Ev - Onarımı kendim yapabilirim
Hava katmanının ısı transfer direnci. Hava katmanlarının ısıl direnci. Şekil 5. Hava boşluğunda ısı değişimi

Tekdüzelik sağlamak için ısı transfer direnci kapalı hava boşluklarıçevreleyen yapının katmanları arasında bulunanlara denir ısıl direnç Rv.p, m². ºС/W.
Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava katmanında ısı değişimi.

Hava katmanından geçen ısı akışı qv.p, W/m², termal iletkenlik (2) qt, W/m², konveksiyon (1) qк, W/m² ve ​​radyasyonla iletilen akışlardan oluşur. (3) ql, W/m².

24. Isı transferine karşı koşullu ve azaltılmış direnç. Kapalı yapıların termoteknik homojenlik katsayısı.

25. Sıhhi ve hijyenik koşullara dayalı olarak ısı transfer direncinin standardizasyonu

, R 0 = *

Δ t n'yi normalleştiririz, o zaman R 0 tr = * , onlar. Δ t≤ Δ t n için gereklidir

R 0 ≥ R 0 tr

SNiP bu gereksinimi azaltılmış dirence kadar genişletir. ısı transferi

R 0 pr ≥ R 0 tr

t in - iç havanın tasarım sıcaklığı, °C;

kabul etmek Tasarım standartlarına göre. bina

t n - - tahmini kış dış hava sıcaklığı, °C, 0,92 olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşit

A in (alfa) - ısı transfer katsayısı iç yüzey SNiP'ye göre kabul edilen kapalı yapılar

Δt n - SNiP'ye göre kabul edilen, iç havanın sıcaklığı ile kapalı yapının iç yüzeyinin sıcaklığı arasındaki standart sıcaklık farkı

Gerekli ısı transfer direnci R tr o kapılar ve girişler en az 0,6 olmalıdır R tr o tasarımla formül (1) ile belirlenen bina ve yapıların duvarları kış sıcaklığı dış hava sıcaklığı 0,92 olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşittir.

Formül (1)'deki iç mahfaza yapılarının gerekli ısı transfer direncini belirlerken bunun yerine dikkate alınmalıdır. t n-soğuk odanın hesaplanan hava sıcaklığı.

26. Gerekli ısı transfer direncini elde etme koşullarına göre çit malzemesinin gerekli kalınlığının termal mühendislik hesaplaması.

27. Malzemenin nemi. Yapıyı nemlendirmenin nedenleri

Nem - malzemenin gözeneklerinde bulunan su miktarına eşit fiziksel miktar.

Kütle ve hacim olarak mevcuttur

1) İnşaat nemi.(bir binanın inşaatı sırasında). Tasarıma ve yapım yöntemine bağlıdır. Sağlam tuğla işi seramik bloklardan daha kötü. En uygun olanı ahşaptır (prefabrik duvarlar). her zaman değil. Çalıştırıldıktan 2=-3 yıl sonra ortadan kaybolmalıdır. Önlemler: duvarları kurulayın.

Zemin nemi. (kılcal emme). 2-2,5 m'lik bir seviyeye ulaşır. Su yalıtım katmanları doğru uygulandığında etkilenmez.


2) Zemin nemi, Kılcal emme nedeniyle yerden çitin içine nüfuz eder

3) Atmosfer nemi. (eğimli yağmur, kar). Özellikle çatı ve saçak yakınları önemlidir... Masif tuğla duvarlar, derzlerin doğru yapılması durumunda koruma gerektirmez. Betonarme, hafif beton panellerde derzlere ve bağlantılara dikkat edilir. pencere blokları, su geçirmez malzemelerden oluşan dokulu bir katman. Koruma=eğimdeki koruyucu duvar

4) Çalışma nemi. (atölyelerde endüstriyel binalar(özellikle zeminlerde ve duvarların alt kısımlarında) çözüm: su geçirmez zeminler, drenaj sistemi, alt kısmın seramik karolarla kaplanması, su geçirmez sıva. Koruma = dahili koruyucu astar taraflar

5) Higroskopik nem. Malzemelerin artan higroskopikliği nedeniyle (nemli havadan su buharını emme yeteneği)

6) Havadaki nemin yoğunlaşması:a) çitin yüzeyinde b) çitin kalınlığında.

28. Nemin yapı özellikleri üzerindeki etkisi

1) Nem arttıkça yapının ısı iletkenliği artar.

2) Nem deformasyonları. Nem, termal genleşmeden çok daha kötüdür. Altta biriken nem nedeniyle sıvanın soyulması, daha sonra nem donarak hacminin genişlemesi ve sıvanın yırtılması. Neme dayanıklı olmayan malzemeler nemlendiğinde deforme olur. Örneğin, nem arttığında alçı kaymaya başlar, kontrplak şişmeye ve tabakalara ayrılmaya başlar.

3) Azaltılmış dayanıklılık - yapının yıllarca sorunsuz çalışması

4) Çiğden kaynaklanan biyolojik hasar (mantar, küf)

5) Estetik görünümün kaybı

Bu nedenle malzeme seçiminde nem koşulları dikkate alınır ve nemi en yüksek olan malzemeler seçilir. Ayrıca aşırı iç mekan nemi hastalıkların ve enfeksiyonların yayılmasına neden olabilir.

Teknik açıdan bakıldığında yapının dayanıklılığında ve dona dayanıklılık özelliklerinde kayıplara yol açmaktadır. Bazı malzemeler yüksek nem kaybetmek mekanik dayanım, Şekli değiştir. Örneğin, nem arttığında alçı kaymaya başlar, kontrplak şişmeye ve tabakalara ayrılmaya başlar. Metalin korozyonu. görünümde bozulma.

29. Su buharı emilimi oluşur. önemli. Sorpsiyon mekanizmaları. Sorpsiyon histerezisi.

İçine çekme- Malzemenin hava ile denge nem durumuna yol açan su buharının emilme süreci. 2 fenomen. 1. Bir çift molekülün bir gözenek yüzeyi ile çarpışması ve bu yüzeye yapışması sonucu oluşan absorpsiyon (adsorpsiyon)2. Nemin vücut hacminde doğrudan çözünmesi (emilim). Nem, bağıl elastikiyetin artması ve sıcaklığın azalmasıyla artar. “Desorpsiyon”: Islak bir numune desikatörlere (sülfürik asit çözeltisi) konursa nem açığa çıkar.

Sorpsiyon mekanizmaları:

1.Adsorpsiyon

2.Kılcal yoğunlaşma

3. Mikro gözeneklerin hacim dolumu

4. Katmanlar arası boşluğun doldurulması

1. Aşama. Adsorpsiyon, bir gözeneğin yüzeyinin bir veya daha fazla su molekülü katmanı (mezoporlarda ve makroporlarda) ile kaplandığı bir olgudur.

2. aşama. Polimoleküler adsorpsiyon - çok katmanlı bir adsorbe edilmiş katman oluşturulur.

Sahne 3. Kılcal yoğunlaşma.

NEDEN. İçbükey bir yüzeyin üzerindeki doymuş buhar basıncı yukarıdakinden daha azdır düz yüzey sıvılar. Küçük yarıçaplı kılcal damarlarda nem içbükey mini kayaklar oluşturur, böylece kılcal yoğunlaşma mümkün olur. D>2*10 -5 cm ise kılcal yoğuşma olmayacaktır.

Desorpsiyon – malzemenin doğal kuruması süreci.

Emilimin histerezisi (“fark”) malzeme nemlendirildiğinde elde edilen sorpsiyon izotermi ile kurutulmuş malzemeden elde edilen desorpsiyon izotermi arasındaki farkta yatmaktadır. sorpsiyon izotermini nemlendirirken, sorpsiyon sırasında ağırlık nemi ile desorpsiyonun ağırlık nem içeriği (desorpsiyon %4,3, sorpsiyon %2,1, histerezis %2,2) arasındaki % farkı gösterir. Desorpsiyonu kuruturken.

30. Yapı inşaat malzemelerinde nem transfer mekanizmaları. Buhar geçirgenliği, suyun kılcal emilmesi.

1.B kış zamanı sıcaklık farklılıkları ve farklı kısmi basınçlar nedeniyle çitin içinden (iç yüzeyden dışarıya doğru) bir su buharı akışı geçer - su buharı difüzyonu. Yaz aylarında ise durum tam tersi.

2. Su buharının konvektif taşınması(hava akışıyla)

3. Kılcal su transferi(süzülme) gözenekli malzemelerden.

4. Yerçekimi suyu çatlaklardan sızıyor, delikler, makro gözenekler.

Buhar geçirgenliği – onlardan yapılan bir malzemenin veya yapının su buharının içinden geçmesine izin verme yeteneği.

Gözenek geçirgenlik katsayısı- Fizik. birim alanlı, birim basınç düşümlü, birim plaka kalınlığında, birim zamanda plakanın yanlarında kısmi basınç farkı olan plakadan geçen buhar miktarına sayısal olarak eşit bir değer e 1 Pa .. Bir düşüşle. Sıcaklıklar mu azalır, nem arttıkça mu artar.

Buhar geçirgenlik direnci: R=kalınlık/mu

Mu - buhar geçirgenlik katsayısı (SNIP 2379 ısı mühendisliğine göre belirlenmiştir)

Suyun yapı malzemeleri tarafından kılcal emilimi – sıvı nemin gözenekli malzemeler aracılığıyla yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana sürekli olarak aktarılmasını sağlar.

Kılcal damarlar ne kadar ince olursa, kılcal emme kuvveti de o kadar büyük olur, ancak genel olarak aktarım hızı azalır.

Kılcal transfer, uygun bir bariyer (küçük hava boşluğu veya kılcal aktif olmayan katman (gözeneksiz)) kurularak azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir.

31. Fick yasası. Buhar geçirgenlik katsayısı

P(buhar miktarı, g) = (ev-en)F*z*(mu/kalınlık),

sen– katsayı buhar geçirgenliği (SNIP 2379 ısıtma mühendisliğine göre belirlenmiştir)

Fizik. birim alanlı, birim basınç düşümlü, birim plaka kalınlığında, birim zamanda plakanın yanlarında kısmi basınç farkı olan plakadan geçen buhar miktarına sayısal olarak eşit bir değer e 1 Pa [mg/(m 2 *Pa)] En küçük mu 0,00018 çatı kaplama malzemesine sahiptir, en büyük min.pamuk yünü = 0,065 g/m*h*mm.Hg., pencere camı ve metaller buhar geçirmezdir, hava en yüksek buhar geçirgenliğine sahiptir. Azalırken Sıcaklıklar mu azalır, nem arttıkça mu artar. Malzemenin fiziksel özelliklerine bağlıdır ve içinden yayılan su buharını iletme yeteneğini yansıtır. Anizotropik malzemeler farklı mu değerlerine sahiptir (ahşap için damar boyunca = 0,32, enine = 0,6).

Sıralı katman düzenlemesi ile çitin buhar nüfuzuna karşı eşdeğer direnç. Fick'in yasası.

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


32 Su buharının kısmi basıncının yapının kalınlığı boyunca dağılımının hesaplanması.

Katmanlar, malzemeler

(SP tablosundaki öğe)

Isıl direnç

R Ben =  Ben/l Ben, m 2 ×°С/W

Termal atalet

D Ben = R Ben S Ben

Buhar geçirgenliğine karşı direnç

R başkan yardımcısı, ben =  Ben/M Ben, m 2 ×hPa/mg

İç sınır katmanı

Çimento-kumdan yapılmış iç sıva. çözüm (227)

Betonarme(255)

Mineral yün levhalar (50)

Hava boşluğu

Dış ekran – porselen taş eşya

Dış sınır katmanı

Toplam ()

* – elek dikişlerinin buhar geçirgenliği dikkate alınmadan

    Kapalı bir hava boşluğunun ısıl direnci Tablo 7 SP'ye göre alınır.

    Yapının termal teknik heterojenlik katsayısını kabul ediyoruz R= 0,85 ise R talep /R= 3,19/0,85 = 3,75 m 2 ×°C/W ve gerekli yalıtım kalınlığı

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

    Yalıtım kalınlığını  3 = 0,15 m = 150 mm (30 mm'nin katları) alıp tabloya ekliyoruz. 4.2.

Sonuçlar:

    Isı transfer direnci açısından tasarım standartlara uygundur, çünkü ısı transfer direnci azaltılmıştır. R 0 R gerekli değerin üstünde R talep :

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

4.6. Havalandırılan hava katmanının termal ve nem koşullarının belirlenmesi

    Hesaplama kış koşulları için yapılır.

Katmandaki hareket hızı ve hava sıcaklığının belirlenmesi

    Katman ne kadar uzun (daha yüksek) olursa, hava hareketinin hızı ve tüketimi o kadar büyük olur ve sonuç olarak nemin uzaklaştırılmasının verimliliği de o kadar artar. Öte yandan, katman ne kadar uzun (daha yüksek) olursa, yalıtımda ve ekranda kabul edilemez nem birikmesi olasılığı da o kadar artar.

    Giriş ve çıkış havalandırma delikleri arasındaki mesafe (ara katmanın yüksekliği) eşit alınır N= 12 m.

    Katmandaki ortalama hava sıcaklığı T 0 geçici olarak kabul edilir

T 0 = 0,8T dış = 0,8(-9,75) = -7,8°C.

    Besleme ve egzoz açıklıkları binanın bir tarafında bulunduğunda ara katmandaki hava hareketinin hızı:

burada  katmanın girişinde, dönüşlerinde ve çıkışında hava akışına karşı yerel aerodinamik direncin toplamıdır; cephe sisteminin tasarım çözümüne bağlı olarak= 3…7; = 6'yı kabul ediyoruz.

    Nominal genişliğe sahip ara katmanın kesit alanı B= 1 m ve kabul edilen kalınlık (Tablo 4.1'de) = 0,05 m: F=B= 0,05 m2.

    Eşdeğer hava boşluğu çapı:

    Hava katmanının yüzeyinin ısı transfer katsayısı a 0, madde 9.1.2 SP'ye göre ön kabul olarak kabul edilir: a 0 = 10,8 W/(m 2 ×°C).

(m 2 ×°C)/W,

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

(m 2 ×°C)/W,

k dahili = 1/ R 0, dış = 1/0,14 = 7,470 W/(m 2 ×°C).

    Oranlar

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

0,351 + 7,198 = 7,470 W/(m2 ×°C).

Nerede İleözısı hava, İle= 1000 J/(kg×°C).

    Katmandaki ortalama hava sıcaklığı, daha önce kabul edilenden %5'ten fazla farklılık gösteriyor, bu nedenle tasarım parametrelerini açıklığa kavuşturuyoruz.

    Ara katmandaki hava hareketinin hızı:

    Katmandaki hava yoğunluğu

    Katmandan geçen hava miktarı (akış):

    Hava katmanının yüzeyinin ısı transfer katsayısını açıklığa kavuşturuyoruz:

W/(m 2 ×°C).

    Duvarın iç kısmının ısı transfer direnci ve ısı transfer katsayısı:

(m 2 ×°C)/W,

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

    Duvarın dış kısmının ısı transfer direnci ve ısı transfer katsayısı:

(m 2 ×°C)/W,

k dahili = 1/ R 0.ext = 1/0.36 = 2,777 W/(m 2 ×°C).

    Oranlar

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

0,259 + 2,777 = 3,036 W/(m2 ×°C).

    Katmandaki ortalama hava sıcaklığını açıklığa kavuşturuyoruz:

    Komşu iterasyonlardaki değerler %5'ten fazla farklılık gösterene kadar katmandaki ortalama hava sıcaklığını birkaç kez daha netleştiriyoruz (Tablo 4.6).

Makalede, ısı yalıtımı ile binanın duvarı arasında kapalı hava boşluğu bulunan bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı tartışılmaktadır. Hava katmanında nem yoğunlaşmasını önlemek için ısı yalıtımında buhar geçirgen uçların kullanılması önerilmektedir. Isı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak eklerin alanının hesaplanması için bir yöntem verilmiştir.

Bu makalede, ısı yalıtımı ile binanın dış duvarı arasında ölü hava boşluğu bulunan ısı yalıtım sistemi açıklanmaktadır. Hava boşluğunda nem yoğuşmasını önlemek amacıyla ısı yalıtımında kullanılmak üzere su buharı geçirgen ara parçalar önerilmektedir. Eklerin alanının hesaplanmasına yönelik yöntem, ısı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak sunulmuştur.

GİRİİŞ

Hava boşluğu birçok bina kabuğunun bir unsurudur. Çalışma, kapalı ve havalandırılmış hava katmanları ile kapalı yapıların özelliklerini araştırdı. Aynı zamanda, birçok durumda uygulama özellikleri, belirli kullanım koşullarında bina ısıtma mühendisliği sorunlarının çözülmesini gerektirir.

Havalandırılmış hava katmanına sahip bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı bilinmektedir ve inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemin hafif sıva sistemlerine göre en büyük avantajı bina yalıtımı üzerinde çalışma yapabilmesidir. bütün sene boyunca. Yalıtım sabitleme sistemi ilk olarak bina kabuğuna takılır. Yalıtım bu sisteme eklenmiştir. Yalıtımın dış koruması, yalıtım ile dış çit arasında bir hava boşluğu oluşacak şekilde ondan belirli bir mesafeye monte edilir. Yalıtım sisteminin tasarımı, fazla nemi gidermek için hava boşluğunun havalandırılmasına olanak tanır, bu da yalıtımdaki nem miktarını azaltır. Bu sistemin dezavantajları, karmaşıklığı ve yalıtım malzemelerinin kullanımının yanı sıra, hareketli hava için gerekli açıklığı sağlayan dış cephe kaplama sistemlerinin kullanılması ihtiyacını içerir.

Hava boşluğunun doğrudan binanın duvarına bitişik olduğu bir havalandırma sistemi bilinmektedir. Isı yalıtımı üç katmanlı paneller şeklinde yapılır: iç katman ısı yalıtım malzemesi, dış katmanlar alüminyum ve alüminyum folyodur. Bu tasarım, yalıtımı hem atmosferik nemin hem de binadaki nemin nüfuz etmesine karşı korur. Bu nedenle hiçbir çalışma koşulunda özellikleri bozulmaz, bu da geleneksel sistemlere göre %20'ye varan yalıtım tasarrufu sağlar. Bu sistemlerin dezavantajı, binanın binalarından çıkan nemi uzaklaştırmak için katmanın havalandırılması ihtiyacıdır. Bu azalmaya yol açar ısı yalıtım özellikleri sistemler. Ayrıca sistemin alt kısmındaki açıklıklardan katmana giren soğuk havanın sabit bir sıcaklığa ısınması biraz zaman aldığından binaların alt katlarından ısı kayıpları artar.

KAPALI HAVA KATMANLI YALITIM SİSTEMİ

Kapalı hava boşluğuna benzer bir ısı yalıtım sistemi mümkündür. Ara katmandaki hava hareketinin yalnızca nemi gidermek için gerekli olduğuna dikkat edilmelidir. Nemin uzaklaştırılması problemini başka bir şekilde havalandırma olmadan çözersek yukarıda saydığımız dezavantajların olmadığı kapalı hava boşluğuna sahip bir ısı yalıtım sistemi elde etmiş oluruz.

Sorunun çözümü için ısı yalıtım sisteminin Şekil 2'de gösterilen forma sahip olması gerekmektedir. 1. Binanın ısı yalıtımı, ısı yalıtım malzemesinden yapılmış buhar geçirgen ek parçalarla yapılmalıdır, örneğin, mineral yün. Isı yalıtım sistemi, ara katmandan buhar çıkarılacak ve içindeki nem, ara katmandaki çiğlenme noktasının altında olacak şekilde düzenlenmelidir.

1 – duvar inşa etmek; 2 – sabitleme elemanları; 3 – ısı yalıtım panelleri; 4 – buhar ve ısı yalıtım ekleri

Pirinç. 1. Buhar geçirgen ara parçalarla ısı yalıtımı

Ara katmandaki doymuş buhar basıncı için aşağıdaki ifadeyi yazabiliriz:

Ara katmandaki havanın termal direncini ihmal ederek, formülü kullanarak ara katman içindeki ortalama sıcaklığı belirleriz.

(2)

Nerede Teneke, T dışarı– sırasıyla binanın içindeki ve dışarıdaki havanın sıcaklığı, o C;

R 1 , R 2 – sırasıyla duvarın ısı transfer direnci ve ısı yalıtımı, m 2 × o C/W.

Buharın bir odadan binanın duvarına doğru geçişi için aşağıdaki denklemi yazabiliriz:

(3)

Nerede Toplu iğne, P– odadaki ve ara katmandaki kısmi buhar basıncı, Pa;

S 1 – binanın dış duvarının alanı, m2;

k pp1 – duvarın buhar geçirgenlik katsayısı, şuna eşittir:

Burada R s.1 = m1 / ben 1 ;

m 1 – duvar malzemesinin buhar geçirgenlik katsayısı, mg/(m×h×Pa);

ben 1 – duvar kalınlığı, m.

Bir binanın ısı yalıtımındaki buhar geçirgen parçalar yoluyla hava boşluğundan buharın geçişi için denklemi yazabiliriz:

(5)

Nerede Çıkış– dış havadaki kısmi buhar basıncı, Pa;

S 2 - binanın ısı yalıtımında buhar geçirgen ısı yalıtım eklerinin alanı, m2;

k pp2 - eklerin buhar geçirgenlik katsayısı, şuna eşittir:

Burada R pp2 = m2 / ben 2 ;

m2 – buhar geçirgen parçanın malzemesinin buhar geçirgenlik katsayısı, mg/(m×h×Pa);

ben 2 – kesici uç kalınlığı, m.

Denklem (3) ve (5)'in sağ taraflarını eşitleyerek ve ara katmandaki buhar dengesi için elde edilen denklemi aşağıdakilere göre çözerek: P ara katmandaki buhar basıncının değerini şu şekilde elde ederiz:

(7)

burada e = S 2 /S 1 .

Hava katmanında nem yoğunlaşmasının olmaması koşulunu eşitsizlik şeklinde yazdıktan sonra:

ve çözdükten sonra, buhar geçirgen uçların toplam alanının duvar alanına oranının gerekli değerini elde ederiz:

Tablo 1, kapalı yapılara yönelik bazı seçenekler için elde edilen verileri göstermektedir. Hesaplamalar, buhar geçirgen ek parçanın ısıl iletkenlik katsayısının, sistemdeki ana ısı yalıtımının ısıl iletkenlik katsayısına eşit olduğunu varsaymıştır.

Tablo 1. Çeşitli duvar seçenekleri için ε değeri

Duvar malzemesi

ben 1m

l 1, W/(m× o C)

m 1, mg/(m×h ×Pa)

ben 2, m

l 2, W/(m× o C)

m 2, mg/(m×h ×Pa)

Sıcaklık, yaklaşık C

Basınç, Pa

P biz

Gaz silikat tuğlası

Seramik tuğla

Tablo 1'de verilen örnekler, ısı yalıtımı ile bina duvarı arasında kapalı hava boşluğu olacak şekilde ısı yalıtımı tasarlamanın mümkün olduğunu göstermektedir. Bazı duvar yapıları için, Tablo 1'deki ilk örnekte olduğu gibi, buhar geçirgen ekler olmadan da yapabilirsiniz. Diğer durumlarda, buhar geçirgen eklerin alanı, yalıtımlı duvarın alanıyla karşılaştırıldığında önemsiz olabilir.

ISI ÖZELLİKLERİ KONTROLLÜ ISI YALITIM SİSTEMİ

Isı yalıtım sistemlerinin tasarımı son elli yılda önemli bir gelişme göstermiştir ve bugün tasarımcıların emrindedir. büyük seçim malzemeler ve yapılar: saman kullanımından vakumlu ısı yalıtımına kadar. Özellikleri, binaların enerji tedarik sistemine dahil edilmesini mümkün kılan aktif ısı yalıtım sistemlerinin kullanılması da mümkündür. Bu durumda ısı yalıtım sisteminin özellikleri de şartlara bağlı olarak değişebilmektedir. çevre ne olursa olsun binadan sabit seviyede ısı kaybının sağlanması dışarı sıcaklığı.

Sabit bir ısı kaybı düzeyi ayarlarsanız Q bina kabuğu aracılığıyla azaltılmış ısı transfer direncinin gerekli değeri formülle belirlenecektir.

(10)

Şeffaf bir dış katmana veya havalandırılmış bir hava katmanına sahip bir ısı yalıtım sistemi bu özelliklere sahip olabilir. İlk durumda güneş enerjisinden yararlanılır, ikincisinde ise toprak ısı eşanjörü ile birlikte toprağın ısı enerjisi de kullanılabilir.

Şeffaf ısı yalıtımlı bir sistemde güneş alçak konumdayken ışınları duvara neredeyse kayıpsız geçerek onu ısıtır ve böylece odadan ısı kaybı azalır. İÇİNDE yaz saati Güneş ufkun üzerinde yüksekte olduğunda, güneş ışınlarının neredeyse tamamı binanın duvarından yansıtılarak binanın aşırı ısınması önlenir. Ters ısı akışını azaltmak için ısı yalıtım katmanı, güneş ışığını tuzağa düşüren petek yapısı şeklinde yapılır. Böyle bir sistemin dezavantajı, enerjinin binanın cepheleri boyunca yeniden dağıtılmasının imkansızlığı ve birikme etkisinin olmamasıdır. Ayrıca bu sistemin verimliliği doğrudan güneş aktivitesinin seviyesine bağlıdır.

Yazarlara göre ideal bir ısı yalıtım sisteminin bir dereceye kadar canlı bir organizmaya benzemesi ve özelliklerinin çevre koşullarına bağlı olarak geniş bir yelpazede değişmesi gerekmektedir. Dış hava sıcaklığı düştüğünde ısı yalıtım sisteminin binadan ısı kaybını azaltması gerekir; dış hava sıcaklığı arttığında ise ısıl direnci düşebilir. Yaz aylarında giriş Güneş enerjisi Bina aynı zamanda dış koşullara da bağlı olmalıdır.

Önerilen ısı yalıtım sistemi birçok açıdan yukarıda formüle edilen özelliklere sahiptir. İncirde. Şekil 2a, Şekil 2'de önerilen ısı yalıtım sistemine sahip bir duvarın diyagramını göstermektedir. Şekil 2b - hava boşluğu olmayan ve hava boşluğu bulunan ısı yalıtım katmanındaki sıcaklık grafiği.

Isı yalıtım katmanı havalandırılmış bir hava katmanından yapılmıştır. Hava, grafikte karşılık gelen noktadan daha yüksek bir sıcaklıkla içinden geçtiğinde, duvardan ara katmana kadar ısı yalıtım katmanındaki sıcaklık gradyanının büyüklüğü, ara katman olmadan ısı yalıtımına kıyasla azalır, bu da ısı kaybını azaltır. duvarın içinden inşa etmek. Binanın ısı kaybındaki azalmanın, ara katmandaki hava akışının verdiği ısı ile telafi edileceği akılda tutulmalıdır. Yani ara katmanın çıkışındaki hava sıcaklığı giriştekinden daha düşük olacaktır.

Pirinç. 2. Isı yalıtım sisteminin şeması (a) ve sıcaklık grafiği (b)

Hava boşluğu olan bir duvardan ısı kaybının hesaplanması probleminin fiziksel modeli Şekil 1'de sunulmaktadır. 3. Bu modelin ısı dengesi denklemi aşağıdaki gibidir:

Pirinç. 3. Bina kabuğundaki ısı kaybının hesaplama şeması

Isı akışları hesaplanırken ısı transferinin iletken, konvektif ve radyasyon mekanizmaları dikkate alınır:

Nerede Q 1 – odadan kapalı yapının iç yüzeyine ısı akışı, W/m2;

Q 2 – ana duvardan ısı akışı, W/m2;

Q 3 – hava boşluğundan geçen ısı akışı, W/m2;

Q 4 – ara katmanın arkasındaki ısı yalıtım katmanından geçen ısı akışı, W/m2;

Q 5 – kapalı yapının dış yüzeyinden atmosfere ısı akışı, W/m2;

T 1 , T 2, – duvar yüzeyindeki sıcaklık, o C;

T 3 , T 4 – ara katmanın yüzeyindeki sıcaklık, o C;

Tk, Ta– sırasıyla oda ve dış hava sıcaklığı, o C;

s – Stefan-Boltzmann sabiti;

l 1, l 2 – sırasıyla ana duvarın ve ısı yalıtımının ısı iletkenlik katsayısı, W/(m× o C);

e 1 , e 2 , e 12 - sırasıyla duvarın iç yüzeyinin emisyon derecesi, ısı yalıtım katmanının dış yüzeyi ve hava boşluğunun yüzeylerinin azaltılmış emisyon derecesi;

a in, an n, a 0 - sırasıyla duvarın iç yüzeyinde, ısı yalıtımının dış yüzeyinde ve hava boşluğunu sınırlayan yüzeylerde ısı transfer katsayısı, W/(m 2 × o C).

Formül (14) katmandaki havanın hareketsiz olduğu durum için yazılmıştır. Havanın ara katmanda u hızıyla ve sıcaklıkla hareket etmesi durumunda T onun yerine sen QŞekil 3'te iki akış dikkate alınmıştır: üflenen havadan duvara:

ve üflenen havadan ekrana:

Daha sonra denklem sistemi iki sisteme ayrılır:

Isı transfer katsayısı Nusselt sayısıyla ifade edilir:

Nerede L– karakteristik boyut.

Duruma göre Nusselt sayısını hesaplamak için formüller alındı. Kapalı yapıların iç ve dış yüzeylerindeki ısı transfer katsayısını hesaplarken, aşağıdaki formüller kullanılır:

Ra= Pr×Gr – Rayleigh kriteri;

gr = G×b ×D T× L 3 /n 2 – Grashof sayısı.

Grashof sayısı belirlenirken karakteristik sıcaklık farkı olarak duvar sıcaklığı ile ortam hava sıcaklığı arasındaki fark seçilmiştir. Karakteristik boyutlar şu şekilde alınmıştır: duvarın yüksekliği ve katmanın kalınlığı.

Kapalı bir hava boşluğu içindeki ısı transfer katsayısı a 0 hesaplanırken aşağıdaki formül kullanılır:

(22)

Katmanın içindeki hava hareket ederse Nusselt sayısını hesaplamak için daha basit bir formül kullanıldı:

(23)

burada Re = v×d/n – Reynolds sayısı;

d – hava boşluğunun kalınlığı.

Prandtl sayısı Pr, kinematik viskozite n ve havanın ısıl iletkenlik katsayısı l'nin sıcaklığa bağlı değerleri, tablodaki değerlerin doğrusal enterpolasyonu ile hesaplandı. Denklem (11) veya (19) sistemleri sıcaklıklara göre yinelemeli iyileştirme yoluyla sayısal olarak çözüldü T 1 , T 2 , T 3 , T 4. Sayısal modelleme için, ısı iletkenlik katsayısı 0,04 W/(m 2 × o C) olan, polistiren köpüğe benzer ısı yalıtımı esaslı bir ısı yalıtım sistemi seçilmiştir. Ara katmanın girişindeki hava sıcaklığının 8 o C olduğu, ısı yalıtım katmanının toplam kalınlığının 20 cm olduğu, ara katmanın kalınlığının 20 cm olduğu varsayılmıştır. D– 1cm.

İncirde. Şekil 4, kapalı bir ısı yalıtım katmanı ve havalandırılmış bir hava katmanı varlığında geleneksel bir ısı yalıtıcısının yalıtım katmanı boyunca spesifik ısı kaybının grafiklerini göstermektedir. Kapalı bir hava boşluğu neredeyse ısı yalıtım özelliklerini iyileştirmez. Dikkate alınan durum için, hareketli hava akışına sahip bir ısı yalıtım katmanının varlığı, eksi 20 o C dış hava sıcaklığında duvardan ısı kaybını yarıdan fazla azaltır. Bu tür bir ısı yalıtımının ısı transfer direncinin eşdeğer değeri, bu sıcaklık 10,5 m 2 × o C/W'dir ve bu, 40,0 cm'den fazla kalınlığa sahip genleşmiş polistiren tabakasına karşılık gelir.

D D= Durgun havada 4 cm; sıra 3 – hava hızı 0,5 m/s

Pirinç. 4. Spesifik ısı kaybı grafikleri

Dış sıcaklık düştükçe yalıtım sisteminin etkinliği artar. 4 o C dış hava sıcaklığında her iki sistemin verimliliği aynıdır. Sıcaklığın daha da artması, binadan ısı kaybı seviyesinin artmasına neden olacağından sistemin kullanımını kullanışsız hale getirir.

İncirde. Şekil 5, duvarın dış yüzeyinin sıcaklığının dış hava sıcaklığına bağımlılığını göstermektedir. Şek. Şekil 5'te, bir hava boşluğunun varlığı, geleneksel ısı yalıtımına kıyasla negatif dış hava sıcaklıklarında duvarın dış yüzeyinin sıcaklığını artırır. Bu, hareketli havanın ısısını hem iç hem de dış ısı yalıtımı katmanlarına vermesiyle açıklanmaktadır. Yüksek dış hava sıcaklıklarında, bu tür bir ısı yalıtım sistemi bir soğutma katmanının rolünü oynar (bkz. Şekil 5).

Sıra 1 – geleneksel ısı yalıtımı, D= 20 cm; 2. sıra – ısı yalıtımında 1 cm genişliğinde hava boşluğu vardır, D= 4 cm, hava hızı 0,5 m/s

Pirinç. 5. Duvarın dış yüzeyinin sıcaklığa bağımlılığıdış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 6, ara katmanın çıkışındaki sıcaklığın dış hava sıcaklığına bağımlılığını göstermektedir. Katmandaki hava soğuyarak enerjisini çevredeki yüzeylere verir.

Pirinç. 6. Ara katmanın çıkışındaki sıcaklığa bağımlılıkdış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 7, minimum dış sıcaklıkta ısı kaybının dış ısı yalıtımı katmanının kalınlığına bağımlılığını göstermektedir. Şek. 7, minimum ısı kaybı gözlenir D= 4cm.

Pirinç. 7. Isı kaybının dış ısı yalıtımı katmanının kalınlığına bağlılığı minimum dış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 8, eksi 20 o C'lik bir dış sıcaklıktaki ısı kaybının, farklı kalınlıktaki bir katmandaki hava hızına bağımlılığını göstermektedir. Hava hızının 0,5 m/s'nin üzerine çıkarılması ısı yalıtımının özelliklerini önemli ölçüde etkilemez.

1. satır – D= 16 cm; 2. satır – D= 18 cm; 3. satır – D= 20cm

Pirinç. 8. Isı kaybının hava hızına bağımlılığıfarklı hava boşluğu kalınlıklarına sahip

Havalandırılmış bir hava katmanının, geleneksel ısı yalıtımı için mümkün olmayan hava hızını 0 ila 0,5 m/s aralığında değiştirerek duvar yüzeyinden ısı kaybı seviyesini etkili bir şekilde kontrol etmenize olanak sağladığına dikkat edilmelidir. İncirde. Şekil 9, duvardan sabit düzeyde ısı kaybı için hava hızının dış sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir. Binaların termal korumasına yönelik bu yaklaşım, enerji yoğunluğunun azaltılmasına olanak tanır havalandırma sistemi dış sıcaklık arttıkça.

Pirinç. 9. Hava hızının dış sıcaklığa bağımlılığı Sabit düzeyde ısı kaybı için

Makalede ele alınan ısı yalıtım sistemi oluşturulurken asıl konu, pompalanan havanın sıcaklığını artıracak enerjinin kaynağıdır. Böyle bir kaynak olarak toprak ısı değiştirici kullanılarak ısının binanın altındaki topraktan alınması önerilmiştir. Toprak enerjisinin daha verimli kullanılması için hava boşluğundaki havalandırma sisteminin atmosferik hava emilmeden kapatılması gerektiği varsayılmıştır. Kışın sisteme giren havanın sıcaklığı zemin sıcaklığından düşük olduğundan burada nem yoğuşması sorunu yaşanmaz.

Yazarlar böyle bir sistemin en etkili kullanımını iki enerji kaynağının (güneş enerjisi ve toprak ısısı) kombinasyonunda görüyorlar. Daha önce bahsedilen şeffaf bir ısı yalıtım katmanına sahip sistemlere dönersek, bu sistemlerin yazarlarının bir şekilde termal diyot fikrini bir şekilde uygulama, yani problemini çözme arzusu ortaya çıkıyor. güneş enerjisinin bir binanın duvarına aktarılmasını yönlendirirken, ısı enerjisi akışının ters yönde hareketini engelleyecek önlemler alır.

Dış emici katman boyanabilir koyu renk metal tabak. İkinci emici katman ise binanın ısı yalıtımında bir hava boşluğu olabilir. Katmanda hareket eden hava, yer ısı eşanjöründen geçerek güneşli hava toprağı ısıtır, güneş enerjisini biriktirir ve onu binanın cepheleri boyunca yeniden dağıtır. Dış katmandan iç katmana ısı, faz geçişleri ile ısı boruları üzerine yapılan termal diyotlar kullanılarak aktarılabilmektedir.

Dolayısıyla kontrollü termofiziksel özelliklere sahip önerilen ısı yalıtım sistemi, üç özelliğe sahip bir ısı yalıtım katmanına sahip bir tasarıma dayanmaktadır:

– bina kabuğuna paralel havalandırılmış bir hava boşluğu;

– katmanın içindeki havanın enerji kaynağı;

– dış hava koşullarına ve iç hava sıcaklığına bağlı olarak ara katmandaki hava akış parametrelerini kontrol etmeye yönelik bir sistem.

Biri olası seçenekler tasarımlar - şeffaf bir ısı yalıtım sisteminin kullanılması. Bu durumda ısı yalıtım sisteminin, Şekil 2'de gösterildiği gibi binanın duvarına bitişik ve binanın tüm duvarları ile iletişim halinde olan başka bir hava katmanı ile desteklenmesi gerekir. 10.

Şekil 2'de gösterilen ısı yalıtım sistemi. 10, iki hava katmanına sahiptir. Bunlardan bir tanesi ısı yalıtımı ile şeffaf çit arasında yer alır ve binanın aşırı ısınmasını engellemeye yarar. Bu amaçla yalıtım panelinin üst ve alt kısmında tabakayı dış hava ile bağlayan hava valfleri bulunmaktadır. Yaz aylarında ve güneş aktivitesinin yüksek olduğu zamanlarda, binanın aşırı ısınma tehlikesi olduğunda damperler açılarak dış hava ile havalandırma sağlanır.

Pirinç. 10. Havalandırılmış hava katmanına sahip şeffaf ısı yalıtım sistemi

İkinci hava boşluğu binanın duvarına bitişiktir ve güneş enerjisinin bina kabuğu içinde taşınmasına hizmet eder. Bu tasarım, binanın tüm yüzeyinin gündüz saatlerinde güneş enerjisini kullanmasına olanak tanıyacak ve ayrıca binanın duvarlarının tüm hacmi pil görevi göreceğinden, güneş enerjisinin etkili bir şekilde birikmesini sağlayacaktır.

Sistemde geleneksel ısı yalıtımının kullanılması da mümkündür. Bu durumda, bir toprak ısı değiştirici, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir termal enerji kaynağı olarak görev yapabilir. on bir.

Pirinç. on bir. Yer ısı eşanjörlü ısı yalıtım sistemi

Diğer bir seçenek de bu amaçla bina havalandırma emisyonlarının kullanılmasıdır. Bu durumda ara katmanda nem yoğuşmasını önlemek için, çıkarılan havanın bir ısı değiştiriciden geçirilmesi ve ısı değiştiricide ısıtılan dış havanın ara katmana verilmesi gerekir. Ara katmandan havalandırma için odaya hava akabilir. Hava, yer ısı eşanjöründen geçerken ısınır ve enerjisini kapalı yapıya verir.

Isı yalıtım sisteminin gerekli bir unsuru olmalıdır otomatik sistemözelliklerini kontrol edin. İncirde. Şekil 12, kontrol sisteminin blok diyagramını göstermektedir. Kontrol, çalışma modunun değiştirilmesi veya fanın kapatılması ve hava damperlerinin açılıp kapatılması yoluyla sıcaklık ve nem sensörlerinden gelen bilgilerin analizine dayalı olarak gerçekleşir.

Pirinç. 12. Kontrol sistemi blok şeması

Kontrollü özelliklere sahip bir havalandırma sisteminin çalışma algoritmasının blok diyagramı Şekil 1'de gösterilmektedir. 13.

Açık İlk aşama kontrol sisteminin çalışması (bkz. Şekil 12), dış havanın ve odaların sıcaklığının ölçülen değerlerine göre, kontrol ünitesi, durgun havanın durumu için hava boşluğundaki sıcaklığı hesaplar. Bu değer, Şekil 2'deki gibi bir ısı yalıtım sistemi inşa edilirken güney cephe katmanındaki hava sıcaklığı ile karşılaştırılır. Şekil 10'da veya bir toprak ısı eşanjöründe - Şekil 1'deki gibi bir ısı yalıtım sistemi tasarlanırken. 11. Hesaplanan sıcaklık değeri ölçülen değerden büyük veya ona eşit ise fan kapalı kalır ve mahaldeki hava damperleri kapatılır.

Pirinç. 13. Havalandırma sistemi çalışma algoritmasının blok diyagramı yönetilen özelliklerle

Hesaplanan sıcaklık değeri ölçülen değerden küçükse sirkülasyon fanını çalıştırınız ve damperleri açınız. Bu durumda ısıtılan havanın enerjisi binanın duvar yapılarına aktarılarak ısıtma için termal enerji ihtiyacı azalır. Aynı zamanda ara katmandaki havanın nem değeri de ölçülür. Nem yoğuşma noktasına yaklaştığında, hava boşluğunu dış hava ile bağlayan bir damper açılır ve bu da nemin, boşluğun duvarlarının yüzeyinde yoğunlaşmasını önler.

Böylece önerilen ısı yalıtım sistemi, ısıl özelliklerin fiili olarak kontrol edilmesini mümkün kılmaktadır.

BİNA HAVALANDIRMA EMİSYONLARI KULLANILARAK KONTROLLÜ ISI YALITIMLI BİR ISI YALITIM SİSTEMİ MODELİNİN TEST EDİLMESİ

Deney şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 14. Asansör boşluğunun üst kısmındaki odanın tuğla duvarına ısı yalıtım sisteminin bir modeli monte edilmiştir. Model, 0,03 W/(m 2 ×) ısı iletkenlik katsayısına sahip 3,0 cm kalınlığında poliüretan köpükle doldurulmuş, buhar geçirmez ısı yalıtım plakalarını (bir yüzeyi 1,5 mm kalınlığında alüminyum; ikincisi alüminyum folyo) temsil eden ısı yalıtımından oluşur. veya C). Plakanın ısı transfer direnci – 1,0 m 2 × o C/W, tuğla duvar– 0,6 m 2 × o C/W. Isı yalıtım levhaları ile bina kabuğunun yüzeyi arasında 5 cm kalınlığında hava boşluğu bulunur. sıcaklık koşulları ve ısı akışının kapalı yapı boyunca hareketi, içine sıcaklık ve ısı akışı sensörleri yerleştirildi.

Pirinç. 14. Kontrollü ısı yalıtımına sahip deneysel bir sistemin şeması

Havalandırma egzoz ısı geri kazanım sisteminden güç sağlayan kurulu ısı yalıtım sisteminin bir fotoğrafı Şekil 1'de gösterilmektedir. 15.

Binanın havalandırma emisyonlarından egzoz ısı geri kazanım sisteminden alınan hava ile ara katman içerisinde ilave enerji sağlanır. Devlet Teşekkülüne ait “NIPTIS Enstitüsü” adını taşıyan binanın havalandırma bacasının çıkışından havalandırma emisyonları alınmıştır. Atayev S.S.” reküperatörün ilk girişine beslendi (bkz. Şekil 15a). Hava, reküperatörün ikinci girişine havalandırma katmanından ve reküperatörün ikinci çıkışından tekrar havalandırma katmanına sağlandı. Havalandırma egzoz havası, içindeki nemin yoğunlaşması riski nedeniyle doğrudan hava boşluğuna beslenemez. Bu nedenle, binanın havalandırma emisyonları ilk önce ikinci girişi ara katmandan hava alan bir ısı eşanjörü-geri kazanım cihazından geçti. Reküperatörde ısıtıldı ve bir fan yardımıyla yalıtım panelinin altına monte edilen bir flanş vasıtasıyla havalandırma sisteminin hava boşluğuna verildi. Isı yalıtımının üst kısmında bulunan ikinci flanş sayesinde panelden hava alınmış ve ısı eşanjörünün ikinci girişindeki hareket döngüsü kapatılmıştır. Çalışma sırasında Şekil 1'deki şemaya göre kurulan sıcaklık ve ısı akış sensörlerinden bilgiler kaydedildi. 14.

Fanların çalışma modlarını kontrol etmek ve deneyin parametrelerini yakalayıp kaydetmek için özel bir kontrol ve veri işleme ünitesi kullanıldı.

İncirde. Şekil 16'da sıcaklık değişikliklerinin grafikleri gösterilmektedir: dış hava, iç hava ve iç hava çeşitli parçalar ara katmanlar. Saat 7.00'den 13.00'e kadar sistem sabit çalışma moduna girer. Katmana hava girişindeki sıcaklık (sensör 6) ile ondan çıkıştaki sıcaklık (sensör 5) arasındaki farkın yaklaşık 3 o C olduğu ortaya çıktı, bu da geçen havadan enerji tüketimini gösterir.

A)

B)

Pirinç. 16. Sıcaklık çizelgeleri: a – dış hava ve iç hava;b – katmanın farklı kısımlarındaki hava

İncirde. Şekil 17'de duvar yüzeylerinin sıcaklığının ve ısı yalıtımının zamana bağlılığının yanı sıra binanın kapalı yüzeyindeki sıcaklık ve ısı akışının grafikleri gösterilmektedir. İncirde. Şekil 17b, havalandırma katmanına ısıtılmış hava beslendikten sonra odadan ısı akışındaki azalmayı açıkça göstermektedir.

A)

B)

Pirinç. 17. Zamana karşı grafikler: a – duvar yüzeylerinin sıcaklığı ve ısı yalıtımı;b – binanın kapalı yüzeyinden sıcaklık ve ısı akışı

Yazarlar tarafından elde edilen deneysel sonuçlar, ısı yalıtımının özelliklerinin havalandırılmış bir katmanla kontrol edilme olasılığını doğrulamaktadır.

ÇÖZÜM

1 Enerji verimli binaların önemli bir unsuru da kabuğudur. Bina kabukları yoluyla binaların ısı kayıplarını azaltmanın ana gelişim yönleri, bina kabuğunun binaların iç ortamının parametrelerini şekillendirmede önemli bir rol oynadığı aktif ısı yalıtımı ile ilgilidir. En bariz örnek, hava boşluğu olan bir bina kabuğudur.

2 Yazarlar, ısı yalıtımı ile binanın duvarı arasında kapalı hava boşluğu bulunan bir ısı yalıtım tasarımı önerdiler. Isı yalıtım özelliklerini azaltmadan hava katmanında nem yoğuşmasını önlemek için, ısı yalıtımında buhar geçirgen eklerin kullanılması olasılığı dikkate alınmıştır. Isı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak eklerin alanının hesaplanması için bir yöntem geliştirilmiştir. Bazı duvar yapıları için, Tablo 1'deki ilk örnekte olduğu gibi, buhar geçirgen ekler olmadan da yapabilirsiniz. Diğer durumlarda, buhar geçirgen eklerin alanı, yalıtımlı duvarın alanına göre önemsiz olabilir.

3 Isıl özelliklerin hesaplanmasına yönelik bir metodoloji ve kontrollü ısıl özelliklere sahip bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı geliştirilmiştir. Tasarım, iki kat ısı yalıtımı arasında havalandırmalı hava boşluğu bulunan bir sistem şeklinde yapılmıştır. Hava, geleneksel bir ısı yalıtım sistemine sahip bir duvarın karşılık gelen noktasından daha yüksek bir sıcaklığa sahip bir katman içinde hareket ettiğinde, ısı yalıtım katmanındaki duvardan katmana sıcaklık gradyanının büyüklüğü, katman içermeyen ısı yalıtımına kıyasla azalır. Bu da binanın duvardan ısı kaybını azaltır. Toprak ısı eşanjörü veya güneş enerjisi kullanılarak pompalanan havanın sıcaklığını arttırmak için binanın altındaki toprağın ısısını enerji olarak kullanmak mümkündür. Böyle bir sistemin özelliklerini hesaplamak için yöntemler geliştirilmiştir. Kontrollü bir ısı yalıtım sistemi kullanmanın gerçekliğinin deneysel olarak doğrulanması termal özellikler binalar için.

KAYNAKÇA

1. Bogoslovsky, V. N. İnşaat termal fiziği / V. N. Bogoslovsky. – SPb.: AVOK-KUZEY-BATI, 2006. – 400 s.

2. Binalarda ısı yalıtım sistemleri: TKP.

4. Üç katmanlı cephe panellerine dayalı, havalandırılmış hava katmanlı bir yalıtım sisteminin tasarımı ve montajı: R 1.04.032.07. – Minsk, 2007. – 117 s.

5. Danilevsky, L. N. Bir binadaki ısı kaybı seviyesinin azaltılması konusunda. İnşaatta Belarus-Alman işbirliği deneyimi / L. N. Danilevsky. – Minsk: Strinko, 2000. – S. 76, 77.

6. Alfred Kerschberger "Solares Bauen, daha şeffaf Warmedammung ile." Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

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

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

9. Uyarlanabilir bir yaşam destek sistemi olarak pasif ev: raporların özetleri Stajyer. bilimsel ve teknik konf. "Binaların termal olarak yenilenmesinden - pasif ev. Sorunlar ve çözümler” / L. N. Danilevsky. – Minsk, 1996. – S. 32–34.

10. Düşük ısı kaybı olan binalar için kontrollü özelliklere sahip ısı yalıtımı: toplama. tr. / Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü adını almıştır. Ataeva S.S.”; L. N. Danilevsky. – Minsk, 1998. – S. 13–27.

11. Danilevsky, L. Pasif bir ev için kontrollü özelliklere sahip ısı yalıtım sistemi / L. Danilevsky // Mimarlık ve inşaat. – 1998. – Sayı. 3. – S. 30, 31.

12. Martynenko, O. G. Serbest konvektif ısı transferi. Rehber / O. G. Martynenko, Yu. A. Sokovishin. – Minsk: Bilim ve Teknoloji, 1982. – 400 s.

13. Mikheev, M. A. Isı transferinin temelleri / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. – M.: Enerji, 1977. – 321 s.

14. Dış havalandırmalı bina çitleri: Pat. 010822 Evraz. Patent Ofisi, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L.N. Danilevsky; başvuru sahibi Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü” adını almıştır. Atayeva S.S.” – Sayı 20060978; ifade 05.10.2006; yayın 30/12/2008 // Bülten. Avrasya Patent Ofisi. – 2008. – Sayı 6.

15. Dış havalandırmalı bina çitleri: Pat. 11343 Temsilci. Beyaz Rusya, MPK (2006) E04B1/70, E04B2/28 / L. N. Danilevsky; başvuru sahibi Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü” adını almıştır. Atayeva S.S.” – Sayı 20060978; başvuru 05.10.2006; yayın 30.12.2008 // Afitsyiny bülteni. / Ulusal merkez entelektüel. Ulasnastsi. – 2008.

Dış çitler aracılığıyla ısı ve nem transferi

Bir Binada Isı Transferinin Temelleri

Isı her zaman daha sıcak bir ortamdan daha soğuk bir ortama doğru hareket eder. Sıcaklık farkından dolayı ısının uzayda bir noktadan başka bir noktaya aktarılması işlemine ne ad verilir? ısı transferi ve üç temel ısı transferi türünü içerdiğinden kolektiftir: termal iletkenlik (iletim), konveksiyon ve radyasyon. Böylece, potansiyelısı transferi sıcaklık farkı.

Termal iletkenlik

Termal iletkenlik- katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin sabit parçacıkları arasında bir tür ısı transferi. Dolayısıyla termal iletkenlik, malzeme ortamının birbirleriyle doğrudan temas halinde olan parçacıkları veya yapısal elemanları arasındaki ısı alışverişidir. Isıl iletkenlik incelenirken bir madde katı bir kütle olarak kabul edilir, moleküler yapısı göz ardı edilir. Saf haliyle, termal iletkenlik yalnızca katılarda meydana gelir, çünkü sıvı ve gazlı ortamlarda bir maddenin hareketsizliğini sağlamak neredeyse imkansızdır.

Çoğu inşaat malzemesi gözenekli cisimler. Gözenekler, hareket etme, yani ısıyı konveksiyon yoluyla aktarma yeteneğine sahip hava içerir. Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliğinin konvektif bileşeninin küçüklüğü nedeniyle ihmal edilebileceğine inanılmaktadır. Gözeneğin içinde, duvarlarının yüzeyleri arasında radyant ısı değişimi meydana gelir. Malzemelerin gözeneklerinde radyasyon yoluyla ısı transferi esas olarak gözeneklerin boyutuna göre belirlenir, çünkü gözenek ne kadar büyük olursa duvarları arasındaki sıcaklık farkı da o kadar büyük olur. Isıl iletkenlik göz önüne alındığında, bu sürecin özellikleri maddenin toplam kütlesiyle ilgilidir: iskelet ve gözeneklerin birlikteliği.

Bina kabuğu genellikle düzlem paralel duvarlarısı transferinin tek yönde gerçekleştiği yer. Ayrıca genellikle ne zaman termoteknik hesaplamalar Dış muhafaza yapıları, ısı transferinin şu durumlarda meydana geldiği varsayılmaktadır: sabit termal koşullar yani, sürecin tüm özelliklerinin sabit bir süre ile: ısı akışı, her noktadaki sıcaklık, yapı malzemelerinin termofiziksel özellikleri. Bu nedenle dikkate alınması önemlidir homojen bir malzemede tek boyutlu sabit termal iletkenlik süreci Fourier denklemiyle tanımlanan:

Nerede q T - yüzey ısı akısı yoğunluğu dik bir düzlemden geçerken ısı akışı, W/m2;

λ - malzemenin termal iletkenliği, W/m. veya C;

T- x ekseni boyunca değişen sıcaklık, °C;

İlişki denir sıcaklık gradyanı, S/m hakkında ve belirlenmiş mezun. Sıcaklık gradyanı, ısı emilimi ve ısı akışındaki azalma ile ilişkili olan sıcaklıktaki bir artışa doğru yönlendirilir. Denklemin (2.1) sağ tarafındaki eksi işareti, ısı akışındaki artışın sıcaklıktaki artışla örtüşmediğini göstermektedir.

Isıl iletkenlik λ, bir malzemenin ana ısıl özelliklerinden biridir. Denklem (2.1)'den takip edildiği gibi, bir malzemenin ısıl iletkenliği, bir malzemenin ısı iletkenliğinin bir ölçüsüdür; sayısal olarak sıcaklık gradyanı ile akış yönüne dik 1 m2 alandan geçen ısı akışına eşittir. akış boyunca 1 o C/m'ye eşittir (Şekil 1). Nasıl daha fazla değerλ, böyle bir malzemede ısıl iletkenlik süreci ne kadar yoğun olursa, ısı akışı da o kadar büyük olur. Bu nedenle ısı yalıtım malzemeleri, ısıl iletkenliği 0,3 W/m'den düşük olan malzemeler olarak kabul edilir. Hakkında.

İzotermler; - ------ - ısı akış hatları.

Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliklerindeki değişikliklerle birlikte değişiklikler yoğunluk hemen hemen her şeyin olması nedeniyle ortaya çıkar inşaat malzemesi oluşur iskelet- ana yapı malzemesi ve hava. K.F. Fokin örnek olarak aşağıdaki verileri verir: Kesinlikle yoğun bir maddenin (gözeneksiz) termal iletkenliği, doğasına bağlı olarak, 0,1 W/m o C (plastik için) ila 14 W/m o C (kristal için) arasında bir termal iletkenliğe sahiptir. havanın yaklaşık 0,026 W/m o C'lik bir termal iletkenliği vardır. Malzemenin yoğunluğu ne kadar yüksekse (daha az gözeneklilik), termal iletkenliğinin değeri de o kadar büyük olur. Hafif ısı yalıtım malzemelerinin nispeten düşük yoğunluğa sahip olduğu açıktır.

İskeletin gözenekliliği ve ısıl iletkenliğindeki farklılıklar, aynı yoğunlukta olsa bile malzemelerin ısıl iletkenliğinde farklılıklara yol açar. Örneğin, aynı yoğunluktaki aşağıdaki malzemeler (Tablo 1), ρ 0 =1800 kg/m3, farklı ısıl iletkenlik değerlerine sahiptir:

Tablo 1.

Aynı yoğunluğa sahip malzemelerin ısıl iletkenliği 1800 kg/m3'tür.

Malzemenin yoğunluğu azaldıkça, ısıl iletkenliği l azalır, çünkü malzeme iskeletinin ısıl iletkenliğinin iletken bileşeninin etkisi azalır, ancak radyasyon bileşeninin etkisi artar. Dolayısıyla yoğunluğun belirli bir değerin altına düşmesi ısıl iletkenliğin artmasına neden olur. Yani ısıl iletkenliğin minimum değere sahip olduğu belirli bir yoğunluk değeri vardır. 20 o C'de 1 mm çapındaki gözeneklerde radyasyonla termal iletkenliğin 0,0007 W/ (m°C), 2 mm çapında - 0,0014 W/ (m°C), vb. olduğu tahmin edilmektedir. Böylece radyasyon yoluyla termal iletkenlik önemli hale gelir. ısı yalıtım malzemeleri düşük yoğunluklu ve büyük gözenek boyutlarına sahiptir.

Bir malzemenin ısıl iletkenliği, ısı transferinin gerçekleştiği sıcaklık arttıkça artar. Malzemelerin ısı iletkenliğindeki artış, maddenin iskelet moleküllerinin kinetik enerjisindeki artışla açıklanmaktadır. Malzemenin gözeneklerindeki havanın ısıl iletkenliği ve radyasyon yoluyla bunlara ısı transferinin yoğunluğu da artar. İnşaat uygulamasında termal iletkenliğin sıcaklığa bağımlılığı büyük önem taşıyor 100 o C'ye kadar sıcaklıklarda elde edilen malzemelerin ısıl iletkenlik değerlerini O.E ampirik formülünü kullanarak 0 o C'deki değerlerine yeniden hesaplamaya gerek yoktur. Vlasova:

λö = λt / (1+β .t), (2.2)

burada λ o, malzemenin 0 o C'deki termal iletkenliğidir;

λ t - malzemenin t o C'deki ısıl iletkenliği;

β - sıcaklık katsayısıçeşitli malzemeler için termal iletkenlikteki değişiklikler, 1/ o C, yaklaşık 0,0025 1/ o C'ye eşittir;

t, ısıl iletkenlik katsayısının λ t'ye eşit olduğu malzemenin sıcaklığıdır.

δ kalınlığına sahip düz bir homojen duvar için (Şekil 2), termal iletkenlik yoluyla homojen bir duvardan aktarılan ısı akışı aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

Nerede τ 1 ,τ 2- duvar yüzeylerindeki sıcaklık değerleri, o C.

İfade (2.3)'ten, duvar kalınlığı üzerindeki sıcaklık dağılımının doğrusal olduğu sonucu çıkmaktadır. δ/λ miktarı adlandırılır malzeme katmanının termal direnci ve işaretlendi RT, m 2. veya C/W:

İncir. 2. Düz homojen bir duvarda sıcaklık dağılımı

Bu nedenle ısı akışı q T, W/m2, tek tip düzlem-paralel kalınlıktaki duvar boyunca δ , m, ısı iletkenliği λ, W/m olan bir malzemeden. o C şeklinde yazılabilir

Bir katmanın termal direnci, yüzey yoğunluğu 1 W/m2 olan bir ısı akışı içinden geçtiğinde katmanın karşıt yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşit olan termal iletkenliğe karşı dirençtir.

Isı iletkenliği yoluyla ısı transferi bina kabuğunun malzeme katmanlarında gerçekleşir.

Konveksiyon

Konveksiyon- Madde parçacıklarının hareket etmesiyle ısının aktarılması. Konveksiyon yalnızca sıvı ve gaz halindeki maddelerde ve ayrıca sıvı veya gaz halindeki bir ortam ile bir katının yüzeyi arasında meydana gelir. Bu durumda ısı transferi ısıl iletkenlik yoluyla gerçekleşir. Yüzeye yakın sınır bölgesinde konveksiyon ve ısı iletiminin birleşik etkisine konvektif ısı transferi denir.

Konveksiyon, bina muhafazalarının dış ve iç yüzeylerinde gerçekleşir. Konveksiyon, bir odanın iç yüzeylerinin ısı alışverişinde önemli bir rol oynar. Şu tarihte: Farklı anlamlar yüzeyin ve ona bitişik havanın sıcaklığı, ısının daha düşük bir sıcaklığa doğru aktarılmasını sağlar. Konveksiyonla iletilen ısı akışı, yüzeyi yıkayan sıvı veya gazın hareket moduna, hareketli ortamın sıcaklığına, yoğunluğuna ve viskozitesine, yüzeyin pürüzlülüğüne, yüzeyin sıcaklıkları ile yüzey arasındaki farka bağlıdır. çevreleyen ortam.

Yüzey ile gaz (veya sıvı) arasındaki ısı alışverişi süreci, gaz hareketinin doğasına bağlı olarak farklı şekilde ilerler. Ayırt etmek doğal ve zorlanmış taşınım.İlk durumda, gazın hareketi, yüzey ile gaz arasındaki sıcaklık farkından, ikincisinde ise bu sürecin dışındaki kuvvetlerden (fanların çalışması, rüzgar) dolayı meydana gelir.

Zorlanmış konveksiyon Genel dava Doğal taşınım süreci de buna eşlik edebilir, ancak zorlanmış taşınımın yoğunluğu doğal taşınımın yoğunluğunu gözle görülür şekilde aştığı için, zorlanmış taşınımı dikkate alırken doğal taşınım genellikle ihmal edilir.

Gelecekte, havanın herhangi bir noktasında zaman içinde sabit hız ve sıcaklığı varsayan, yalnızca konvektif ısı transferinin sabit süreçleri dikkate alınacaktır. Ancak oda elemanlarının sıcaklığı oldukça yavaş değiştiği için, sabit koşullar için elde edilen bağımlılıklar sürece genişletilebilir. odanın sabit olmayan termal koşulları dikkate alınan her anda, çitlerin iç yüzeylerindeki konvektif ısı alışverişi sürecinin sabit olduğu kabul edilir. Sabit koşullar için elde edilen bağımlılıklar, örneğin bir devridaimli oda ısıtma cihazı (ısı pompası modunda fan bobini veya split sistem) açıldığında konveksiyonun doğasında doğaldan zorlamalıya ani bir değişiklik olması durumuna da genişletilebilir. odada. Birincisi, yeni hava hareketi modu hızlı bir şekilde kurulur ve ikinci olarak, ısı transfer sürecinin mühendislik değerlendirmesinin gerekli doğruluğu, geçiş durumu sırasında ısı akışı düzeltmesinin olmamasından kaynaklanan olası yanlışlıklardan daha düşüktür.

Isıtma ve havalandırma hesaplamalarının mühendislik uygulaması için, kapalı yapının veya borunun yüzeyi ile hava (veya sıvı) arasındaki konvektif ısı değişimi önemlidir. Pratik hesaplamalarda, konvektif ısı akışını tahmin etmek için Newton denklemleri kullanılır (Şekil 3):

, (2.6)

Nerede q'ya- hareketli bir ortamdan yüzeye veya tersi yönde konveksiyon yoluyla iletilen ısı akışı, W;

t bir- duvar yüzeyini yıkayan havanın sıcaklığı, o C;

τ - duvar yüzeyi sıcaklığı, o C;

α ila- duvar yüzeyindeki konvektif ısı transfer katsayısı, W/m 2. o C.

Şekil 3 Duvar ve hava arasındaki konvektif ısı değişimi

Konveksiyonla ısı transfer katsayısı, a ila- hava sıcaklığı ile vücut yüzey sıcaklığı arasındaki fark 1 o C'ye eşit olan konvektif ısı değişimi yoluyla havadan katı bir cismin yüzeyine aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit fiziksel miktar.

Bu yaklaşımla tüm karmaşıklık fiziksel süreç konvektif ısı transferi, ısı transfer katsayısında bulunur, a ila. Doğal olarak bu katsayının değeri birçok argümanın bir fonksiyonudur. Pratik kullanım için çok yaklaşık değerler kabul edilir a ila.

Denklem (2.5) uygun bir şekilde şu şekilde yeniden yazılabilir:

Nerede R'den - konvektif ısı transferine karşı direnç kapalı yapının yüzeyinde, m 2. o C/W, çit yüzeyindeki sıcaklık farkına ve 1 W/m2 yüzey yoğunluğuna sahip bir ısı akışının geçişi sırasındaki hava sıcaklığına eşittir. yüzeyden havaya veya tam tersi. Rezistans R'den konvektif ısı transfer katsayısının tersidir a ila:

Radyasyon

Radyasyon (radyant ısı transferi), elektromanyetik dalgaların ısıya dönüşmesiyle ısının radyasyonu geçiren bir ortam aracılığıyla yüzeyden yüzeye aktarılmasıdır (Şekil 4).

Şekil 4. İki yüzey arasında radyant ısı değişimi

Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip herhangi bir fiziksel cisim, çevredeki alana elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji yayar. Elektromanyetik radyasyonun özellikleri dalga boyuyla karakterize edilir. Termal olarak algılanan ve dalga boyları 0,76 - 50 mikron aralığında olan radyasyona kızılötesi denir.

Örneğin odaya bakan yüzeyler arasında, dış yüzeyler arasında radyan ısı alışverişi meydana gelir. çeşitli binalar, yerin ve gökyüzünün yüzeyleri. Oda muhafazalarının iç yüzeyleri ile yüzey arasındaki radyant ısı değişimi önemlidir ısıtma cihazı. Tüm bu durumlarda ısı dalgalarını ileten radyant ortam havadır.

Radyant ısı transferi sırasında ısı akışının hesaplanması uygulamasında basitleştirilmiş bir formül kullanılır. Radyasyonla ısı transferinin yoğunluğu q l, W/m2, radyant ısı transferine katılan yüzeylerin sıcaklık farkı ile belirlenir:

, (2.9)

burada τ 1 ve τ 2, radyant ısı alışverişi yapan yüzeylerin sıcaklık değerleridir, o C;

α l - duvar yüzeyindeki radyant ısı transfer katsayısı, W/m 2. o C.

Radyasyon ısı transfer katsayısı, bir ben- Yüzeylerin sıcaklıkları arasındaki fark 1 o C'ye eşit olduğunda, bir yüzeyden diğerine ışınım yoluyla aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit olan fiziksel bir miktar.

Konsepti tanıtalım radyant ısı transferine karşı dirençR l kapalı yapının yüzeyinde, m 2. o C/W, yüzeyden yüzeye 1 W/m2 yüzey yoğunluğuna sahip bir ısı akışı geçtiğinde radyan ısı alışverişi yapan çitlerin yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşittir.

O halde denklem (2.8) şu şekilde yeniden yazılabilir:

Rezistans R benışınımsal ısı transfer katsayısının tersidir bir ben:

Hava katmanının termal direnci

Tekdüzelik sağlamak için ısı transfer direnci kapalı hava boşluklarıçevreleyen yapının katmanları arasında bulunanlara denir ısıl direnç R içeri. p, m 2. veya C/W.

Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava boşluğunda ısı değişimi

Hava boşluğundan geçen ısı akışı q içeri. P, W/m2, ısı iletkenliği ile iletilen akışlardan oluşur (2) q t, W/m2 , konveksiyon (1) q'ya, W/m2 ve radyasyon (3) ql, W/m2.

q içeri. n =q t +q k +q l . (2.12)

Bu durumda radyasyonla iletilen akının payı en büyük olur. Yüzeylerinde sıcaklık farkı 5 o C olan kapalı bir dikey hava katmanını ele alalım. Katmanın kalınlığının 10 mm'den 200 mm'ye artmasıyla radyasyondan kaynaklanan ısı akışının oranı %60'tan artar. %80'e kadar. Bu durumda ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısının payı %38'den %2'ye düşer, konvektif ısı akışının payı ise %2'den %20'ye çıkar.

Bu bileşenlerin doğrudan hesaplanması oldukça zahmetlidir. Bu nedenle düzenleyici belgeler Yirminci yüzyılın 50'li yıllarında K.F. tarafından derlenen kapalı hava katmanlarının termal direncine ilişkin veriler sağlar. Fokin, M.A.'nın deney sonuçlarına dayanmaktadır. Mikheeva. Hava boşluğunun bir veya her iki yüzeyinde, hava boşluğunu çevreleyen yüzeyler arasındaki radyant ısı transferini engelleyen ısıyı yansıtan alüminyum folyo varsa, termal direnç iki katına çıkarılmalıdır. Kapalı hava katmanlarının termal direncini arttırmak için araştırmalardan elde edilen aşağıdaki sonuçların akılda tutulması önerilir:

1) küçük kalınlıktaki katmanlar ısı mühendisliği açısından etkilidir;

2) çitte büyük bir katmandan ziyade birkaç ince katman oluşturmak daha mantıklıdır;

3) kışın radyasyon yoluyla ısı akışını azalttığı için hava boşluklarının çitin dış yüzeyine daha yakın yerleştirilmesi tavsiye edilir;

4) dış duvarlardaki dikey katmanlar, döşemeler arası tavan seviyesinde yatay diyaframlarla bölünmelidir;

5) Radyasyonla iletilen ısı akışını azaltmak için ara katmanın yüzeylerinden biri kaplanabilir aliminyum folyo, yaklaşık ε=0,05'lik bir emisyona sahiptir. Hava boşluğunun her iki yüzeyinin de folyo ile kaplanması, tek yüzeyin kaplanmasına kıyasla pratik olarak ısı transferini azaltmaz.

Kendini kontrol etmeye yönelik sorular

1. Isı transfer potansiyeli nedir?

2. Temel ısı transfer türlerini listeleyiniz.

3. Isı transferi nedir?

4. Isı iletkenliği nedir?

5. Bir malzemenin ısıl iletkenliği nedir?

6. Çok katmanlı bir duvarın iç ve dış yüzeylerinin bilinen sıcaklıklarında ısıl iletkenlik yoluyla iletilen ısı akışının formülünü yazın.

7. Isıl direnç nedir?

8. Konveksiyon nedir?

9. Havadan yüzeye konveksiyonla aktarılan ısı akışının formülünü yazınız.

10. Konvektif ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

11. Radyasyon nedir?

12.Işıma yoluyla bir yüzeyden diğerine aktarılan ısı akışının formülünü yazın.

13. Radyant ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

14. Bina kabuğundaki kapalı hava boşluğunun ısı transfer direncine ne denir?

15. Hava katmanındaki toplam ısı akışı ne tür bir ısı akışından oluşur?

16. Isı akışının hangi doğası hakimdir? ısı akışı hava boşluğundan mı?

17. Hava boşluğunun kalınlığı, içindeki akışların dağılımını nasıl etkiler?

18. Hava boşluğundan ısı akışı nasıl azaltılır?

.
1.3 Tek enerji sistemi olarak bina.
2. Dış çitler aracılığıyla ısı ve nem transferi.
2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri.
2.1.1 Isı iletkenliği.
2.1.2 Konveksiyon.
2.1.3 Radyasyon.
2.1.4 Hava katmanının termal direnci.
2.1.5 İç ve dış yüzeylerdeki ısı transfer katsayıları.
2.1.6 Çok katmanlı bir duvardan ısı transferi.
2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç.
2.1.8 Çit bölümü boyunca sıcaklık dağılımı.
2.2 Kapalı yapıların nem koşulları.
2.2.1 Çitlerde nemin ortaya çıkma nedenleri.
2.2.2 Dış çitlerin ıslanmasının olumsuz sonuçları.
2.2.3 Nem ve yapı malzemeleri arasındaki ilişki.
2.2.4 Nemli hava.
2.2.5 Malzemenin nem içeriği.
2.2.6 Sorpsiyon ve desorpsiyon.
2.2.7 Çitlerin buhar geçirgenliği.
2.3 Dış çitlerin hava geçirgenliği.
2.3.1 Temel hükümler.
2.3.2 Çitlerin dış ve iç yüzeylerindeki basınç farkı.
2.3.3 Yapı malzemelerinin hava geçirgenliği.

2.1.4 Hava katmanının termal direnci.


Tekdüzelik sağlamak için ısı transfer direnci kapalı hava boşluklarıçevreleyen yapının katmanları arasında bulunanlara denir ısıl direnç R v.p, m². ºС/W.
Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava katmanında ısı değişimi.


Hava aralığından geçen ısı akışı q v.p , W/m
² , termal iletkenlik (2) q t, W/m tarafından iletilen akışlardan oluşur² , konveksiyon (1) q к , W/m² ve radyasyon (3) q l , W/m² .


(2.12)

Bu durumda radyasyonla iletilen akının payı en büyük olur. Yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı 5°C olan kapalı, dikey bir hava tabakasını ele alalım. Katmanın kalınlığının 10 mm'den 200 mm'ye artmasıyla radyasyondan kaynaklanan ısı akışının payı %60'tan %80'e çıkar. Bu durumda ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısının payı %38'den %2'ye düşer, konvektif ısı akışının payı ise %2'den %20'ye çıkar.
Bu bileşenlerin doğrudan hesaplanması oldukça zahmetlidir. Bu nedenle düzenleyici belgeler, yirminci yüzyılın 50'li yıllarında K.F. tarafından derlenen kapalı hava katmanlarının termal direncine ilişkin veriler sağlar. Fokin, M.A.'nın deney sonuçlarına dayanmaktadır. Mikheeva. Hava boşluğunun bir veya her iki yüzeyinde, hava boşluğunu çevreleyen yüzeyler arasındaki radyant ısı transferini engelleyen ısıyı yansıtan alüminyum folyo varsa, termal direnç iki katına çıkarılmalıdır. Kapalı hava katmanlarının termal direncini arttırmak için araştırmalardan elde edilen aşağıdaki sonuçların akılda tutulması önerilir:
1) küçük kalınlıktaki katmanlar ısı mühendisliği açısından etkilidir;
2) çitte büyük bir katmandan ziyade birkaç ince katman oluşturmak daha mantıklıdır;
3) kışın radyasyon yoluyla ısı akışını azalttığı için hava boşluklarının çitin dış yüzeyine daha yakın yerleştirilmesi tavsiye edilir;
4) dış duvarlardaki dikey katmanlar, döşemeler arası tavan seviyesinde yatay diyaframlarla bölünmelidir;
5) Radyasyonla iletilen ısı akışını azaltmak için, ara katmanın yüzeylerinden biri, yaklaşık ε = 0,05 emisyona sahip alüminyum folyo ile kaplanabilir. Hava boşluğunun her iki yüzeyinin de folyo ile kaplanması, tek yüzeyin kaplanmasına kıyasla pratik olarak ısı transferini azaltmaz.
Kendini kontrol etmeye yönelik sorular
1. Isı transfer potansiyeli nedir?
2. Temel ısı transfer türlerini listeleyiniz.
3. Isı transferi nedir?
4. Isı iletkenliği nedir?
5. Bir malzemenin ısıl iletkenliği nedir?
6. Çok katmanlı bir duvarda, iç yüzeylerin tв ve dış yüzeylerin tн bilinen sıcaklıklarında ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısı akışının formülünü yazın.
7. Isıl direnç nedir?
8. Konveksiyon nedir?
9. Havadan yüzeye konveksiyonla aktarılan ısı akışının formülünü yazınız.
10. Konvektif ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.
11. Radyasyon nedir?
12.Işıma yoluyla bir yüzeyden diğerine aktarılan ısı akışının formülünü yazın.
13. Radyant ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.
14. Bina kabuğundaki kapalı hava boşluğunun ısı transfer direncine ne denir?
15. Hava katmanındaki toplam ısı akışı ne tür bir ısı akışından oluşur?
16. Hava katmanındaki ısı akışında ısı akışının doğası nedir?
17. Hava boşluğunun kalınlığı, içindeki akışların dağılımını nasıl etkiler?
18. Hava boşluğundan ısı akışı nasıl azaltılır?




 


Okumak:



Bir tavada süzme peynirden cheesecake - kabarık cheesecake için klasik tarifler 500 g süzme peynirden Cheesecake

Bir tavada süzme peynirden cheesecake - kabarık cheesecake için klasik tarifler 500 g süzme peynirden Cheesecake

Malzemeler: (4 porsiyon) 500 gr. süzme peynir 1/2 su bardağı un 1 yumurta 3 yemek kaşığı. l. şeker 50 gr. kuru üzüm (isteğe bağlı) bir tutam tuz kabartma tozu...

Kuru erikli siyah inci salatası Kuru erikli siyah inci salatası

salata

Günlük diyetlerinde çeşitlilik için çabalayan herkese iyi günler. Monoton yemeklerden sıkıldıysanız ve sizi memnun etmek istiyorsanız...

Domates salçası tarifleri ile Lecho

Domates salçası tarifleri ile Lecho

Kışa hazırlanan Bulgar leçosu gibi domates salçalı çok lezzetli leço. Ailemizde 1 torba biberi bu şekilde işliyoruz (ve yiyoruz!). Ve ben kimi...

İntiharla ilgili aforizmalar ve alıntılar

İntiharla ilgili aforizmalar ve alıntılar

İşte intiharla ilgili alıntılar, aforizmalar ve esprili sözler. Bu, gerçek "incilerden" oldukça ilginç ve sıra dışı bir seçki...

besleme resmi RSS