قابلیت عایق حرارتی لایه های هوا. مقاومت حرارتی شکاف های هوای بسته اندازه شکاف هوا

ضریب پایین هدایت حرارتی هوا در منافذ مصالح ساختمانی، به 0.024 W / (m ° C)، منجر به ایده جایگزینی مصالح ساختمانی با هوا در سازه های محصور خارجی، یعنی ایجاد حصارهای خارجی از دو دیوار شد. با فاصله هوایی بین آنها. با این حال، خواص حرارتی چنین دیوارهایی بسیار کم است، زیرا. انتقال گرما توسط لایه های هوا متفاوت از اجسام جامد و شکننده است. برای لایه هوا، چنین تناسبی وجود ندارد. در یک ماده جامد، انتقال گرما تنها از طریق رسانش حرارتی انجام می‌شود؛ در یک شکاف هوا، انتقال حرارت از طریق همرفت و تابش نیز به این امر می‌پیوندد.

شکل یک بخش عمودی از یک شکاف هوا را با ضخامت δ و دما در سطوح مرزی τ 1 و τ 2 نشان می دهد، با τ 1 > τ 2 . با چنین اختلاف دما، یک شار حرارتی از شکاف هوا عبور می کند س

انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی از قانون انتقال حرارت در جسم جامد پیروی می کند. بنابراین می توان نوشت:

Q 1 \u003d (τ 1 - τ 2) λ 1 / δ

که در آن λ 1 هدایت حرارتی هوای ساکن است (در دمای 0 درجه سانتیگراد λ 1 = 0.023 W/(m °C))، W/(m °C)؛ δ - ضخامت بین لایه، m.

همرفت هوا در لایه میانی به دلیل اختلاف دما در سطوح آن رخ می دهد و خاصیت جابجایی طبیعی دارد. ضمناً در سطحی با دمای بالاتر، هوا گرم می شود و در جهت از پایین به بالا حرکت می کند و در سطح سردتر سرد می شود و در جهت از بالا به پایین حرکت می کند. بنابراین، یک گردش هوای ثابت در شکاف هوای عمودی ایجاد می‌شود که با فلش‌هایی در شکل نشان داده شده است. با قیاس با فرمول مقدار گرمای منتقل شده توسط همرفت، می‌توانیم بنویسیم:

Q 2 \u003d (τ 1 - τ 2) λ 2 / δ 2

که در آن λ 2 یک ضریب شرطی است که ضریب انتقال حرارت جابجایی نامیده می شود، W / (m ° C).

برخلاف ضریب هدایت حرارتی معمول، این ضریب یک مقدار ثابت نیست، بلکه به ضخامت لایه، دمای هوا در آن، اختلاف دما در سطوح لایه و محل قرارگیری لایه در حصار بستگی دارد.

برای لایه های عمودی، مقادیر ضرایب بر دمای هوا در محدوده 15+ تا 10- درجه سانتیگراد تأثیر می گذارد که انتقال حرارت از طریق همرفت از 5٪ تجاوز نمی کند و بنابراین می توان از آن صرف نظر کرد.

ضریب انتقال حرارت توسط همرفت با افزایش ضخامت لایه میانی افزایش می یابد. این افزایش با این واقعیت توضیح داده می شود که در لایه های نازک جریان هوا صعودی و نزولی متقابلاً مهار می شود و در لایه های بسیار نازک (کمتر از 5 میلی متر) مقدار λ 2 برابر با صفر می شود. با افزایش ضخامت لایه میانی، برعکس، جریان هوای همرفتی شدیدتر می شود و مقدار λ 2 را افزایش می دهد. . با افزایش اختلاف دما در سطوح بین لایه، مقدار λ 2 به دلیل افزایش شدت جریان های همرفتی در لایه میانی افزایش می یابد.

افزایش مقادیر λ 1 + λ 2 در لایه های افقی با جریان گرما از پایین به بالا با جهت مستقیم جریان های همرفت به صورت عمودی از سطح پایین تر که دمای بالاتری دارد به سطح بالایی توضیح داده می شود. که دمای کمتری دارد. در لایه‌های افقی، با جریان گرما از بالا به پایین، همرفت هوا وجود ندارد، زیرا سطح با دمای بالاتر در بالای سطح با دمای پایین‌تر قرار دارد. در این حالت λ 2 = 0 گرفته می شود.

علاوه بر انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی و همرفت در شکاف هوا، تابش مستقیم بین سطوح نیز وجود دارد که شکاف هوا را محدود می کند. مقدار گرما س 3،منتقل شده در شکاف هوا توسط تابش از سطحی با دمای بالاتر τ 1 به سطحی با دمای کمتر τ 2 را می توان با قیاس با عبارات قبلی به صورت زیر بیان کرد:

Q 2 \u003d (τ 1 - τ 2) α l

که در آن αl ضریب انتقال حرارت توسط تابش، W / (m2 ° C) است.

هیچ عامل δ در این برابری وجود ندارد، زیرا مقدار گرمای منتقل شده توسط تابش در فضاهای هوایی محدود شده توسط صفحات موازی به فاصله بین آنها بستگی ندارد.

ضریب α l با فرمول تعیین می شود. ضریب α l نیز یک مقدار ثابت نیست، بلکه به گسیل سطوحی که شکاف هوا را محدود می کند و علاوه بر این، به تفاوت در توان چهارم دمای مطلق این سطوح بستگی دارد.

در دمای 25 درجه سانتیگراد، مقدار ضریب دما نسبت به مقدار آن در دمای 25- درجه سانتیگراد 74 درصد افزایش می یابد. در نتیجه، با کاهش میانگین دمای لایه هوا، ویژگی های محافظ حرارتی آن بهبود می یابد. از نظر مهندسی حرارت، بهتر است لایه‌های هوا نزدیک‌تر به سطح بیرونی حصار قرار گیرند، جایی که دما در زمستان کمتر خواهد بود.

عبارت λ 1 + λ 2 + α l δ را می توان به عنوان ضریب هدایت حرارتی هوا در لایه میانی در نظر گرفت که از قوانین انتقال حرارت از طریق جامدات پیروی می کند. این ضریب کل "ضریب معادل هدایت حرارتی شکاف هوا" نامیده می شود λ e بنابراین، داریم:

λ e = λ 1 + λ 2 + α l δ

با دانستن رسانایی حرارتی معادل هوا در لایه میانی، مقاومت حرارتی آن با فرمول به همان روشی که برای لایه‌های مواد جامد یا حجیم تعیین می‌شود، یعنی.

این فرمول فقط برای شکاف های هوای بسته، یعنی آنهایی که با هوای خارجی یا داخلی ارتباط ندارند، قابل استفاده است. اگر لایه با هوای بیرون ارتباط داشته باشد، در نتیجه در اثر نفوذ هوای سرد، مقاومت حرارتی آن نه تنها می تواند برابر با صفر شود، بلکه باعث کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت نرده می شود.

برای کاهش مقدار گرمای عبوری از شکاف هوا، لازم است یکی از مولفه های مقدار کل گرمای منتقل شده توسط شکاف کاهش یابد. این مشکل در دیواره ظروف طراحی شده برای ذخیره هوای مایع کاملاً حل می شود. دیواره این ظروف از دو پوسته شیشه ای تشکیل شده است که هوا از بین آنها خارج می شود. سطوح شیشه ای رو به داخل لایه میانی با یک لایه نازک نقره پوشانده شده است. در این حالت، مقدار گرمای منتقل شده توسط همرفت به دلیل نادر شدن قابل توجه هوا در لایه میانی، به صفر می رسد.

در سازه های ساختمانی با شکاف هوا، انتقال حرارت توسط تابش

هنگامی که سطوح تابشی با آلومینیوم پوشانده می شوند، که دارای انتشار کم C \u003d 0.26 W / (m 2 K 4) است، به طور قابل توجهی کاهش می یابد. انتقال گرما توسط رسانایی حرارتی در کمیابی معمولی هوا به فشار آن بستگی ندارد و فقط در ضریب هدایت حرارتی هوا کمتر از 200 پاسکال کاهش می یابد.

در منافذ مصالح ساختمانی انتقال حرارت همانند لایه های هوا صورت می گیرد به همین دلیل ضریب هدایت حرارتی هوا در منافذ مصالح بسته به اندازه منافذ مقادیر متفاوتی دارد. . افزایش رسانایی حرارتی هوا در منافذ مواد با افزایش دما عمدتاً به دلیل افزایش انتقال حرارت توسط تابش رخ می دهد.

هنگام طراحی نرده های خارجی با شکاف های هوا، ضروری است

موارد زیر را در نظر بگیرید:

1) لایه های میانی کارآمد حرارتی کوچک هستند

2) هنگام انتخاب ضخامت لایه های هوا، مطلوب است که در نظر بگیرید که λ e هوا در آنها بیشتر از رسانایی حرارتی مواد نیست که می تواند لایه را پر کند. اگر با ملاحظات اقتصادی قابل توجیه باشد، ممکن است حالت برعکس باشد.

3) درست کردن چندین لایه کوچک منطقی تر است

ضخامت بیش از یک ضخامت بزرگ؛

4) مطلوب است که شکاف های هوا را نزدیک تر به سمت بیرونی حصار قرار دهید.

از آنجایی که در همان زمان، در زمستان، مقدار گرمای منتقل شده توسط تشعشع کاهش می یابد.

5) لایه هوا باید بسته باشد و با هوا ارتباط برقرار نکند. اگر نیاز به اتصال لایه میانی با هوای بیرون به دلیل ملاحظات دیگری مانند اطمینان از تراکم رطوبت سقف های برهنه در آنها ایجاد شود، این امر باید در محاسبه در نظر گرفته شود.

6) لایه های عمودی در دیوارهای بیرونی باید به صورت افقی مسدود شوند

دیافراگم در سطح طبقات؛ پارتیشن بندی بیشتر لایه ها در ارتفاع هیچ اهمیت عملی ندارد.

7) برای کاهش میزان گرمای انتقال یافته توسط تابش، توصیه می شود یکی از سطوح لایه میانی را با فویل آلومینیومی با قابلیت انتشار C = 1.116 W/(m 2 K 4) بپوشانید. پوشاندن هر دو سطح با فویل عملاً انتقال حرارت را کاهش نمی دهد.

همچنین در عمل ساخت و ساز، اغلب نرده هایی در فضای باز با شکاف های هوایی وجود دارد که با هوای بیرون ارتباط برقرار می کند. به خصوص لایه های میانی تهویه شده توسط هوای بیرون در پوشش های ترکیبی غیر اتاق زیر شیروانی به عنوان موثرترین اقدام برای مبارزه با تراکم رطوبت در آنها گسترده است. هنگامی که شکاف هوا با هوای بیرون تهویه می شود، دومی با عبور از حصار، گرما را از آن می گیرد و انتقال حرارت حصار را افزایش می دهد. این منجر به بدتر شدن ویژگی های محافظ حرارتی حصار و افزایش ضریب انتقال حرارت آن می شود. محاسبه نرده ها با شکاف هوای تهویه شده به منظور تعیین دمای هوا در شکاف و مقادیر واقعی مقاومت انتقال حرارت و ضریب انتقال حرارت چنین نرده ها انجام می شود.

23. راه حل های سازنده برای تک تک اجزای ساختمان (جلوهای پنجره، شیب ها، گوشه ها، اتصالات و غیره) به منظور جلوگیری از تراکم در سطوح داخلی.

مقدار اضافی گرمای از دست رفته از طریق گوشه های بیرونی در مقایسه با اتلاف حرارت کلی دیواره های بیرونی ناچیز است. کاهش دمای سطح دیوار در گوشه بیرونی به ویژه از نظر بهداشتی و بهداشتی نامطلوب است و تنها دلیل رطوبت و یخ زدگی گوشه های بیرونی است*. این کاهش دما به دو دلیل است:

1) شکل هندسی گوشه، به عنوان مثال، نابرابری مناطق جذب گرما و انتقال حرارت در گوشه بیرونی. در حالی که بر روی سطح دیوار ناحیه Teshyuperception است F دربرابر با مساحت انتقال حرارت F n،در گوشه بیرونی ناحیه جذب حرارت F درکمتر از ناحیه انتقال حرارت است F n;بنابراین، گوشه بیرونی بیشتر از سطح دیوار خنک می شود.

2) کاهش ضریب جذب گرما α در گوشه بیرونی در برابر صافی دیوار، عمدتاً به دلیل کاهش انتقال گرما توسط تابش و همچنین در نتیجه کاهش شدت جریان هوای همرفتی در گوشه بیرونی کاهش مقدار α در باعث افزایش مقاومت در برابر جذب گرما می شود R در،و این در کاهش دمای گوشه بیرونی Tu تاثیر دارد.

هنگام طراحی گوشه های خارجی، لازم است اقداماتی برای افزایش دما در سطح داخلی آنها، یعنی عایق کاری گوشه ها انجام شود که به روش های زیر قابل انجام است.

1. سطوح داخلی گوشه بیرونی را با یک صفحه عمودی برش دهید. در این حالت، از داخل، زاویه سمت راست به دو زاویه مبهم تقسیم می شود (شکل 50a). عرض صفحه برش باید حداقل 25 سانتی متر باشد این برش را می توان یا با همان ماده ای که دیوار را تشکیل می دهد و یا با ماده دیگری با رسانایی حرارتی کمی کمتر انجام داد (شکل 506). در مورد دوم، عایق کاری گوشه ها را می توان بدون توجه به ساخت دیوارها انجام داد. این اقدام برای گرم کردن گوشه‌های ساختمان‌های موجود در صورت نامناسب بودن شرایط حرارتی این گوشه‌ها (نم‌زدگی یا یخ زدگی) توصیه می‌شود. برش گوشه ای با عرض صفحه برش 25 سانتی متر، طبق تجربه، اختلاف دمای سطح دیوار و گوشه بیرونی را کاهش می دهد.

تقریبا 30 درصد عایق بندی گوشه با اریب چه تاثیری دارد، در مثال 1,5-kir- قابل مشاهده است.

دیوار پیک نیک یک خانه آزمایشی در مسکو. در /n \u003d -40 درجه سانتیگراد، گوشه یخ زده بود (شکل 51). در لبه‌های دو زاویه منفرد که از تقاطع صفحه اریب با وجه‌های زاویه راست تشکیل شده‌اند، انجماد 2 متر از کف افزایش یافته است. در همان هواپیما

با چمن زنی، این انجماد فقط تا ارتفاع حدود 40 سانتی متر از کف بالا رفت، یعنی در وسط صفحه چمن زنی، دمای سطح بالاتر از محل اتصال آن با سطح دیواره های بیرونی بود. اگر گوشه عایق بندی نشده بود، تا ارتفاع کامل یخ می زد.

2. گوشه بیرونی را گرد کنید. شعاع داخلی گرد کردن باید حداقل 50 سانتی متر باشد. گرد کردن گوشه را می توان هم در هر دو سطح گوشه و هم در یکی از سطوح داخلی آن انجام داد (شکل 50d).

در مورد دوم، عایق شبیه به شیب گوشه است و شعاع گرد را می توان تا 30 سانتی متر کاهش داد.

از نظر بهداشتی، گرد کردن گوشه نتیجه مطلوب تری می دهد، بنابراین، اول از همه برای ساختمان های پزشکی و سایر ساختمان ها توصیه می شود که تمیزی آنها منوط به افزایش نیاز است. گرد کردن گوشه در شعاع 50 سانتی متری باعث کاهش اختلاف دما بین آنها می شود

سطح صاف دیوار و گوشه بیرونی حدود 25٪. 3. دستگاه در سطح بیرونی گوشه ستون های عایق (شکل 50d) - معمولا در خانه های چوبی.

در خانه های سنگفرش و چوبی، این اقدام به ویژه هنگام برش دیوارها به صورت پنجه مهم است؛ در این حالت، ستون ها به دلیل رسانایی حرارتی بیشتر چوب در امتداد الیاف، گوشه را از اتلاف حرارت بیش از حد در امتداد انتهای سیاهه ها محافظت می کنند. عرض ستونها از لبه بیرونی گوشه باید حداقل یک و نیم ضخامت دیوار باشد. ستون ها باید مقاومت حرارتی کافی داشته باشند (تقریباً کمتر از آر\u003d 0.215 m2 ° C / W، که مربوط به ستون های چوبی از تخته های 40 میلی متری است). ستون های تخته ای در گوشه های دیوارها که به صورت پنجه خرد شده اند، توصیه می شود یک لایه عایق قرار دهید.

4. نصب در گوشه های بیرونی رایزرهای خط لوله گرمایش مرکزی توزیع کننده. این اندازه گیری موثرترین است، زیرا در این مورد دمای سطح داخلی گوشه بیرونی می تواند حتی از دمای سطح دیوار بالاتر باشد. بنابراین، هنگام طراحی سیستم های گرمایش مرکزی، بالابرهای خط لوله توزیع، به عنوان یک قاعده، در تمام گوشه های خارجی ساختمان گذاشته می شود. رایزر گرمایش دما را در گوشه حدود 6 درجه سانتیگراد در دمای محاسبه شده در فضای باز افزایش می دهد.

بیایید گره پیشرو را محل اتصال کف اتاق زیر شیروانی یا پوشش ترکیبی به دیوار بیرونی بنامیم. رژیم مهندسی گرما چنین گره ای نزدیک به رژیم مهندسی گرما گوشه بیرونی است، اما با آن تفاوت دارد که پوشش مجاور دیوار دارای ویژگی های محافظ حرارتی بالاتری نسبت به دیوار است و با کف اتاق زیر شیروانی، دمای هوا در اتاق زیر شیروانی کمی بالاتر از دمای هوای بیرون خواهد بود.

شرایط نامطلوب حرارتی واحدهای قرنیز، عایق کاری اضافی آنها را در خانه های ساخته شده ایجاب می کند. این عایق باید از کنار اتاق انجام شود و باید با محاسبه میدان دمای مجموعه قرنیز بررسی شود، زیرا گاهی اوقات عایق کاری بیش از حد می تواند منجر به نتایج منفی شود.

عایق کاری با صفحات الیاف چوبی رسانای گرما بسیار موثرتر از فوم پلی استایرن با رسانای حرارت کم بود.

مشابه رژیم دمایی گره پیشرو، حالت گره زیرزمین است. کاهش دما در گوشه ای که کف طبقه اول در مجاورت سطح دیوار بیرونی است می تواند قابل توجه باشد و به دما در گوشه های بیرونی نزدیک شود.

برای افزایش دمای کف طبقات اول در نزدیکی دیوارهای بیرونی، مطلوب است که خواص محافظ حرارتی کف در امتداد محیط ساختمان افزایش یابد. همچنین لازم است که پایه دارای ویژگی های محافظ حرارتی کافی باشد. این امر به ویژه برای طبقاتی که مستقیماً روی زمین یا آماده سازی بتن قرار دارند بسیار مهم است. در این مورد، توصیه می شود یک پشتی گرم، به عنوان مثال، با سرباره، در پشت پایه در امتداد محیط ساختمان نصب کنید.

طبقاتی که روی تیرهایی با فضای زیرزمینی بین سازه زیرزمین و سطح زمین گذاشته شده اند، در مقایسه با کف روی پایه جامد، دارای خواص عایق حرارتی بالاتری هستند. ازاره که به دیوارهای نزدیک کف میخ می شود، زاویه بین دیوار بیرونی و کف را عایق می کند. بنابراین در طبقات اول ساختمان ها باید به افزایش خاصیت محافظ حرارتی تخته های دامن توجه کرد که با افزایش اندازه و نصب آنها بر روی لایه ای از عایق نرم می توان به این مهم دست یافت.

کاهش دمای سطح داخلی دیوارهای بیرونی خانه های پانل بزرگ نیز در مقابل درزهای پانل مشاهده می شود. در پانل های تک لایه، این به دلیل پر کردن حفره اتصال با مواد رسانای حرارتی تر از مواد پانل ایجاد می شود. در پانل های ساندویچ - دنده های بتنی حاشیه پانل.

برای جلوگیری از تراکم رطوبت در سطح داخلی اتصالات عمودی پانل های دیوارهای بیرونی خانه های سری P-57، از روش افزایش دما با تعبیه رایزر گرمایش در پارتیشن مجاور اتصال استفاده می شود.

عایق بندی ناکافی دیوارهای بیرونی در تسمه بین کفی می تواند باعث کاهش قابل توجه دمای کف در نزدیکی دیوارهای بیرونی حتی در خانه های آجری شود. این معمولاً زمانی مشاهده می شود که دیوارهای بیرونی از داخل فقط در داخل محوطه عایق بندی می شوند و در کمربند کفی دیوار بدون عایق باقی می ماند. افزایش نفوذپذیری هوای دیوارها در تسمه بین کفی می تواند منجر به خنک شدن شدید سقف کف داخلی شود.

24. مقاومت حرارتی سازه ها و محل های محصور خارجی.

انتقال ناهموار گرما توسط وسایل گرمایشی باعث نوسانات دمای هوا در اتاق و سطوح داخلی محفظه های خارجی می شود. بزرگی دامنه نوسانات دمای هوا و دمای سطوح داخلی نرده ها نه تنها به ویژگی های سیستم گرمایش، کیفیت مهندسی حرارت ساختارهای محصور خارجی و داخلی آن و همچنین به تجهیزات بستگی دارد. از اتاق

مقاومت حرارتی حصار در فضای باز توانایی آن برای ایجاد تغییر بیشتر یا کمتر در دمای سطح داخلی زمانی که دمای هوا در اتاق یا دمای هوای بیرون در نوسان است، می باشد. هر چه تغییر دمای سطح داخلی محفظه با همان دامنه نوسانات دمای هوا کمتر باشد، مقاومت آن در برابر حرارت بیشتر است و بالعکس.

مقاومت حرارتی یک اتاق توانایی آن در کاهش نوسانات دمای هوای داخل خانه در طول نوسانات جریان گرما از بخاری است. هر چه اندازه سایر موارد کوچکتر باشد، دامنه نوسانات دمای هوا در اتاق، مقاومت آن در برابر حرارت بیشتر خواهد بود.

برای توصیف مقاومت حرارتی نرده های خارجی، O. E. Vlasov مفهوم ضریب مقاومت حرارتی نرده φ را معرفی کرد. ضریب φ یک عدد انتزاعی است که نسبت اختلاف دمای هوای داخل و خارج از خانه به حداکثر اختلاف دمای هوای داخل ساختمان و سطح داخلی حصار است. مقدار φ به خواص حرارتی حصار و همچنین به سیستم گرمایش و عملکرد آن بستگی دارد. برای محاسبه مقدار φ، O. E. Vlasov فرمول زیر را ارائه داد:

φ \u003d R o / (R in + m / Y in)

جایی که R o -مقاومت در برابر انتقال حرارت حصار، m2 ° C / W؛ R در- مقاومت در برابر جذب گرما، m2 ° C/W. Y در- ضریب جذب حرارت سطح داخلی نرده، W/(m2 °C).

25. تلفات گرما برای گرم کردن هوای نفوذی بیرون از طریق ساختارهای محصور محل.

هزینه‌های گرمایی Q و W برای گرم کردن هوای نفوذی و اماکن ساختمان‌های مسکونی و عمومی با تهویه خروجی طبیعی، که توسط هوای گرمایشی جبران نمی‌شود، باید برابر با مقادیر بزرگ‌تر محاسبه‌شده بر اساس روش در نظر گرفته شود. طبق فرمول های:

Q i \u003d 0.28ΣG i C (t در -t n) k;

G i = 0.216 (ΣF خوب)×ΔP 2/3 /R i(ok)

که در آن - ΣG i میزان جریان هوای نفوذی است، کیلوگرم در ساعت، از طریق ساختارهای محصور اتاق، s ظرفیت گرمایی ویژه هوا برابر با 1 کیلوژول/(کیلوگرم- درجه سانتی گراد) است. t in، t n - طراحی دمای هوا در اتاق و هوای بیرون در فصل سرد، C؛ k - ضریب با در نظر گرفتن تأثیر جریان گرمای متقابل در سازه‌ها برابر است: 0.7 - برای اتصالات پانل دیوار، برای پنجره‌های با پایه تخت، 0.8 - برای پنجره‌ها و درهای بالکن با اتصالات جداگانه و 1.0 - برای پنجره‌های تکی، پنجره‌ها. و درهای بالکن با ارسی های دوقلو و دهانه های باز. ΣF ok - کل منطقه، متر؛ ΔP اختلاف فشار طراحی در کف طراحی، Pa است. R i (ok) - مقاومت در برابر نفوذپذیری بخار m 2 × h × Pa / mg

هزینه های حرارتی محاسبه شده برای هر اتاق برای گرم کردن هوای نفوذی باید به تلفات حرارتی این اتاق ها اضافه شود.

برای حفظ دمای هوای طراحی شده در اتاق، سیستم گرمایش باید اتلاف گرمای اتاق را جبران کند. با این حال، باید در نظر داشت که علاوه بر تلفات حرارتی در اتاق، ممکن است هزینه های گرمای اضافی نیز وجود داشته باشد: برای گرم کردن مواد سرد ورودی به اتاق و وسایل نقلیه ورودی.

26. اتلاف حرارت از طریق پوشش ساختمان

27. اتلاف حرارت تخمینی اتاق.

هر سیستم گرمایش برای ایجاد دمای هوای از پیش تعیین شده در محوطه ساختمان در طول دوره عرشه سال، مطابق با شرایط راحت و برآورده کردن الزامات فرآیند تکنولوژیکی طراحی شده است. رژیم حرارتی، بسته به هدف محل، می تواند هم ثابت و هم متغیر باشد.

یک رژیم حرارتی ثابت باید در تمام طول دوره گرمایش در ساختمان ها در تمام طول ساعت حفظ شود: مسکونی، صنعتی با حالت کار مداوم، موسسات کودکان و پزشکی، هتل ها، آسایشگاه ها و غیره.

رژیم حرارتی غیر دوره ای برای ساختمان های صنعتی با عملکرد یک و دو شیفت و همچنین برای تعدادی از ساختمان های عمومی (اداری، تجاری، آموزشی و غیره) و ساختمان های شرکت های خدمات عمومی معمول است. در محوطه این ساختمان ها شرایط حرارتی لازم فقط در ساعات کاری حفظ می شود. در ساعات غیر کاری، یا از سیستم گرمایشی موجود استفاده می شود، یا گرمایش آماده به کار برای حفظ دمای هوای کمتر در اتاق ترتیب داده می شود. اگر در طول ساعات کاری گرمای ورودی از تلفات گرما بیشتر شود، فقط گرمایش آماده به کار ترتیب داده می شود.

تلفات حرارتی در اتاق از تلفات از طریق پوشش ساختمان (جهت سازه در انتهای جهان در نظر گرفته شده است) و از گرمای مصرفی برای گرم کردن هوای سرد بیرون وارد اتاق برای تهویه آن تشکیل می شود. علاوه بر این، گرمای حاصل از افراد و لوازم خانگی به اتاق در نظر گرفته می شود.

مصرف گرمای اضافی برای گرم کردن هوای سرد بیرون وارد اتاق برای تهویه آن.

مصرف گرمای اضافی برای گرم کردن هوای بیرونی که از طریق نفوذ وارد اتاق می شود.

از دست دادن گرما از طریق پوشش ساختمان.

ضریب تصحیح با در نظر گرفتن جهت گیری به نقاط اصلی.

n - ضریب گرفته شده بسته به موقعیت سطح بیرونی سازه های محصور نسبت به هوای بیرون.

28. انواع وسایل گرمایشی.

دستگاه های گرمایش مورد استفاده در سیستم های گرمایش مرکزی تقسیم می شوند: با توجه به روش غالب انتقال حرارت - به تشعشع (پانل های معلق)، تابش همرفتی (دستگاه هایی با سطح بیرونی صاف) و همرفتی (کانوکتورها با سطح آجدار و لوله های پره دار). بر اساس نوع مواد - وسایل فلزی (چدن از چدن خاکستری و فولاد از ورق فولادی و لوله های فولادی)، کم فلزی (ترکیب) و غیر فلزی (رادیاتورهای سرامیکی، پانل های بتنی با لوله های شیشه ای یا پلاستیکی تعبیه شده یا دارای حفره، بدون لوله و غیره)؛ به دلیل ماهیت سطح بیرونی - به صورت صاف (رادیاتورها، پانل ها، دستگاه های لوله صاف)، آجدار (کانوکتورها، لوله های پره دار، بخاری).

رادیاتورهای چدنی و فولادی مهر شده. این صنعت رادیاتورهای چدنی سکشنال و بلوکی تولید می کند. رادیاتورهای مقطعی از بخش های جداگانه، بلوک - از بلوک ها مونتاژ می شوند. تولید رادیاتورهای چدنی به مقدار زیادی فلز نیاز دارد، آنها در ساخت و نصب کار فشرده هستند. در عین حال به دلیل چیدمان طاقچه ای در آنها برای نصب رادیاتورها، تولید پنل ها پیچیده تر می شود و همچنین تولید رادیاتور باعث آلودگی محیط زیست می شود. آنها رادیاتورهای پانلی فولادی تک ردیفه و دو ردیفه تولید می کنند: نوع ستونی مهر و موم شده از نوع RSV1 و سیم پیچ مهر شده از نوع RSG2.

لوله های آجدار. لوله های پره دار از چدن به طول 0.5 ساخته شده اند. 0.75; من؛ 1.5 و 2 متر با دنده های گرد و سطح گرمایش 1; 1.5; 2 3 و 4 متر مربع (شکل 8.3). در انتهای لوله، فلنج هایی برای اتصال آنها به فلنج های لوله حرارتی سیستم گرمایش در نظر گرفته شده است. پره دستگاه باعث افزایش سطح گرما می شود، اما تمیز کردن آن از گرد و غبار را دشوار می کند و ضریب انتقال حرارت را پایین می آورد. لوله های پره دار در اتاق هایی با اقامت طولانی مدت افراد نصب نمی شوند.

کنوکتورها. در سال های اخیر، کنوکتورها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند - وسایل گرمایشی که گرما را عمدتاً با همرفت انتقال می دهند.

29. طبقه بندی وسایل گرمایشی. الزامات آنها.

30. محاسبه سطح مورد نیاز وسایل گرمایشی.

هدف از گرمایش، جبران تلفات هر اتاق گرم شده به منظور اطمینان از دمای طراحی در آن است. سیستم گرمایش مجموعه ای از دستگاه های مهندسی است که تولید انرژی حرارتی و انتقال آن به هر اتاق گرم شده را به میزان لازم تضمین می کند.

- دمای آب عرضه شده برابر با 90 0 C;

- دمای آب برگشتی برابر 70 0 C.

تمامی محاسبات در جدول 10 آمده است.

1) بار حرارتی کل رایزر را تعیین کنید:

، دبلیو

2) مقدار مایع خنک کننده عبوری از رایزر:

Gst \u003d (0.86 * Qst) / (tg-to)، کیلوگرم در ساعت

3) ضریب نشتی در سیستم تک لوله ای 0.3=α

4) با دانستن ضریب نشتی، می توان مقدار مایع خنک کننده عبوری از هر دستگاه گرمایشی را تعیین کرد:

Gpr \u003d Gst * α، کیلوگرم در ساعت

5) تفاوت دما را برای هر دستگاه تعیین کنید:

که در آن Gpr اتلاف حرارت از طریق دستگاه است،

- از دست دادن حرارت کلی اتاق

6) دمای مایع خنک کننده را در دستگاه گرمایش در هر طبقه تعیین می کنیم:

tin \u003d tg - ∑ Qpr / Qst (tg- to), 0 С

که در آن ∑Qpr - تلفات حرارتی تمام اتاق های قبلی

7) دمای مایع خنک کننده در خروجی دستگاه:

tout= tin- Δtpr, 0 С

8) میانگین دمای مایع خنک کننده در بخاری را تعیین کنید:

9) اختلاف دمایی بین میانگین دمای مایع خنک کننده در دستگاه و دمای هوای محیط را تعیین می کنیم

10) انتقال حرارت مورد نیاز یک بخش از بخاری را تعیین کنید:

که در آن Qnu شار حرارتی شرطی اسمی است، یعنی. مقدار گرما بر حسب W داده شده توسط یک بخش از دستگاه گرمایش MS-140-98. Qnu \u003d 174 W.

اگر میزان جریان مایع خنک کننده از طریق دستگاه G در محدوده 62..900 باشد، ضریب c=0.97 (ضریب طرح اتصال دستگاه های گرمایشی را در نظر می گیرد). ضرایب n، p بسته به نوع بخاری، میزان جریان مایع خنک کننده در آن و طرح تامین مایع خنک کننده به دستگاه از کتاب مرجع انتخاب می شود.

برای همه افزایش‌دهنده‌ها، n=0.3، p=0،

برای سومین افزایش دهنده c=0.97 را می پذیریم

11) حداقل تعداد مورد نیاز بخش بخاری را تعیین کنید:

N= (Qpr/(β3*))*β4

β 4 ضریبی است که نحوه نصب رادیاتور در اتاق را در نظر می گیرد.

رادیاتور نصب شده در زیر آستانه پنجره با یک توری محافظ تزئینی نصب شده در قسمت جلو = 1.12؛

رادیاتور با یک توری محافظ تزئینی نصب شده در قسمت جلو و قسمت بالایی آزاد = 0.9؛

رادیاتور نصب شده در طاقچه دیواری با قسمت جلویی آزاد = 1.05؛

رادیاتورهایی که یکی بالای دیگری قرار دارند = 1.05.

ما β 4 \u003d 1.12 را می پذیریم

β 3 - ضریب با در نظر گرفتن تعداد بخش های یک رادیاتور

3 - 15 بخش = 1;

16 - 20 بخش = 0.98;

21 - 25 بخش = 0.96.

ما β 3 = 1 را می پذیریم

زیرا نصب 2 بخاری در اتاق مورد نیاز است، سپس برنامه Q را به ترتیب 2/3 و 1/3 توزیع می کنیم.

ما تعداد بخش های بخاری 1 و 2 را محاسبه می کنیم

31. عوامل اصلی تعیین کننده مقدار ضریب انتقال حرارت دستگاه گرمایش.

ضریب انتقال حرارت بخاری

عوامل اصلیتعیین مقدار k عبارتند از: 1) نوع و ویژگی های طراحی داده شده به نوع دستگاه در طول توسعه آن. 2) اختلاف دما در حین کار دستگاه

از جمله عوامل ثانویه موثر بر ضریب انتقال حرارت دستگاه های سیستم های گرمایش آب، ابتدا به دبی آب G np موجود در فرمول اشاره می کنیم که بسته به دبی آب، سرعت w و حالت جریان آب در تغییر دستگاه، یعنی سطح داخلی. علاوه بر این، یکنواختی میدان دما در سطح خارجی دستگاه تغییر می کند.

عوامل ثانویه زیر نیز بر ضریب انتقال حرارت تأثیر می گذارند:

الف) سرعت هوا v در سطح بیرونی دستگاه.

ب) طراحی محفظه ابزار.

ج) مقدار طراحی فشار اتمسفر تعیین شده برای مکان ساختمان

د) رنگ آمیزی دستگاه.

مقدار ضریب انتقال حرارت نیز تحت تأثیر کیفیت پردازش سطح بیرونی، آلودگی سطح داخلی، وجود هوا در دستگاه ها و سایر عوامل عملیاتی است.

32 انواع سیستم های گرمایشی. مناطق استفاده.

سیستم های گرمایش: انواع، دستگاه، انتخاب

یکی از مهمترین مولفه های پشتیبانی مهندسی می باشد گرمایش

مهم است بدانید که یک شاخص خوب برای عملکرد یک سیستم گرمایشی، توانایی سیستم برای حفظ دمای راحت در خانه با دمای خنک کننده تا حد امکان پایین است و در نتیجه هزینه کارکرد سیستم گرمایش را به حداقل می رساند.

تمام سیستم های گرمایشی که از خنک کننده استفاده می کنند به دو دسته تقسیم می شوند:

سیستم های گرمایش با گردش طبیعی (سیستم گرانشی)، یعنی. حرکت مایع خنک کننده در داخل سیستم بسته به دلیل تفاوت وزن خنک کننده داغ در لوله تغذیه (رایزر عمودی با قطر زیاد) و سرد پس از خنک شدن در دستگاه ها و خط لوله برگشت اتفاق می افتد. تجهیزات لازم برای این سیستم یک مخزن انبساط نوع باز است که در بالاترین نقطه سیستم نصب می شود. اغلب برای پر کردن و شارژ مجدد سیستم با مایع خنک کننده نیز استفاده می شود.

· سیستم گرمایش با گردش اجباری بر اساس عملکرد پمپ است که باعث حرکت مایع خنک کننده و غلبه بر مقاومت در لوله ها می شود. چنین پمپی پمپ گردش نامیده می شود و به شما امکان می دهد تعداد زیادی اتاق را از یک سیستم گسترده لوله ها و رادیاتورها گرم کنید، زمانی که اختلاف دما در ورودی و خروجی نیروی کافی برای غلبه بر کل شبکه خنک کننده ایجاد نمی کند. تجهیزات لازم مورد استفاده در این سیستم گرمایشی باید شامل مخزن غشای انبساط، پمپ سیرکولاسیون و گروه ایمنی باشد.

اولین سوالی که هنگام انتخاب سیستم گرمایش باید مورد توجه قرار گیرد این است که از چه منبع انرژی استفاده می شود: سوخت جامد (زغال سنگ، هیزم و غیره). سوخت مایع (روغن سوخت، سوخت دیزل، نفت سفید)؛ گاز؛ برق سوخت مبنای انتخاب تجهیزات گرمایشی و محاسبه کل هزینه ها با حداکثر مجموعه ای از شاخص های دیگر است. مصرف سوخت خانه های روستایی به طور قابل توجهی به مواد و ساخت دیوارها، حجم خانه، نحوه عملکرد آن و توانایی سیستم گرمایش برای کنترل ویژگی های دما بستگی دارد. منبع گرما در کلبه ها دیگ های تک مدار (فقط برای گرمایش) و دو مداره (گرمایش و تامین آب گرم) هستند.

ساختار اداری-سرزمینی منطقه چلیابینسک: مفهوم، انواع واحدهای اداری-سرزمینی، شهرک ها

تجزیه و تحلیل تولید ناخالص شیر در OAO Semyanskoye، منطقه Vorotynsky، منطقه نیژنی نووگورود

تست

در مورد فیزیک حرارتی شماره 11

مقاومت حرارتی شکاف هوا

1. ثابت کنید که خط کاهش دما در ضخامت حصار چند لایه در مختصات "دما - مقاومت حرارتی" یک خط مستقیم است.

2. چه چیزی مقاومت حرارتی شکاف هوا را تعیین می کند و چرا

3. علل ایجاد اختلاف فشار در یک طرف و طرف دیگر نرده

محافظ بین لایه هوا مقاومت در برابر دما

1. ثابت کنید که خط کاهش دما در ضخامت حصار چند لایه در مختصات "دما - مقاومت حرارتی" یک خط مستقیم است.

با استفاده از معادله مقاومت در برابر انتقال حرارت حصار، می توانید ضخامت یکی از لایه های آن (اغلب عایق - ماده ای با کمترین رسانایی حرارتی) را تعیین کنید، که در آن حصار مقدار داده شده (الزامی) انتقال حرارت را خواهد داشت. مقاومت. سپس مقاومت مورد نیاز عایق را می توان به این صورت محاسبه کرد که مجموع مقاومت های حرارتی لایه هایی با ضخامت های مشخص است و حداقل ضخامت عایق به صورت زیر است: . برای محاسبات بیشتر، ضخامت عایق باید به مضربی از مقادیر یکپارچه (کارخانه) ضخامت یک ماده خاص گرد شود. به عنوان مثال، ضخامت یک آجر مضربی از نصف طول آن (60 میلی متر)، ضخامت لایه های بتنی مضربی از 50 میلی متر و ضخامت لایه های دیگر مصالح مضربی از 20 یا 50 میلی متر است، بسته به اینکه روی پله ای که با آن در کارخانه ها ساخته می شوند. هنگام انجام محاسبات، به دلیل خطی بودن توزیع دما روی مقاومت ها، استفاده از مقاومت ها راحت است، به این معنی که انجام محاسبات به صورت گرافیکی راحت است. در این حالت، زاویه تمایل ایزوترم به افق در هر لایه یکسان است و تنها به نسبت اختلاف دماهای محاسبه شده و مقاومت انتقال حرارت سازه بستگی دارد. و مماس زاویه میل چیزی نیست جز چگالی شار حرارتی عبوری از این حصار: .

در شرایط ثابت، چگالی شار حرارتی در زمان و از این رو، در کجا ثابت است آر ایکس- مقاومت بخشی از سازه شامل مقاومت در برابر انتقال حرارت سطح داخلی و مقاومت حرارتی لایه‌های سازه از لایه داخلی تا صفحه‌ای که دما در آن جستجو می‌شود.

سپس. برای مثال دمای بین لایه های دوم و سوم سازه را می توان به صورت زیر یافت: .

مقاومت‌های کاهش‌یافته در برابر انتقال حرارت سازه‌های محصورکننده ناهمگن یا مقاطع آن‌ها (قطعات) باید از کتاب مرجع تعیین شود، مقاومت‌های کاهش‌یافته سازه‌های محصورکننده مسطح با اجزای رسانای گرما نیز باید از کتاب مرجع تعیین شود.

2. چه چیزی مقاومت حرارتی شکاف هوا را تعیین می کند و چرا

علاوه بر انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی و همرفت در شکاف هوا، تابش مستقیم بین سطوح نیز وجود دارد که شکاف هوا را محدود می کند.

معادله انتقال حرارت تشعشع: , جایی که بل - ضریب انتقال حرارت توسط تابش، که تا حد زیادی به مواد سطوح بین لایه ای بستگی دارد (هرچه ضرایب تابش مواد کمتر باشد، کمتر و ب k) و میانگین دمای هوا در لایه میانی (با افزایش دما، ضریب انتقال حرارت توسط تابش افزایش می یابد).

پس کجا ل eq - ضریب معادل هدایت حرارتی لایه هوا. دانستن لمعادله، می توان مقاومت حرارتی شکاف هوا را تعیین کرد. با این حال، مقاومت آر vp را نیز می توان از کتاب مرجع تعیین کرد. آنها به ضخامت لایه هوا، دمای هوا در آن (مثبت یا منفی) و نوع لایه (عمودی یا افقی) بستگی دارند. مقدار حرارت منتقل شده توسط رسانش گرمایی، همرفت و تابش از طریق شکاف های هوای عمودی را می توان از جدول زیر قضاوت کرد.

ضخامت لایه، میلی متر	چگالی شار حرارتی، W/m2	مقدار حرارت منتقل شده بر حسب درصد	ضریب معادل هدایت حرارتی m o C/W	مقاومت حرارتی لایه میانی، W / m 2o C
		هدایت حرارتی	همرفت	تابش - تشعشع
توجه: مقادیر داده شده در جدول مربوط به دمای هوا در لایه بینابینی برابر با 0 درجه سانتیگراد، اختلاف دما در سطوح آن 5 درجه سانتیگراد و انتشار سطوح C = 4.4 است.

بنابراین، هنگام طراحی موانع خارجی با شکاف هوا، باید موارد زیر را در نظر گرفت:

1) افزایش ضخامت شکاف هوا تأثیر کمی در کاهش مقدار گرمای عبوری از آن دارد و لایه های نازک (3-5 سانتی متر) از نظر حرارتی کارآمد هستند.

2) ساختن چندین لایه با ضخامت کوچک در حصار منطقی تر از یک لایه با ضخامت زیاد است.

3) پر کردن لایه های ضخیم با مواد رسانای گرما کم برای افزایش مقاومت حرارتی حصار مفید است.

4) لایه هوا باید بسته باشد و با هوای بیرون ارتباط نداشته باشد، یعنی لایه های عمودی باید توسط دیافراگم های افقی در سطح سقف های بین طبقه مسدود شوند (مسدود شدن بیشتر لایه ها در ارتفاع اهمیت عملی ندارد). اگر نیاز به نصب لایه های تهویه شده با هوای بیرون باشد، آنها مشمول محاسبه ویژه هستند.

5) با توجه به اینکه قسمت اصلی گرمای عبوری از شکاف هوا توسط تشعشع منتقل می شود، مطلوب است که لایه ها نزدیکتر به سمت بیرونی حصار قرار گیرند که مقاومت حرارتی آنها را افزایش می دهد.

6) علاوه بر این، توصیه می شود سطح گرمتر لایه میانی را با ماده ای با انتشار کم (مثلاً فویل آلومینیومی) بپوشانید که به طور قابل توجهی شار تابشی را کاهش می دهد. پوشاندن هر دو سطح با چنین ماده ای عملاً انتقال حرارت را کاهش نمی دهد.

3. علل ایجاد اختلاف فشار در یک طرف و طرف دیگر نرده

در فصل زمستان، هوای اتاق های گرم شده دارای دمای بالاتری نسبت به هوای بیرون است و بنابراین، هوای بیرون دارای وزن حجمی (چگالی) بیشتری نسبت به هوای داخل است. این اختلاف وزن حجمی هوا باعث ایجاد اختلاف در فشار آن در دو طرف حصار می شود (فشار حرارتی). هوا از قسمت پایینی دیوارهای بیرونی آن وارد اتاق می شود و از قسمت بالایی آن را ترک می کند. در صورت هوابندي نرده هاي بالا و پايين و با دهانه هاي بسته، اختلاف فشار هوا در نزديكي كف و زير سقف به حداكثر مقدار خود مي رسد و در وسط ارتفاع اتاق برابر با صفر مي شود. منطقه خنثی).

اسناد مشابه

شار گرما از حصار عبور می کند. مقاومت در برابر جذب گرما و انتقال حرارت. چگالی شار حرارتی مقاومت حرارتی نرده. توزیع دما بر روی مقاومت ها رتبه بندی مقاومت در برابر انتقال حرارت نرده ها.

تست، اضافه شده در 2012/01/23


انتقال حرارت از طریق شکاف هوا. ضریب پایین هدایت حرارتی هوا در منافذ مصالح ساختمانی. اصول اولیه طراحی شکاف های هوای بسته اقداماتی برای افزایش دمای سطح داخلی نرده.

چکیده، اضافه شده در 2012/01/23


مقاومت در برابر اصطکاک در جعبه‌های محور یا یاتاقان‌های محور محور ترولی‌بوس‌ها. نقض تقارن توزیع تغییر شکل ها در سطح چرخ و ریل. مقاومت در برابر حرکت از قرار گرفتن در معرض هوا. فرمول های تعیین مقاومت.

سخنرانی، اضافه شده در 2013/08/14


بررسی اقدامات ممکن برای افزایش دمای سطح داخلی نرده. تعیین فرمول محاسبه مقاومت در برابر انتقال حرارت. تخمین دمای هوای بیرون و انتقال حرارت از طریق محفظه. مختصات ضخامت دما

تست، اضافه شده در 2012/01/24


پروژه حفاظت رله خطوط برق. محاسبه پارامترهای خط انتقال مقاومت القایی خاص هدایت خازنی واکنشی و ویژه خط هوایی. تعیین حداکثر حالت اضطراری در جریان اتصال کوتاه تک فاز.

مقاله ترم، اضافه شده در 2016/02/04


معادله دیفرانسیل هدایت گرما. شرایط عدم ابهام جریان گرمای ویژه مقاومت حرارتی رسانایی حرارتی یک دیوار صاف سه لایه. روش گرافیکی برای تعیین دمای بین لایه ها. تعریف ثابت های یکپارچه سازی

ارائه، اضافه شده در 2013/10/18


تأثیر عدد Biot بر توزیع دما در صفحه. مقاومت حرارتی داخلی، خارجی بدن. تغییر در انرژی (آنتالپی) صفحه در طول دوره گرمایش، خنک شدن کامل آن. مقدار گرمایی که صفحه در هنگام خنک شدن منتشر می کند.

ارائه، اضافه شده در 2014/03/15


از دست دادن سر به دلیل اصطکاک در خطوط لوله افقی. افت کل سر به عنوان مجموع مقاومت اصطکاکی و مقاومت موضعی. از دست دادن فشار در حین حرکت مایع در دستگاه ها. نیروی مقاومت محیط در حین حرکت یک ذره کروی.

ارائه، اضافه شده در 2013/09/29


بررسی خواص محافظ حرارتی نرده های خارجی. چگالش سطح داخلی دیوارهای خارجی را بررسی کنید. محاسبه گرما برای گرم کردن هوای تامین شده از طریق نفوذ. تعیین قطر خطوط لوله مقاومت حرارتی.

مقاله ترم، اضافه شده در 2014/01/22


مقاومت الکتریکی مشخصه اصلی الکتریکی یک هادی است. در نظر گرفتن اندازه گیری مقاومت در جریان مستقیم و متناوب. مطالعه روش آمپرمتر-ولت متر. انتخاب روشی که در آن خطا حداقل خواهد بود.

یکی از تکنیک هایی که باعث افزایش کیفیت عایق حرارتی نرده ها می شود، نصب شکاف هوا است. در ساخت دیوارهای خارجی، سقف، پنجره ها، پنجره های شیشه ای رنگی استفاده می شود. در دیوارها و سقف ها نیز برای جلوگیری از آبگرفتگی سازه ها استفاده می شود.

شکاف هوا را می توان آب بندی یا تهویه کرد.

انتقال حرارت را در نظر بگیرید مهر و موم شدهلایه هوا

مقاومت حرارتی لایه هوا Ral را نمی توان به عنوان مقاومت رسانایی حرارتی لایه هوا تعریف کرد، زیرا انتقال گرما از طریق لایه در اختلاف دما روی سطوح عمدتاً توسط جابجایی و تابش اتفاق می افتد (شکل 3.14). مقدار گرما،

منتقل شده توسط هدایت حرارتی کوچک است، زیرا ضریب هدایت حرارتی هوا کم است (0.026 W / (mºС)).

در لایه ها به طور کلی هوا در حال حرکت است. در حالت عمودی - در امتداد سطح گرم به سمت بالا و به سمت پایین - در امتداد سرد حرکت می کند. انتقال حرارت همرفتی انجام می شود و شدت آن با افزایش ضخامت لایه میانی افزایش می یابد، زیرا اصطکاک جت های هوا در برابر دیوارها کاهش می یابد. هنگامی که گرما توسط همرفت منتقل می شود، مقاومت لایه های مرزی هوا در دو سطح غلبه می کند، بنابراین برای محاسبه این مقدار گرما، ضریب انتقال حرارت α k باید نصف شود.

برای توصیف انتقال حرارت به صورت همرفتی و هدایت حرارتی، معمولاً ضریب انتقال حرارت همرفتی α"k برابر با

α" k \u003d 0.5 α k + λ a / δ al، (3.23)

که در آن λ a و δ al به ترتیب رسانایی گرمایی هوا و ضخامت شکاف هوا هستند.

این ضریب به شکل هندسی و ابعاد فضاهای هوایی، جهت جریان گرما بستگی دارد. M.A. Mikheev با خلاصه کردن مقدار زیادی از داده های تجربی بر اساس تئوری شباهت، الگوهای خاصی را برای α "to. به عنوان مثال در جدول 3.5 ایجاد کرد، مقادیر ضرایب α" را که توسط وی محاسبه شده است. در دمای متوسط ​​هوا در یک لایه عمودی t \u003d + 10º C .

جدول 3.5

ضرایب انتقال حرارت همرفتی در یک شکاف هوای عمودی

ضریب انتقال حرارت همرفتی در لایه های هوای افقی به جهت جریان گرما بستگی دارد. اگر سطح بالایی بیش از سطح پایین گرم شود، تقریباً هیچ حرکتی هوا وجود نخواهد داشت، زیرا هوای گرم در بالا و هوای سرد در پایین متمرکز است. بنابراین، برابری

α" تا \u003d λ a / δ al.

در نتیجه، انتقال حرارت همرفتی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و مقاومت حرارتی لایه میانی افزایش می یابد. شکاف های هوای افقی، برای مثال، زمانی که در سقف های عایق بندی شده زیرزمین بالای طبقات سرد زیرزمینی استفاده می شود، که در آن جریان گرما از بالا به پایین هدایت می شود، موثر هستند.

اگر جریان گرما از پایین به بالا هدایت شود، جریان هوا صعودی و نزولی وجود دارد. انتقال حرارت از طریق همرفت نقش مهمی ایفا می کند و مقدار α" k افزایش می یابد.

برای در نظر گرفتن اثر تابش حرارتی، ضریب انتقال حرارت تابشی αl معرفی شده است (فصل 2، ص 2.5).

با استفاده از فرمول های (2.13)، (2.17)، (2.18)، ضریب انتقال حرارت را با تابش αl در شکاف هوا بین لایه های ساختاری آجرکاری تعیین می کنیم. دمای سطح: t 1 = + 15 ºС، t 2 = + 5 ºС. درجه سیاهی آجر: ε 1 = ε 2 = 0.9.

با فرمول (2.13) دریافتیم که ε = 0.82. ضریب دما θ = 0.91. سپس α l \u003d 0.82 ∙ 5.7 ∙ 0.91 \u003d 4.25 W / (m 2 ºС).

مقدار αl بسیار بیشتر از α "to است (جدول 3.5 را ببینید)، بنابراین، مقدار اصلی گرما از طریق لایه میانی توسط تابش منتقل می شود. به منظور کاهش این شار گرما و افزایش مقاومت انتقال حرارت لایه هوا. توصیه می شود از عایق بازتابی استفاده شود، یعنی پوشش یک یا هر دو سطح، مثلاً با فویل آلومینیومی (به اصطلاح "تقویت کننده") چنین پوششی معمولاً روی سطح گرم قرار می گیرد تا از تراکم رطوبت جلوگیری شود. که خاصیت بازتابی فویل را بدتر می کند "تقویت" سطح شار تابشی را حدود 10 برابر کاهش می دهد.

مقاومت حرارتی یک شکاف هوای مهر و موم شده در یک اختلاف دمای ثابت روی سطوح آن با فرمول تعیین می شود

جدول 3.6

مقاومت حرارتی فضاهای بسته

ضخامت لایه هوا، متر	R al، m 2 ° C / W
برای لایه های افقی با جریان گرما از پایین به بالا و برای لایه های عمودی	برای لایه های افقی با جریان گرما از بالا به پایین
تابستان	زمستان	تابستان	زمستان
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,1	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,2-0.3	0,15	0,19	0,19	0,24

مقادیر Ral برای شکاف های هوای مسطح بسته در جدول 3.6 آورده شده است. به عنوان مثال، اینها شامل لایه های بین لایه های بتن متراکم است که عملاً اجازه عبور هوا را نمی دهد. به طور تجربی نشان داده شده است که در آجرکاری با پر کردن ناکافی درزهای بین آجرها با ملات، نقض سفتی وجود دارد، یعنی نفوذ هوای بیرون به داخل لایه و کاهش شدید مقاومت آن در برابر انتقال حرارت.

هنگام پوشاندن یک یا هر دو سطح لایه میانی با فویل آلومینیومی، مقاومت حرارتی آن باید دو برابر شود.

در حال حاضر دیوارها با تهویه شدهلایه هوا (دیوارهایی با نمای تهویه شده). نمای تهویه دار لولایی سازه ای متشکل از مصالح روکش و زیرسازی است که به گونه ای به دیوار متصل می شود که فاصله هوایی بین روکش محافظ و تزئینی و دیوار باقی می ماند. برای عایق بندی اضافی سازه های خارجی، یک لایه عایق حرارتی بین دیوار و روکش نصب می شود، به طوری که یک شکاف تهویه بین روکش و عایق حرارتی باقی می ماند.

طرح طراحی نمای تهویه شده در شکل 3.15 نشان داده شده است. طبق SP 23-101، ضخامت شکاف هوا باید در محدوده 60 تا 150 میلی متر باشد.

لایه های ساختاری واقع بین شکاف هوا و سطح بیرونی در محاسبات مهندسی گرما در نظر گرفته نمی شوند.در نتیجه، مقاومت حرارتی روکش خارجی در مقاومت انتقال حرارت دیوار که با فرمول (3.6) تعیین می شود، لحاظ نمی شود. همانطور که در بند 2.5 ذکر شد، ضریب انتقال حرارت سطح بیرونی پوشش ساختمان با فضاهای هوای تهویه شده α برای دوره سرد 10.8 W / (m2 ºС) است.

طراحی نمای تهویه شده دارای تعدادی مزیت قابل توجه است. در بند 3.2، توزیع دما در دوره سرد در دیوارهای دو لایه با محل داخلی و خارجی عایق مقایسه شد (شکل 3.4). دیوار با عایق خارجی بیشتر است

"گرم"، زیرا تفاوت درجه حرارت اصلی در لایه عایق حرارت رخ می دهد. هیچ چگالشی در داخل دیوار وجود ندارد، خواص محافظ حرارتی آن بدتر نمی شود، مانع بخار اضافی مورد نیاز نیست (فصل 5).

جریان هوایی که در لایه به دلیل افت فشار ایجاد می شود به تبخیر رطوبت از سطح عایق کمک می کند. لازم به ذکر است که یک اشتباه قابل توجه استفاده از سد بخار در سطح خارجی لایه عایق حرارت است، زیرا از خروج آزادانه بخار آب به بیرون جلوگیری می کند.

به دلیل هدایت حرارتی کم هوا، از شکاف های هوا اغلب به عنوان عایق حرارتی استفاده می شود. شکاف هوا را می توان آب بندی یا تهویه کرد، در مورد دوم به آن دریچه هوا می گویند. اگر هوا در حالت سکون بود، مقاومت حرارتی بسیار بالا بود، اما به دلیل انتقال حرارت توسط همرفت و تشعشع، مقاومت لایه های هوا کاهش می یابد.

همرفت در شکاف هوا.در طول انتقال حرارت، مقاومت دو لایه مرزی غلبه می‌کند (شکل 4.2 را ببینید)، بنابراین ضریب انتقال حرارت به نصف کاهش می‌یابد. در شکاف های هوای عمودی، اگر ضخامت متناسب با ارتفاع باشد، جریان های هوای عمودی بدون تداخل حرکت می کنند. در لایه های هوای نازک، آنها متقابلا مهار می شوند و مدارهای گردش داخلی را تشکیل می دهند که ارتفاع آنها به عرض بستگی دارد.

برنج. 4.2 - طرح انتقال حرارت در یک شکاف هوای بسته: 1 - با همرفت. 2 - تشعشع; 3 - هدایت حرارتی

در لایه‌های نازک یا با اختلاف دمای کم روی سطوح () حرکت جت موازی هوا بدون اختلاط وجود دارد. مقدار حرارت منتقل شده از طریق شکاف هوا می باشد

. (4.12)

ضخامت بحرانی لایه میانی به طور تجربی تعیین شد، δ crمیلی متر، که رژیم جریان آرام برای آن حفظ می شود (در دمای متوسط ​​هوا در لایه میانی 0 درجه سانتی گراد):

در این حالت انتقال حرارت توسط رسانایی و

برای سایر ضخامت ها مقدار ضریب انتقال حرارت برابر است با

. (4.15)

با افزایش ضخامت لایه عمودی، افزایش می یابد α به:

در δ = 10 میلی متر - 20٪؛ δ = 50 میلی متر - 45٪ (حداکثر مقدار، سپس کاهش می یابد). δ = 100 میلی متر - 25٪ و δ = 200 میلی متر - 5٪.

در لایه های هوای افقی (با گرم شدن سطح بالایی)، تقریباً هیچ اختلاط هوا وجود نخواهد داشت، بنابراین فرمول (4.14) قابل اجرا است. با سطح پایین تر گرمتر (مناطق گردش شش ضلعی تشکیل می شود)، مقدار α بهبا فرمول (4.15) یافت می شود.

انتقال حرارت تابشی در شکاف هوا

جزء تشعشعی شار حرارتی با فرمول تعیین می شود

. (4,16)

ضریب انتقال حرارت تابشی فرض می شود α l\u003d 3.97 W / (m 2 ∙ o C)، مقدار آن بیشتر است α بهبنابراین، انتقال حرارت اصلی توسط تابش اتفاق می افتد. به طور کلی، مقدار گرمای منتقل شده از طریق لایه میانی چند برابر است

.

شما می توانید شار گرما را با پوشاندن سطح گرم (برای جلوگیری از تراکم) با فویل، با استفاده از به اصطلاح کاهش دهید. "تقویت" شار تابشی حدود 10 برابر کاهش می یابد و مقاومت دو برابر می شود. گاهی اوقات سلول های فویل لانه زنبوری به شکاف هوا وارد می شوند که انتقال حرارت همرفتی را نیز کاهش می دهد، اما این محلول دوام ندارد.

ضخامت لایه هوا، متر	مقاومت حرارتی یک شکاف هوای بسته R VP، متر 2 درجه سانتی گراد / W
افقی با جریان گرما از پایین به بالا و عمودی	افقی با جریان گرما از بالا به پایین
در دمای هوا در بین لایه
مثبت	منفی	مثبت	منفی
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,10	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,20-0,30	0,15	0,19	0,19	0,24

داده های اولیه برای لایه های ساختارهای محصور؛
- کف چوبی(تخته شیاردار)؛ δ 1 = 0.04 متر; λ 1 \u003d 0.18 وات / متر درجه سانتیگراد؛
- سد بخار; ناچیز.
- فاصله هوا: Rpr = 0.16 m2 °C/W; δ 2 \u003d 0.04 m λ 2 \u003d 0.18 W / m ° С. ( مقاومت حرارتی یک شکاف هوای بسته >>>.)
- عایق(فروفوم)؛ δ ut = ? متر λ ut = 0.05 W/m °С;
- طبقه پیش نویس(تخته)؛ δ3 = 0.025 متر؛ λ 3 \u003d 0.18 وات / متر درجه سانتیگراد؛

سقف چوبی در یک خانه سنگی.

همانطور که قبلاً اشاره کردیم، برای ساده کردن محاسبات مهندسی حرارت، یک ضریب ضربی ( ک) که مقدار مقاومت حرارتی محاسبه شده را به مقاومت های حرارتی توصیه شده سازه های محصور تقریب می کند. برای طبقات زیرزمین و زیرزمین این ضریب 2.0 است. مقاومت حرارتی مورد نیاز بر اساس این واقعیت محاسبه می شود که دمای هوای بیرون (در میدان فرعی) برابر است. - 10 درجه سانتی گراد (هر کس می تواند دمایی را که برای مورد خاص خود لازم می داند تنظیم کند).

ما معتقدیم:

جایی که Rtr- مقاومت حرارتی مورد نیاز،
تلویزیون- دمای طراحی هوای داخلی، درجه سانتیگراد. طبق SNiP پذیرفته شده است و برابر با 18 درجه سانتیگراد است، اما از آنجایی که همه ما عاشق گرما هستیم، پیشنهاد می کنیم دمای هوای داخلی را تا 21 درجه سانتیگراد افزایش دهیم.
tn- دمای طراحی هوای بیرون، درجه سانتیگراد، برابر با میانگین دمای سردترین دوره پنج روزه در یک منطقه ساخت و ساز معین. ما دما را در قسمت فرعی پیشنهاد می کنیم tn"-10 درجه سانتیگراد" را بپذیرید، البته این یک حاشیه بزرگ برای منطقه مسکو است، اما در اینجا، به نظر ما، بهتر است دوباره رهن کنید تا اینکه حساب نکنید. خوب، اگر قوانین را دنبال کنید، دمای فضای باز tn مطابق با SNiP "اقلیم شناسی ساخت و ساز" گرفته می شود. همچنین، مقدار استاندارد مورد نیاز را می توان در سازمان های ساخت و ساز محلی، یا بخش های معماری منطقه ای یافت.
δt n α c- محصول در مخرج کسر است: 34.8 وات / متر مربع - برای دیوارهای خارجی، 26.1 وات / متر مربع - برای پوشش ها و کف اتاق زیر شیروانی، 17.4 وات / متر مربع ( در مورد ما) - برای سقف های زیرزمین.

اکنون ما ضخامت عایق را از فوم پلی استایرن اکسترود شده (استایروفوم) محاسبه می کنیم..

جایی کهδ ut - ضخامت لایه عایق، m
δ 1 …… δ 3 - ضخامت لایه های جداگانه سازه های محصور، m
λ 1 …… λ 3 - ضرایب هدایت حرارتی لایه های جداگانه, W / m ° С (به کتاب راهنمای سازنده مراجعه کنید).
Rpr - مقاومت حرارتی شکاف هوا m2 °С/W. اگر هوا در ساختار محصور وجود نداشته باشد، این مقدار از فرمول حذف می شود.
α در، α n - ضرایب انتقال حرارت سطوح داخلی و خارجی کفبرابر با 8.7 و 23 W/m2 °C، به ترتیب.
λ ut - ضریب هدایت حرارتی لایه عایق(در مورد ما، پلی استایرن فوم اکسترود شده پلی استایرن است)، W / m ° C.

نتیجه؛به منظور برآورده کردن الزامات رژیم دمایی عملیات خانه، ضخامت لایه عایق صفحات فوم پلی استایرن واقع در کف زیرزمین بر روی تیرهای چوبی (ضخامت تیر 200 میلی متر) باید حداقل 11 سانتی متر باشد. از آنجایی که ما در ابتدا پارامترهای خیلی بالایی را تنظیم کردیم، گزینه ها ممکن است به شرح زیر باشند. این کیک یا یک کیک از دو لایه تخته فوم فوم 50 میلی متری (حداقل) یا یک کیک از چهار لایه تخته فوم فوم 30 میلی متری (حداکثر) است.

ساخت و ساز خانه ها در منطقه مسکو:
- ساخت خانه از یک بلوک فوم در منطقه مسکو. ضخامت دیوارهای خانه از بلوک های فوم >>>
- محاسبه ضخامت دیوارهای آجری در هنگام ساخت خانه در منطقه مسکو. >>>
- ساخت خانه چوبی چوبی در منطقه مسکو. ضخامت دیوار یک خانه چوبی. >>>