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

Rajah 5. Pemindahan haba dalam celah udara.

Fluks haba yang melalui celah udara qv.p, W / m2, ialah jumlah aliran yang dihantar oleh kekonduksian terma (2) qt, W / m2, perolakan (1) qk, W / m2, dan sinaran (3) ql, W / m².

24. Rintangan bersyarat dan berkurangan terhadap pemindahan haba. Pekali keseragaman kejuruteraan haba bagi struktur penutup.

25. Normalisasi rintangan kepada pemindahan haba berdasarkan keadaan kebersihan 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 kepada rintangan yang dikurangkan. pemindahan haba.

R 0 pr ≥ R 0 tr

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

ambil. mengikut piawaian untuk reka bentuk. bangunan

t n - ialah anggaran suhu musim sejuk udara luar, ° С, sama dengan suhu purata tempoh lima hari paling sejuk dengan peruntukan 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 yang diperlukan untuk pemindahan haba R tr tentang pintu dan pintu pagar mestilah sekurang-kurangnya 0.6 R tr tentang dinding bangunan dan struktur, ditentukan oleh formula (1) pada yang dikira suhu musim sejuk udara luar sama dengan suhu purata tempoh lima hari paling sejuk dengan keselamatan 0.92.

Apabila menentukan rintangan yang diperlukan untuk pemindahan haba struktur penutup dalaman dalam formula (1) harus diambil dan bukannya t n- anggaran suhu udara bilik yang lebih sejuk.

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

27. Kandungan lembapan bahan. Sebab untuk melembapkan struktur

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

Ia berlaku dalam jisim dan isipadu

1) Kelembapan pembinaan.(semasa pembinaan bangunan). Bergantung kepada reka bentuk dan kaedah kerja pembinaan. Padat kerja bata lebih teruk daripada blok seramik. Kayu adalah yang paling sesuai (dinding pasang siap). w/w bukan selalu. Harus hilang selepas 2 = -3 tahun penggunaan.

Kelembapan tanah. (penyerapan kapilari). Ia mencapai tahap 2-2.5 m. Lapisan kalis air, dengan peranti yang betul, tidak menjejaskan.

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

3) Kelembapan atmosfera... (hujan senget, salji). Terutama penting untuk bumbung dan cornice .. dinding bata pepejal tidak memerlukan perlindungan dengan penyambungan yang betul. Konkrit bertetulang, panel konkrit ringan, perhatian pada sambungan dan blok 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, peranti saliran, jubin seramik di bahagian bawah, plaster kalis air. Perlindungan = lapisan pelindung dengan bahagian dalam pihak

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 lembapan pada sifat struktur

1) Dengan peningkatan kelembapan, kekonduksian terma struktur meningkat.

2) Ubah bentuk lembapan. Kelembapan adalah lebih teruk daripada pengembangan haba. Mengelupas plaster kerana kelembapan terkumpul di bawahnya, maka kelembapan membeku, mengembang dalam jumlah dan mengoyakkan plaster. Bahan yang tidak tahan lembapan berubah bentuk apabila dilembapkan. Sebagai contoh, gipsum, dengan peningkatan kelembapan, memperoleh rayapan., Papan lapis membengkak, delaminasi.

3) Ketahanan yang dikurangkan - bilangan tahun operasi tanpa kegagalan struktur

4) Kerosakan biologi (kulat, kulat) akibat kehilangan embun

5) Kehilangan penampilan estetik

Oleh itu, apabila memilih bahan, rejim kelembapan mereka diambil kira dan bahan dengan kandungan lembapan paling rendah dipilih. Juga, kelembapan berlebihan di dalam bilik boleh menyebabkan penyebaran penyakit dan jangkitan.

Dari sudut pandangan teknikal, ia membawa kepada kehilangan ketahanan dan struktur serta sv-v yang tahan fros. Beberapa bahan untuk kelembapan yang tinggi kalah kekuatan mekanikal, tukar bentuk. Sebagai contoh, gipsum, dengan peningkatan kelembapan, memperoleh rayapan., Papan lapis membengkak, delaminasi. 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 wap dengan permukaan liang dan melekat pada permukaan ini (penjerapan) 2. Pelarutan langsung lembapan dalam badan (penyerapan). Kelembapan meningkat dengan peningkatan keanjalan relatif dan penurunan suhu. "Desorption" Jika sampel basah diletakkan dalam desikator (larutan asid sulfurik), ia mengeluarkan 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 minis cekung, oleh itu, kemungkinan pemeluwapan kapilari muncul. Jika D> 2 * 10 -5 cm, maka tidak akan ada pemeluwapan kapilari.

Desorpsi - proses pengeringan semula jadi bahan.

Histeresis ("perbezaan") penyerapan terdiri daripada perbezaan antara isoterma penyerapan yang diperolehi dengan melembapkan bahan daripada isoterma desorpsi yang diperoleh daripada bahan kering. menunjukkan perbezaan% antara lembapan berat semasa penyerapan dan desorpsi lembapan berat (desorpsi 4.3%, serapan 2.1%, histeresis 2.2%) apabila isoterma serapan dilembapkan. Desorpsi kering.

30. Mekanisme pemindahan lembapan dalam bahan struktur bangunan. Kebolehtelapan wap air, penyerapan air kapilari.

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. Pemindahan wap air perolakan(dengan aliran udara)

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

4. Kebocoran air graviti melalui retakan, lubang, liang makro.

Kebolehtelapan wap air - bahan atau strukturnya sendiri yang diperbuat daripadanya, biarkan wap air melalui dirinya sendiri.

Pekali keliangan- Fizik. nilai secara berangka sama dengan bilangan stim yang melalui plat pada kawasan unit, pada penurunan tekanan unit, pada ketebalan plat unit, pada satu unit masa pada penurunan tekanan separa pada sisi plat e 1 Pa. Suhu, mu berkurangan, dengan peningkatan kelembapan, mu meningkat.

Rintangan kepada resapan wap: R = ketebalan / mu

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

Penyerapan air kapilari oleh bahan binaan - menyediakan 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 amnya 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- coeff. kebolehtelapan wap (ditentukan mengikut kejuruteraan haba SNIP 2379)

Fizik. nilai yang sama secara berangka dengan jumlah stim yang melalui plat pada kawasan unit, pada penurunan tekanan unit, pada ketebalan plat unit, pada satu unit masa pada penurunan tekanan separa pada sisi plat e 1 Pa. [ mg / (m2 * Pa)]. Mu terkecil mempunyai ruberoid 0.00018, min.vat terbesar = 0.065g / m * h * mm Hg, kaca tingkap dan logam adalah kedap wap, udara adalah yang paling telap wap. Apabila berkurangan. Suhu, mu berkurangan, dengan peningkatan kelembapan, mu meningkat. Bergantung pada sifat fizikal bahan dan mencerminkan keupayaannya untuk mengalirkan wap air yang meresap melaluinya. Bahan anisotropik mempunyai mu yang berbeza (untuk pokok di sepanjang gentian = 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 ke atas ketebalan struktur.

* - tanpa mengambil kira kebolehtelapan wap jahitan skrin

Rintangan haba bagi jurang udara tertutup diambil mengikut jadual 7 usaha sama.

Kami menerima pekali heterogeniti kejuruteraan 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 menerima ketebalan penebat  3 = 0.15 m = 150 mm (gandaan 30 mm), dan tambah pada jadual. 4.2.

Kesimpulan:

Dari segi rintangan kepada pemindahan haba, reka bentuk mematuhi piawaian, kerana rintangan yang dikurangkan kepada pemindahan haba 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 jurang udara pengudaraan

Pengiraan dijalankan untuk keadaan musim sejuk.

Penentuan kelajuan pergerakan dan suhu udara dalam interlayer

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

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

Purata suhu udara dalam interlayer t 0 diambil secara awal sebagai

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

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

di mana  ialah jumlah rintangan aerodinamik tempatan kepada aliran udara di salur masuk, di selekoh dan di pintu keluar dari interlayer; bergantung kepada penyelesaian konstruktif sistem fasad = 3 ... 7; kita ambil = 6.

Kawasan keratan interlayer dengan lebar bersyarat b= 1 m dan diterima pakai (dalam Jadual 4.1) ketebalan = 0.05 m: F=b = 0.05 m 2.

Diameter jurang udara setara:

Pekali pemindahan haba permukaan lapisan udara a 0 diambil secara awal mengikut klausa 9.1.2 usaha sama: a 0 = 10.8 W / (m 2 × ° С).

(m 2 × ° С) / W,

K int = 1 / R 0, int = 1 / 3.67 = 0.273W / (m 2 × ° С).

(m 2 × ° С) / 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 / m 2,

0.351 + 7.198 = 7.470 W / (m 2 × ° C).

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

Suhu udara purata dalam interlayer berbeza daripada yang diterima sebelum ini dengan lebih daripada 5%, oleh itu, kami menjelaskan parameter yang dikira.

Halaju udara dalam interlayer:

Ketumpatan udara dalam interlayer

Jumlah (kadar aliran) udara yang melalui interlayer:

Kami menjelaskan pekali pemindahan haba permukaan jurang udara:

W / (m 2 × ° С).

Rintangan pemindahan haba dan pekali pemindahan haba bahagian dalam dinding:

(m 2 × ° С) / W,

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

Rintangan pemindahan haba dan pekali pemindahan haba bahagian luar dinding:

(m 2 × ° С) / W,

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

Kemungkinan

0.25920 + 2.777 (-9.75) = -21.89 W / m 2,

0.259 + 2.777 = 3.036 W / (m 2 × ° C).

Kami menjelaskan purata suhu udara dalam interlayer:

Kami menapis purata suhu udara dalam interlayer beberapa kali sehingga nilai pada lelaran bersebelahan berbeza lebih daripada 5% (Jadual 4.6).

Artikel tersebut 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 untuk mengira kawasan sisipan, bergantung pada syarat penggunaan penebat haba, diberikan.

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 di ruang udara. Kaedah untuk mengira luas sisipan telah ditawarkan bergantung kepada keadaan penggunaan penebat haba.

PENGENALAN

Jurang udara adalah elemen dari banyak sampul bangunan. Kertas kerja menyiasat sifat-sifat struktur tertutup dengan ruang udara tertutup dan berventilasi. Pada masa yang sama, keanehan aplikasinya dalam banyak kes memerlukan penyelesaian masalah kejuruteraan haba pembinaan dalam keadaan penggunaan tertentu.

Reka bentuk sistem penebat haba dengan jurang udara berventilasi diketahui dan digunakan secara meluas dalam pembinaan. Kelebihan utama sistem ini berbanding sistem melepa ringan adalah keupayaan untuk melakukan kerja-kerja penebat bangunan. sepanjang tahun... Sistem pengikat penebat pertama kali dipasang pada struktur penutup. 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 yang 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 dalam mana-mana keadaan operasi, yang membolehkan anda menjimatkan sehingga 20% penebat berbanding sistem konvensional. Kelemahan sistem ini adalah 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 di tingkat bawah bangunan meningkat, kerana udara sejuk memasuki lapisan melalui lubang di bahagian bawah sistem mengambil sedikit masa untuk memanaskan suhu yang ditetapkan.

SISTEM PENEBAT DENGAN JURANG UDARA TERTUTUP

Sistem penebat haba yang serupa 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 penyiaran, kita mendapat sistem penebat haba dengan jurang udara tertutup tanpa kelemahan di atas.

Untuk menyelesaikan masalah ini, sistem penebat haba harus 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 untuk memastikan penyingkiran wap dari interlayer, dan di dalamnya kelembapan berada di bawah takat embun dalam interlayer.

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

nasi. satu. Penebat haba dengan sisipan telap wap

Untuk tekanan stim tepu dalam interlayer, anda boleh menulis ungkapan:

Mengabaikan rintangan haba udara dalam interlayer, suhu purata di dalam interlayer ditentukan oleh formula

(2)

di mana T masuk, T keluar- suhu udara di dalam bangunan dan udara luar, masing-masing, kira-kira С;

R 1 , R 2 - rintangan kepada pemindahan haba dinding dan penebat haba, masing-masing, m 2 × о С / W.

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

(3)

di mana P dalam, P- tekanan separa stim di dalam bilik dan dalam lapisan, Pa;

S 1 - kawasan dinding luar bangunan, m 2;

kпп1 - pekali kebolehtelapan wap dinding, sama dengan:

di sini Rпп1 = 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 lapisan udara melalui sisipan telap wap dalam penebat haba bangunan, anda boleh menulis persamaan:

(5)

di mana Merengus- tekanan separa wap di udara luar, Pa;

S 2 - kawasan sisipan penebat haba telap wap dalam penebat haba bangunan, m 2;

k pp2 ialah pekali kebolehtelapan wap bagi sisipan, sama dengan:

di sini Rпп2 = m 2 / l 2 ;

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

l 2 - ketebalan masukkan, m.

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

(7)

di mana e = S 2 /S 1 .

Menulis syarat untuk ketiadaan pemeluwapan lembapan dalam jurang udara dalam bentuk ketidaksamaan:

dan menyelesaikannya, kami memperoleh nilai nisbah yang diperlukan dari jumlah luas sisipan wap-telap ke kawasan dinding:

Jadual 1 menunjukkan data yang diperoleh untuk beberapa pilihan untuk struktur penutup. Dalam pengiraan, diandaikan bahawa pekali kekonduksian terma bagi sisipan telap wap adalah sama dengan pekali kekonduksian terma penebat haba utama dalam sistem.

Jadual 1. Nilai ε untuk pilihan dinding yang berbeza

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

SISTEM PENEBAT 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 mengalaminya pilihan besar bahan dan struktur: daripada penggunaan straw kepada vakum penebat haba. Ia juga mungkin menggunakan sistem penebat haba aktif, ciri-ciri yang membolehkan mereka dimasukkan ke dalam sistem bekalan kuasa 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)

Sifat sedemikian boleh dimiliki oleh sistem penebat haba dengan lapisan luar yang telus atau dengan jurang udara yang berventilasi. Dalam kes pertama, tenaga suria digunakan, dan dalam kes kedua, tenaga haba tanah boleh digunakan secara tambahan bersama-sama dengan penukar haba tanah.

Dalam sistem dengan penebat haba telus, pada kedudukan rendah matahari, sinarnya melepasi praktikal tanpa kehilangan dinding, memanaskannya, dengan itu mengurangkan kehilangan haba dari bilik. V waktu musim panas Apabila matahari berada tinggi di atas ufuk, sinaran matahari hampir sepenuhnya dipantulkan dari dinding bangunan, dengan itu menghalang kepanasan berlebihan bangunan. Untuk mengurangkan aliran haba kembali, lapisan penebat haba dibuat dalam bentuk struktur sarang lebah, yang bertindak sebagai perangkap untuk sinaran matahari. Kelemahan sistem sedemikian adalah kemustahilan untuk mengagihkan semula tenaga di sepanjang fasad bangunan dan kekurangan 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, dalam julat yang luas, mengubah sifatnya bergantung pada keadaan persekitaran. Dengan penurunan suhu luar, sistem penebat haba harus mengurangkan kehilangan haba dari bangunan, dengan peningkatan suhu luar, rintangan habanya mungkin berkurangan. Kemasukan waktu musim panas tenaga solar bangunan juga harus dipengaruhi oleh keadaan luar.

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 jurang udara berventilasi. Apabila udara bergerak di dalamnya dengan suhu yang lebih tinggi daripada pada titik yang sepadan pada graf, nilai kecerunan suhu dalam lapisan penebat haba dari dinding ke interlayer berkurangan berbanding dengan penebat haba tanpa interlayer, yang mengurangkan kehilangan haba dari bangunan melalui dinding. Perlu diingat bahawa pengurangan kehilangan haba dari bangunan akan dikompensasikan oleh haba yang dikeluarkan oleh aliran udara dalam lapisan. Iaitu, suhu udara di alur keluar dari interlayer akan lebih rendah 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 ditunjukkan dalam Rajah. 3. Persamaan imbangan haba untuk model ini adalah seperti berikut:

nasi. 3. Skim pengiraan kehilangan haba melalui struktur penutup

Apabila mengira fluks haba, mekanisme konduktif, perolakan dan radiasi pemindahan haba diambil kira:

di mana Q 1 - aliran haba dari bilik ke permukaan dalaman struktur penutup, W / m 2;

Q 2 - aliran haba melalui dinding utama, W / m 2;

Q 3 - aliran haba melalui jurang udara, W / m 2;

Q 4 - fluks haba melalui lapisan penebat haba di belakang interlayer, W / m 2;

Q 5 - fluks haba dari permukaan luar struktur melampirkan ke atmosfera, W / m 2;

T 1 , T 2, - suhu pada permukaan dinding, о С;

T 3 , T 4 - suhu pada permukaan interlayer, о С;

Tk, T a- suhu di dalam bilik dan udara luar, masing-masing, kira-kira С;

s - pemalar Stefan-Boltzmann;

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

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

a b, a n, a 0 ialah 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 dengan halaju u dengan suhu T u bukannya 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 dalam sebutan nombor Nusselt:

di mana L- saiz ciri.

Formula untuk mengira nombor Nusselt telah diambil bergantung pada keadaan. Apabila mengira pekali pemindahan haba pada permukaan dalam dan luar struktur penutup, formula berikut digunakan:

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 penurunan suhu ciri. Dimensi ciri telah diambil: ketinggian dinding dan ketebalan interlayer.

Apabila mengira pekali pemindahan haba a 0 di dalam celah udara tertutup untuk mengira nombor Nusselt, formula digunakan daripada:

(22)

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

(23)

di mana Re = v× d / n - nombor Reynolds;

d ialah 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 dipilih berdasarkan penebat haba yang serupa dengan polistirena kembang dengan pekali kekonduksian haba 0.04 W / (m 2 × kira-kira C). Suhu udara di salur masuk interlayer diandaikan 8 ° C, jumlah ketebalan lapisan penebat haba ialah 20 cm, ketebalan interlayer adalah d- 1 cm.

Dalam rajah. 4 menunjukkan graf pergantungan kehilangan haba tentu melalui lapisan penebat penebat haba konvensional dengan kehadiran lapisan penebat haba tertutup dan dengan jurang 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 ° C. Nilai setara rintangan pemindahan haba penebat haba tersebut untuk suhu ini ialah 10.5 m 2 × ° C / W, yang sepadan dengan 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 khusus

Kecekapan sistem penebat haba meningkat apabila suhu luar berkurangan. Pada suhu luar 4 ° C, kecekapan kedua-dua sistem adalah sama. Peningkatan selanjutnya dalam suhu menjadikannya tidak praktikal untuk menggunakan sistem, kerana ia membawa kepada peningkatan tahap kehilangan haba dari bangunan.

Dalam 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 disebabkan oleh fakta bahawa udara yang bergerak memberikan habanya kepada kedua-dua lapisan dalam dan luar penebat haba. Pada suhu udara luar yang tinggi, sistem penebat haba ini bertindak sebagai lapisan penyejuk (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. 6 menunjukkan pergantungan suhu pada alur keluar interlayer pada suhu udara luar. Udara di dalam lapisan, menyejukkan, memberikan tenaganya ke permukaan tertutup.

nasi. 6. Kebergantungan suhu pada alur keluar interlayerpada suhu luar

Dalam 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. 8 menunjukkan pergantungan kehilangan haba untuk suhu luar tolak 20 ° C pada halaju udara dalam interlayer dengan ketebalan yang berbeza. Peningkatan 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. lapan. Kebergantungan kehilangan haba pada kelajuan udaradengan ketebalan jurang udara yang berbeza

Perhatian harus diberikan kepada fakta bahawa jurang 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. 9 menunjukkan pergantungan halaju udara pada suhu luar untuk tahap kehilangan haba yang tetap melalui dinding. Pendekatan perlindungan haba bangunan ini membolehkan anda mengurangkan penggunaan 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, ia sepatutnya 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, tidak ada masalah pemeluwapan lembapan.

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

Dilukis masuk warna gelap plat logam. Dan lapisan penyerap kedua boleh menjadi jurang udara dalam penebat haba bangunan. Udara yang bergerak dalam interlayer, menutup melalui penukar haba tanah, dalam 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 struktur 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 luar dan suhu udara di dalam bilik.

Satu daripada pilihan yang mungkin struktur - 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 ruang 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 menyambungkan interlayer ke udara luar di bahagian atas dan bawah panel penebat haba. Pada musim panas dan pada masa aktiviti suria yang tinggi, apabila terdapat bahaya kepanasan melampau bangunan, peredam terbuka, memberikan pengudaraan dengan udara luar.

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

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

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

nasi. sebelas. Sistem penebat haba dengan penukar haba tanah

Sebagai pilihan lain, pelepasan pengudaraan bangunan boleh dicadangkan untuk tujuan ini. Dalam kes ini, untuk mengelakkan pemeluwapan kelembapan dalam interlayer, udara yang dikeluarkan perlu melalui penukar haba, dan udara luar yang dipanaskan dalam penukar haba mesti dimasukkan ke dalam interlayer. Dari interlayer, udara boleh memasuki bilik untuk pengudaraan. Udara menjadi panas, melalui penukar haba tanah, dan memberikan tenaganya ke sampul bangunan.

Elemen penting dalam sistem penebat haba hendaklah sistem automatik pengurusan hartanya. Dalam rajah. 12 ialah gambarajah blok sistem kawalan. Kawalan adalah 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. tiga belas.

Pada peringkat awal operasi sistem kawalan (lihat Rajah 12), berdasarkan nilai diukur suhu udara luar dan di dalam bilik dalam unit kawalan, suhu dalam jurang udara dikira untuk keadaan udara pegun. Nilai ini dibandingkan dengan suhu udara di lapisan fasad selatan semasa pembinaan sistem penebat haba, seperti dalam Rajah. 10, atau dalam penukar haba tanah - dengan pembinaan sistem penebat haba, seperti dalam Rajah. 11. Jika nilai suhu yang dikira adalah lebih besar daripada atau sama dengan yang diukur, kipas kekal padam, dan peredam udara dalam interlayer ditutup.

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

Jika nilai suhu yang dikira kurang daripada yang diukur, hidupkan kipas yang beredar 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 pemeluwapan lembapan pada permukaan dinding jurang.

Oleh itu, sistem penebat haba yang dicadangkan membolehkan anda benar-benar mengawal sifat terma.

MENGUJI SUSUN ATUR SISTEM PENEBAT HABA DENGAN PENEBAT HABA TERKAWAL DENGAN MENGGUNAKAN PENERANGAN PENGUDARAAN BANGUNAN

Skema eksperimen ditunjukkan dalam Rajah. 14. Susun atur sistem penebat haba dipasang pada dinding bata bilik di bahagian atas aci lif. Susun aturnya terdiri daripada penebat haba, iaitu plat penebat haba kalis wap (satu permukaan adalah aluminium tebal 1.5 mm; satu lagi ialah kerajang aluminium) diisi dengan busa poliuretana setebal 3.0 cm dengan pekali kekonduksian haba 0.03 W / (m 2). × о С). Rintangan pemindahan haba plat - 1.0 m 2 × о С / W, dinding bata- 0.6 m 2 × о С / W. Di antara plat penebat haba dan permukaan sampul bangunan - jurang udara setebal 5 cm. Untuk tujuan menentukan rejim suhu dan pergerakan aliran haba melalui struktur tertutup, penderia suhu dan aliran haba telah dipasang di dalamnya.

nasi. 14. Skema sistem eksperimen dengan penebat haba terkawal

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

Tenaga tambahan di dalam lapisan dibekalkan dengan udara yang diambil di saluran keluar sistem pemulihan haba pelepasan pengudaraan bangunan. Pelepasan pengudaraan diambil dari saluran keluar aci pengudaraan bangunan Perusahaan Negara “Institut NIPTIS dinamakan sempena Ataeva S.S. "diberikan kepada input pertama recuperator (lihat Rajah 15a). Udara dibekalkan ke salur masuk kedua recuperator dari lapisan pengudaraan, dan dari alur keluar kedua recuperator - sekali lagi ke lapisan pengudaraan. Udara daripada pelepasan pengudaraan tidak boleh disalurkan terus ke dalam celah udara kerana bahaya pemeluwapan lembapan di dalamnya. Oleh itu, pelepasan pengudaraan bangunan pertama kali melalui penukar haba-recuperator, salur masuk kedua dibekalkan dengan udara dari interlayer. Dalam recuperator, ia dipanaskan dan, dengan bantuan kipas, dimasukkan ke dalam lapisan 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. Dalam proses kerja, pendaftaran maklumat yang datang daripada sensor suhu dan aliran haba yang dipasang mengikut skema dalam Rajah. 14.

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

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

nasi. enam belas. Graf suhu: a - udara luar dan udara dalam;b - udara di bahagian berlainan lapisan

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

nasi. 17. Graf masa: a - suhu permukaan dinding dan penebat haba;b - suhu dan fluks haba melalui permukaan tertutup bangunan

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

KESIMPULAN

1 Elemen penting bagi bangunan cekap tenaga ialah cangkerang. Arah utama pembangunan mengurangkan kehilangan haba bangunan melalui struktur penutup dikaitkan dengan penebat haba aktif, apabila struktur penutup memainkan peranan penting dalam pembentukan 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 dipertimbangkan. Kaedah telah dibangunkan untuk mengira luas sisipan bergantung pada syarat untuk menggunakan penebat haba. Untuk beberapa struktur dinding, seperti dalam contoh pertama dari Jadual 1, sisipan telap wap boleh diketepikan. Dalam kes lain, kawasan sisipan wap-telap mungkin tidak ketara berbanding dengan kawasan dinding yang akan ditebat.

3 Satu kaedah untuk mengira ciri terma dan reka bentuk sistem penebat haba dengan sifat terma boleh dikawal telah dibangunkan. Struktur ini direka bentuk sebagai sistem dengan jurang udara pengudaraan antara dua lapisan penebat haba. Apabila bergerak dalam lapisan udara dengan suhu lebih tinggi daripada pada titik sepadan dinding dengan sistem penebat haba konvensional, nilai kecerunan suhu dalam lapisan penebat haba dari dinding ke lapisan berkurangan berbanding dengan penebat haba tanpa interlayer, yang mengurangkan kehilangan haba dari bangunan melalui dinding. Sebagai tenaga untuk meningkatkan suhu udara yang dipam, adalah mungkin untuk menggunakan haba tanah di bawah bangunan, 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 kejuruteraan haba untuk bangunan.

BIBLIOGRAFI

1. Bogoslovskiy, VN Pembinaan fizik terma / VN Bogoslovskiy. - SPb .: AVOK-SEVERO-ZAPAD, 2006. - 400 p.

2. Sistem penebat bangunan: TKP.

4. Reka bentuk dan pembinaan sistem penebat haba dengan jurang udara berventilasi berdasarkan panel fasad tiga lapisan: R 1.04.032.07. - Minsk, 2007 .-- 117 p.

5. Danilevsky, LN 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 mit transparenter Warmedammung". Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

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

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

9. Rumah pasif sebagai sistem sokongan hidup adaptif: abstrak persidangan Antarabangsa. saintifik dan teknikal conf. “Daripada pengubahsuaian terma bangunan - kepada rumah pasif... Masalah dan penyelesaian "/ LN Danilevsky. - Minsk, 1996. - S. 32–34.

10. Penebat haba dengan sifat boleh dikawal untuk bangunan dengan tahap kehilangan haba yang rendah: Sat. tr. / Perusahaan Negeri "Institut NIPTIS dinamakan selepas S. Ataeva "; L. N. Danilevsky. - Minsk, 1998. - S. 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, OG Pertukaran haba perolakan percuma. Rujukan / 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 .: Energiya, 1977 .-- 321 hlm.

14. Pagar pengudaraan luar bangunan: US Pat. 010822 Evraz. Pejabat Paten, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L.N.Danilevsky; pemohon SE "Institut NIPTIS im. Ataeva S. S. " - No. 20060978; dilafazkan 10/05/2006; publ. 30/12/2008 // Byull. Pejabat Paten Eurasia. - 2008. - No. 6.

15. Pagar pengudaraan luar bangunan: US Pat. 11343 Rep. Belarus, IPC (2006) E04B1 / 70, E04B2 / 28 / L.N.Danilevsky; pemohon SE "Institut NIPTIS im. Ataeva S. S. " - No. 20060978; diisytiharkan 10/05/2006; publ. 30/12/2008 // Afitsyiny bul. / Nat. pusat intelektual. ulasnastsi. - 2008.

Pemindahan haba dan lembapan melalui pagar luar

Asas pemindahan haba dalam bangunan

Pemindahan haba sentiasa berlaku 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 termasuk tiga jenis pemindahan haba asas: kekonduksian terma (konduksi), perolakan dan sinaran... Dengan cara ini, potensi pemindahan haba ialah perbezaan suhu.

Kekonduksian terma

Kekonduksian terma- jenis 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 terdapat dalam pepejal, kerana hampir mustahil untuk memastikan kebolehgerakan bahan dalam media cecair dan gas.

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

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

di mana q T - fluks haba permukaan melalui satah berserenjang dengan aliran haba, W / m 2;

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

t- suhu, berubah sepanjang paksi-x, оС;

Sikap dipanggil kecerunan suhu, о С / m, dan dilambangkan grad t... Kecerunan suhu diarahkan ke arah peningkatan suhu, yang dikaitkan dengan penyerapan haba dan penurunan dalam fluks haba. Tanda tolak di sebelah kanan persamaan (2.1) menunjukkan bahawa peningkatan dalam fluks 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, yang secara berangka sama dengan fluks haba yang melalui 1 m 2 kawasan yang 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 fluks haba. Oleh itu, bahan dengan kekonduksian haba kurang daripada 0.3 W / m dianggap sebagai bahan penebat haba. tentang S.

Isoterma; - ------ - penyelarasan haba.

Perubahan dalam kekonduksian terma bahan binaan dengan perubahan dalam mereka ketumpatan berlaku disebabkan oleh fakta bahawa hampir mana-mana bahan pembinaan terdiri daripada rangka- bahan binaan utama dan udara. K.F. Sebagai contoh, Fokin memberikan data berikut: kekonduksian terma bahan yang benar-benar padat (tanpa liang), bergantung pada sifat, mempunyai kekonduksian terma dari 0.1 W / mo C (untuk plastik) hingga 14 W / mo C (untuk kristal bahan dengan aliran haba di sepanjang permukaan kristal), manakala udara mempunyai kekonduksian terma kira-kira 0.026 W / m kira-kira 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 terma 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 1800 kg / m 3.

Dengan penurunan ketumpatan bahan, 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 ° 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 ketara.

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

λ о = λ t / (1 + β. t), (2.2)

di mana λ kira-kira - kekonduksian terma bahan pada 0 kira-kira C;

λ t - kekonduksian terma bahan pada t kira-kira C;

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

t ialah suhu bahan di mana pekali kekonduksian habanya ialah λ t.

Untuk dinding homogen rata dengan ketebalan δ (Rajah 2), fluks haba yang dihantar 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 dipanggil rintangan haba lapisan bahan dan ditunjukkan R T, m 2.o С / W:

Rajah 2. Pengagihan suhu dalam dinding homogen rata

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

Rintangan haba lapisan adalah rintangan kekonduksian terma yang sama dengan perbezaan suhu pada permukaan bertentangan lapisan apabila fluks 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 dan kekonduksian haba berlaku. Kesan gabungan perolakan dan pengaliran haba di kawasan sempadan di permukaan dipanggil pemindahan haba perolakan.

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

Proses pertukaran haba antara permukaan dan gas (atau cecair) berjalan dengan cara yang berbeza, bergantung pada sifat kejadian 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 boleh disertai dengan proses perolakan semula jadi, tetapi oleh kerana keamatan perolakan paksa nyata lebih tinggi daripada keamatan perolakan semula jadi, maka perolakan semula jadi sering diabaikan apabila mempertimbangkan perolakan paksa.

Dalam perkara berikut, hanya proses pegun pemindahan haba perolakan akan dipertimbangkan, dengan mengandaikan bahawa halaju dan suhu adalah malar dalam masa di mana-mana titik di udara. Tetapi oleh kerana suhu unsur-unsur bilik berubah agak perlahan, pergantungan yang diperoleh untuk keadaan pegun boleh dilanjutkan kepada proses keadaan terma tidak pegun bilik, di mana pada setiap saat yang dipertimbangkan proses pemindahan haba perolakan pada permukaan dalaman kepungan dianggap pegun. Kebergantungan yang diperoleh untuk keadaan pegun juga boleh dilanjutkan kepada kes perubahan mendadak dalam sifat perolakan daripada semula jadi kepada paksa, contohnya, apabila peranti peredaran semula pemanasan bilik (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, pemindahan haba perolakan antara permukaan struktur atau paip tertutup dan udara (atau cecair) adalah penting. Dalam pengiraan praktikal, untuk menilai fluks haba perolakan (Rajah 3), persamaan Newton digunakan:

, (2.6)

di mana q kepada- fluks haba, W, dihantar melalui perolakan dari medium yang bergerak ke permukaan atau sebaliknya;

t a- suhu udara membasuh permukaan dinding, о С;

τ - suhu permukaan dinding, о С;

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

Rajah 3 Pertukaran haba perolakan dinding dengan udara

Pekali pemindahan haba secara perolakan, a kepada- kuantiti fizik yang secara berangka sama dengan jumlah haba yang dipindahkan dari udara ke permukaan pepejal melalui pemindahan haba perolakan apabila perbezaan antara suhu udara dan suhu permukaan badan adalah 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 daripada banyak hujah. Untuk kegunaan praktikal, nilai yang sangat anggaran diambil 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 kepungan dan suhu udara apabila aliran haba dengan ketumpatan permukaan 1 W / m2 berlalu 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 sinaran oleh gelombang elektromagnet yang berubah menjadi haba (Rajah 4).

Rajah 4. Pemindahan haba sinaran antara dua permukaan

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

Contohnya, pemindahan haba sinaran berlaku antara permukaan yang menghadap dalam, antara permukaan luar bangunan yang berbeza, permukaan bumi dan langit. Pemindahan haba sinaran antara permukaan dalaman pagar bilik dan permukaan adalah penting. pemanas... Dalam semua kes ini, udara adalah medium lut sinar yang membolehkan gelombang haba melaluinya.

Dalam amalan mengira fluks haba dengan pemindahan haba berseri, formula yang dipermudahkan digunakan. Keamatan pemindahan haba oleh sinaran q l, W / m 2, ditentukan oleh perbezaan suhu permukaan yang terlibat dalam pemindahan haba sinaran:

, (2.9)

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

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 yang lain dengan sinaran dengan perbezaan antara suhu permukaan yang sama dengan 1 o C.

Mari kita perkenalkan konsepnya rintangan kepada pemindahan haba sinaran R l pada permukaan struktur penutup, m 2. o C / W, sama dengan perbezaan suhu pada permukaan penutup yang bertukar-tukar haba sinaran, apabila fluks haba dengan ketumpatan permukaan 1 W / m 2 berlalu dari 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 jurang udara

Untuk konsistensi, rintangan pemindahan haba lapisan udara tertutup terletak di antara lapisan struktur penutup dipanggil rintangan haba R c. p, m 2.o С / W.

Skim pemindahan haba melalui celah udara ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah 5. Pertukaran haba dalam jurang udara

Pengaliran haba melalui celah udara q c. P, W / m 2, ialah jumlah 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 c. n = q t + q k + q l . (2.12)

Dalam kes ini, pecahan fluks yang dihantar oleh sinaran adalah yang terbesar. Pertimbangkan jurang udara menegak tertutup, pada permukaan yang perbezaan suhunya ialah 5 o C. Dengan peningkatan dalam ketebalan lapisan daripada 10 mm hingga 200 mm, perkadaran fluks haba akibat sinaran meningkat daripada 60% kepada 80 %. Dalam kes ini, bahagian haba yang dipindahkan oleh pengaliran haba jatuh dari 38% kepada 2%, dan bahagian fluks haba perolakan meningkat daripada 2% kepada 20%.

Pengiraan terus komponen ini agak menyusahkan. Oleh itu, dalam dokumen peraturan menyediakan data tentang rintangan haba lapisan udara tertutup, yang pada tahun 50-an abad kedua puluh disusun oleh K.F. 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 ruang udara tertutup, adalah disyorkan untuk mengingati kesimpulan berikut daripada penyelidikan:

1) lapisan nipis berkesan dalam kejuruteraan haba;

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

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

4) lapisan menegak di dinding luar mesti disekat dengan diafragma mendatar pada paras lantai antara lantai;

5) untuk mengurangkan fluks haba yang dihantar oleh sinaran, salah satu permukaan interlayer boleh dilindungi kertas aluminium mempunyai emisitiviti kira-kira ε = 0.05. Menyalut kedua-dua permukaan celah udara dengan kerajang secara praktikal tidak mengurangkan pemindahan haba berbanding dengan menyalut 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 pekali kekonduksian haba bahan?

6. Tulis formula untuk fluks 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 bagi aliran haba yang dipindahkan secara perolakan dari udara ke permukaan.

10. Makna fizikal bagi pekali pemindahan haba perolakan.

11. Apakah sinaran?

12. Tulis formula bagi fluks haba yang dihantar oleh sinaran dari satu permukaan ke permukaan yang lain.

13. Maksud fizikal pekali pemindahan haba sinaran.

14. Apakah nama rintangan kepada pemindahan haba bagi celah udara tertutup dalam sampul bangunan?

15. Apakah jenis fluks haba yang terdiri daripada jumlah fluks haba melalui celah udara?

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

17. Bagaimanakah ketebalan jurang udara mempengaruhi pengagihan aliran di dalamnya?

18. Bagaimana untuk mengurangkan aliran haba melalui celah udara?

.
1.3 Membina 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 celah udara.
2.1.5 Pekali pemindahan haba pada permukaan dalam dan luar.
2.1.6 Pemindahan haba melalui dinding berbilang lapisan.
2.1.7 Mengurangkan rintangan kepada pemindahan haba.
2.1.8 Taburan suhu di atas keratan rentas pagar.
2.2 Rejim kelembapan struktur penutup.
2.2.1 Sebab-sebab kemunculan kelembapan dalam pagar.
2.2.2 Kesan negatif membasahkan pagar luar.
2.2.3 Hubungan lembapan dengan bahan binaan.
2.2.4 Udara lembap.
2.2.5 Kelembapan 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 celah udara.

Untuk konsistensi, rintangan pemindahan haba lapisan udara tertutup terletak di antara lapisan struktur penutup dipanggil rintangan haba R vp, m². ºС / W.
Skim pemindahan haba melalui celah udara ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah 5. Pemindahan haba dalam celah udara.