau sebaliknya. Rintangan R kepada ialah timbal balik pekali pemindahan haba perolakan a kepada:

Sinaran

Sinaran (pemindahan haba sinaran) ialah pemindahan haba dari permukaan ke permukaan melalui medium telus sinaran oleh gelombang elektromagnet yang berubah menjadi haba (Rajah 4).

Rajah.4. Pertukaran haba sinaran antara dua permukaan

Mana-mana jasad fizikal yang mempunyai suhu berbeza daripada sifar mutlak mengeluarkan tenaga ke dalam ruang sekeliling dalam bentuk gelombang elektromagnet. Sifat sinaran elektromagnet dicirikan oleh panjang gelombang. Sinaran yang dianggap sebagai haba dan mempunyai panjang gelombang dalam julat 0.76 - 50 mikron dipanggil inframerah.

Contohnya, pertukaran haba sinaran berlaku antara permukaan yang menghadap bilik, antara permukaan luar pelbagai bangunan, permukaan bumi dan langit. Pertukaran haba sinaran antara permukaan dalaman kepungan bilik dan permukaan adalah penting alat pemanas. Dalam semua kes ini, medium sinaran yang menghantar gelombang haba ialah udara.

Dalam amalan mengira aliran haba semasa pemindahan haba sinaran, formula yang dipermudahkan digunakan. Keamatan pemindahan haba oleh sinaran q l, W/m 2, ditentukan oleh perbezaan suhu permukaan yang mengambil bahagian dalam pemindahan haba sinaran:

, (2.9)

di mana τ 1 dan τ 2 ialah nilai suhu permukaan yang bertukar-tukar haba sinaran, o C;

α l - pekali pemindahan haba sinaran pada permukaan dinding, W/m 2. o C.

Pekali pemindahan haba sinaran, a l- kuantiti fizik secara berangka sama dengan jumlah haba yang dipindahkan dari satu permukaan ke permukaan lain melalui sinaran apabila perbezaan antara suhu permukaan ialah 1 o C.

Mari kita perkenalkan konsepnya rintangan kepada pemindahan haba sinaranR l pada permukaan struktur penutup, m 2. o C/W, sama dengan perbezaan suhu pada permukaan pagar yang bertukar-tukar haba sinaran apabila haba mengalir dengan ketumpatan permukaan 1 W/m 2 melalui permukaan ke permukaan.

Kemudian persamaan (2.8) boleh ditulis semula sebagai:

Rintangan R l ialah timbal balik pekali pemindahan haba sinaran a l:

Rintangan haba lapisan udara

Untuk membawa keseragaman, rintangan pemindahan haba jurang udara tertutup terletak di antara lapisan struktur penutup dipanggil rintangan haba R dalam. p, m 2. o C/W.

Rajah pemindahan haba melalui celah udara ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah.5. Pertukaran haba dalam jurang udara

Aliran haba melalui celah udara q masuk. P, W/m2, terdiri daripada aliran yang dihantar oleh kekonduksian terma (2) q t, W/m 2 , perolakan (1) q kepada, W/m 2 , dan sinaran (3) q l, W/m 2 .

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

Dalam kes ini, bahagian fluks yang dihantar oleh sinaran adalah yang terbesar. Mari kita pertimbangkan lapisan udara menegak tertutup, pada permukaan yang perbezaan suhunya ialah 5 o C. Dengan peningkatan dalam ketebalan lapisan daripada 10 mm hingga 200 mm, perkadaran aliran haba akibat sinaran meningkat daripada 60% kepada 80%. Dalam kes ini, bahagian haba yang dipindahkan oleh kekonduksian terma menurun daripada 38% kepada 2%, dan bahagian aliran haba perolakan meningkat daripada 2% kepada 20%.

Pengiraan terus komponen ini agak rumit. Oleh itu dalam dokumen peraturan menyediakan data tentang rintangan haba lapisan udara tertutup, yang disusun oleh K.F. pada 50-an abad kedua puluh. Fokin berdasarkan keputusan eksperimen oleh M.A. Mikheeva. Jika terdapat kerajang aluminium pemantul haba pada satu atau kedua-dua permukaan jurang udara, yang menghalang pemindahan haba sinaran antara permukaan yang membingkaikan jurang udara, rintangan haba harus digandakan. Untuk meningkatkan rintangan haba lapisan udara tertutup, adalah disyorkan untuk mengingati kesimpulan berikut dari penyelidikan:

1) lapisan ketebalan kecil berkesan dari segi kejuruteraan haba;

2) adalah lebih rasional untuk membuat beberapa lapisan nipis di dalam pagar daripada satu lapisan besar;

3) adalah dinasihatkan untuk meletakkan jurang udara lebih dekat dengan permukaan luar pagar, kerana ini mengurangkan fluks haba oleh sinaran pada musim sejuk;

4) lapisan menegak di dinding luar mesti dipisahkan dengan diafragma mendatar pada tahap siling antara lantai;

5) untuk mengurangkan fluks haba yang dihantar oleh sinaran, salah satu permukaan interlayer boleh disalut kertas aluminium, mempunyai emisitiviti kira-kira ε=0.05. Menutup kedua-dua permukaan celah udara dengan kerajang secara praktikal tidak mengurangkan pemindahan haba berbanding dengan menutup satu permukaan.

Soalan untuk mengawal diri

1. Apakah potensi pemindahan haba?

2. Senaraikan jenis asas pemindahan haba.

3. Apakah pemindahan haba?

4. Apakah kekonduksian haba?

5. Apakah kekonduksian terma sesuatu bahan?

6. Tulis formula untuk aliran haba yang dihantar oleh kekonduksian terma dalam dinding berbilang lapisan pada suhu yang diketahui bagi permukaan t dalam dan luar t n.

7. Apakah rintangan haba?

8. Apakah perolakan?

9. Tulis formula untuk aliran haba yang dipindahkan secara perolakan dari udara ke permukaan.

10. Makna fizikal bagi pekali pemindahan haba perolakan.

11. Apakah sinaran?

12. Tulis formula untuk fluks haba yang dipindahkan oleh sinaran dari satu permukaan ke permukaan yang lain.

13. Makna fizikal bagi pekali pemindahan haba sinaran.

14. Apakah rintangan pemindahan haba bagi celah udara tertutup dalam sampul bangunan yang dipanggil?

15. Apakah jenis aliran haba yang terdiri daripada jumlah aliran haba melalui lapisan udara?

16. Apakah sifat aliran haba yang berlaku aliran haba melalui celah udara?

17. Bagaimanakah ketebalan jurang udara mempengaruhi taburan aliran di dalamnya.

18. Bagaimana untuk mengurangkan aliran haba melalui celah udara?

.
1.3 Bangunan sebagai sistem tenaga tunggal.
2. Pemindahan haba dan lembapan melalui pagar luar.
2.1 Asas pemindahan haba dalam bangunan.
2.1.1 Kekonduksian terma.
2.1.2 Perolakan.
2.1.3 Sinaran.
2.1.4 Rintangan haba lapisan udara.
2.1.5 Pekali pemindahan haba pada permukaan dalaman dan luaran.
2.1.6 Pemindahan haba melalui dinding berbilang lapisan.
2.1.7 Mengurangkan rintangan kepada pemindahan haba.
2.1.8 Taburan suhu merentasi bahagian pagar.
2.2 Keadaan kelembapan struktur tertutup.
2.2.1 Sebab-sebab kemunculan kelembapan dalam pagar.
2.2.2 Akibat negatif membasahkan pagar luar.
2.2.3 Hubungan antara kelembapan dan bahan binaan.
2.2.4 Udara lembap.
2.2.5 Kandungan lembapan bahan.
2.2.6 Penyerapan dan nyahjerapan.
2.2.7 Kebolehtelapan wap pagar.
2.3 Kebolehtelapan udara pagar luar.
2.3.1 Peruntukan asas.
2.3.2 Perbezaan tekanan pada permukaan luar dan dalam pagar.
2.3.3 Kebolehtelapan udara bahan binaan.

2.1.4 Rintangan haba lapisan udara.

Untuk membawa keseragaman, rintangan pemindahan haba jurang udara tertutup terletak di antara lapisan struktur penutup dipanggil rintangan haba R v.p, m². ºС/W.
Rajah pemindahan haba melalui celah udara ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah.5. Pertukaran haba dalam lapisan udara.