Toplinska izolacijska sposobnost zračnih slojeva. Toplinski otpor zatvorenih zračnih raspora Veličina zračnog raspora
Pročitajte također
Nizak koeficijent toplinske vodljivosti zraka u porama Građevinski materijal, dostižući 0,024 W / (m ° C), doveo je do ideje o zamjeni građevinskog materijala u vanjskim ogradnim konstrukcijama zrakom, tj. stvaranju vanjskih ograda od dva zida s zračnim razmakom između njih. Međutim, ispostavilo se da su toplinska svojstva takvih zidova iznimno niska, jer. prijenos topline zračnim slojevima odvija se drugačije nego kod čvrstih i trošnih tijela. Za sloj zraka takva proporcionalnost ne postoji. U čvrstom materijalu prijenos topline se odvija samo toplinskom vodljivošću, a u zračnom rasporu tome se pridružuje i prijenos topline konvekcijom i zračenjem.
Slika prikazuje okomiti presjek zračnog raspora debljine δ i temperature na graničnim površinama τ 1 i τ 2 , s τ 1 > τ 2 . S takvom temperaturnom razlikom, toplinski tok će proći kroz zračni raspor P.
Prijenos topline toplinskim vođenjem pokorava se zakonu prijenosa topline u čvrstom tijelu. Stoga se može napisati:
Q 1 \u003d (τ 1 - τ 2) λ 1 / δ
gdje je λ 1 toplinska vodljivost mirnog zraka (pri temperaturi od 0 ° C λ 1 = 0,023 W/(m °C)), W/(m °C); δ - debljina međusloja, m.
Konvekcija zraka u međusloju nastaje zbog temperaturne razlike na njegovim površinama i ima karakter prirodne konvekcije. U isto vrijeme, blizu površine s više visoka temperatura zrak se zagrijava i kreće prema gore, dok se kod hladnije površine hladi i kreće prema dolje. Tako se stvara stalna cirkulacija zraka u okomitom zračnom rasporu, prikazanom strelicama na Sl. Analogno formuli za količinu topline prenesene konvekcijom možemo napisati:
Q 2 \u003d (τ 1 - τ 2) λ 2 / δ 2
gdje je λ 2 uvjetni koeficijent, nazvan konvekcijski koeficijent prijenosa topline, W / (m ° C).
Za razliku od uobičajenog koeficijenta toplinske vodljivosti, ovaj koeficijent nije konstantna vrijednost, već ovisi o debljini sloja, temperaturi zraka u njemu, temperaturnoj razlici na površinama sloja i položaju sloja u ogradi.
Za vertikalne slojeve vrijednosti koeficijenata utječu na temperaturu zraka u rasponu od +15 do -10 °C na prijenos topline konvekcijom ne prelazi 5%, pa se stoga može zanemariti.
Koeficijent prijenosa topline konvekcijom raste s povećanjem debljine međusloja. Ovo povećanje se objašnjava činjenicom da su u tankim slojevima uzlazne i silazne struje zraka međusobno inhibirane, a u vrlo tankim slojevima (manjim od 5 mm) vrijednost λ 2 postaje jednaka nuli. S povećanjem debljine međusloja, naprotiv, konvekcijska strujanja zraka postaju intenzivnija, povećavajući vrijednost λ 2 . S povećanjem temperaturne razlike na površinama međusloja povećava se vrijednost λ 2 zbog povećanja intenziteta konvekcijskih struja u međusloju.
Povećanje vrijednosti λ 1 + λ 2 u horizontalnim slojevima s protokom topline odozdo prema gore objašnjava se izravnim smjerom konvekcijskih struja okomito od donje površine, koja ima višu temperaturu, na gornju površinu, koji ima više niska temperatura. U horizontalnim slojevima, s protokom topline odozgo prema dolje, nema konvekcije zraka, budući da se površina s višom temperaturom nalazi iznad površine s nižom temperaturom. U ovom slučaju uzima se λ 2 = 0.
Osim prijenosa topline toplinskim vođenjem i konvekcijom u zračnom rasporu, postoji i izravno zračenje između površina koje ograničavaju zračni raspor. Količina topline Q 3 , preneseno u zračnom rasporu zračenjem s površine s višom temperaturom τ 1 na površinu s nižom temperaturom τ 2 može se izraziti analogno s prethodnim izrazima kao:
Q 2 \u003d (τ 1 - τ 2) α l
gdje je α l koeficijent prijenosa topline zračenjem, W / (m2 ° C).
U ovoj jednakosti nema faktora δ, budući da je količina topline prenesena zračenjem u zračnim prostorima ograničenim paralelne ravnine, ne ovisi o udaljenosti između njih.
Koeficijent α l određuje se formulom. Koeficijent α l također nije konstantna vrijednost, već ovisi o emisivnosti površina koje ograničavaju zračni raspor i, osim toga, o razlici četvrtih stupnjeva apsolutne temperature ove površine.
Pri temperaturi od 25 °C vrijednost temperaturnog koeficijenta raste za 74% u odnosu na njegovu vrijednost na temperaturi od -25 °C. Posljedično, svojstva zaštite od topline zračnog sloja će se poboljšati kako se njegova prosječna temperatura smanjuje. U smislu toplinske tehnike, bolje je postaviti slojeve zraka bliže vanjskoj površini ograde, gdje su temperature u zimsko vrijeme bit će niža.
Izraz λ 1 + λ 2 + α l δ može se smatrati koeficijentom toplinske vodljivosti zraka u međusloju, koji podliježe zakonima prijenosa topline kroz čvrsta tijela. Ovaj ukupni koeficijent naziva se "ekvivalentni koeficijent toplinske vodljivosti zračnog raspora" λ e Dakle, imamo:
λ e = λ 1 + λ 2 + α l δ
Poznavajući ekvivalentni koeficijent toplinske vodljivosti zraka u međusloju, njegov toplinski otpor određuje se formulom na isti način kao i za slojeve čvrste ili rasuti materijali, tj. 
Ova formula je primjenjiva samo za zatvorene zračne šupljine, odnosno one koji nemaju komunikaciju s vanjskim ili unutarnjim zrakom. Ako sloj ima vezu s vanjskim zrakom, tada kao rezultat prodiranja hladnog zraka, njegov toplinski otpor ne samo da može postati nula, već i uzrokovati smanjenje otpora na prijenos topline ograde.
Kako bi se smanjila količina topline koja prolazi kroz zračni raspor, potrebno je smanjiti jednu od komponenti puni iznos toplina koju prenosi sloj. Ovaj problem je savršeno riješen u zidovima posuda dizajniranih za pohranu tekućeg zraka. Stijenke ovih posuda sastoje se od dvije staklene ljuske, između kojih se ispumpava zrak; staklene površine okrenute unutar međusloja prekrivene su tankim slojem srebra. U tom se slučaju količina topline koja se prenosi konvekcijom smanjuje na nulu zbog značajnog razrjeđivanja zraka u međusloju.
U građevinskim konstrukcijama s zračnim prazninama, prijenos topline zračenjem
značajno se smanjuje kada su zračeće površine obložene aluminijem, koji ima nisku emisivnost C = 0,26 W / (m 2 K 4). Prijenos topline toplinskom vodljivošću pri običnom razrjeđivanju zraka ne ovisi o njegovom tlaku, a tek pri razrjeđivanju ispod 200 Pa koeficijent toplinske vodljivosti zraka počinje opadati
U porama građevnog materijala prijenos topline se odvija na isti način kao i u zračnim prostorima, zbog čega koeficijent toplinske vodljivosti zraka u porama materijala ima razna značenja ovisno o veličini pora. Povećanje toplinske vodljivosti zraka u porama materijala s povećanjem temperature nastaje uglavnom zbog povećanja prijenosa topline zračenjem.
Prilikom projektiranja vanjskih ograda s zračnim prazninama, potrebno je
razmotriti sljedeće:
1) toplinski učinkoviti međuslojevi su mali
2) pri odabiru debljine zračnih slojeva poželjno je uzeti u obzir da λ e zraka u njima nije više omjera toplinska vodljivost materijala koji bi mogao ispuniti međusloj; suprotan slučaj može biti, ako je to opravdano ekonomskim razmatranjima;
3) racionalnije je napraviti nekoliko slojeva malih
debljina od jedne velike debljine;
4) poželjno je postaviti zračne praznine bliže vanjskoj strani ograde,
budući da se u isto vrijeme, zimi, smanjuje količina topline koja se prenosi zračenjem;
5) zračni sloj mora biti zatvoren i ne komunicirati sa zrakom; ako je potreba za povezivanjem međusloja s vanjskim zrakom uzrokovana drugim razmatranjima, kao što je osiguranje golih krovova od kondenzacije vlage u njima, tada se to mora uzeti u obzir pri izračunu;
6) vertikalni slojevi u vanjskim zidovima moraju biti blokirani horizontalnim
dijafragme na razini katova; češće razdvajanje slojeva po visini nema praktičnog značaja;
7) kako bi se smanjila količina topline koja se prenosi zračenjem, preporuča se prekriti jednu od površina međusloja aluminijskom folijom koja ima emisivnost C = 1,116 W/(m 2 K 4). Pokrivanje obje površine folijom praktički ne smanjuje prijenos topline.
Također u građevinskoj praksi često postoje vanjske ograde sa zračnim otvorima koji komuniciraju s vanjskim zrakom. Posebno raširena primljeni međuslojevi ventilirani vanjskim zrakom u nepotkrovskim kombiniranim premazima kao najviše učinkovita mjera za borbu protiv kondenzacije vlage. Kada se zračni jaz ventilira vanjskim zrakom, potonji, prolazeći kroz ogradu, oduzima toplinu od njega, povećavajući prijenos topline ograde. To dovodi do pogoršanja svojstava toplinske zaštite ograde i povećanja koeficijenta prijenosa topline. Proračun ograda s ventiliranim zračnim rasporom provodi se kako bi se odredila temperatura zraka u procjepu i stvarne vrijednosti otpora prijenosa topline i koeficijenta prijenosa topline takvih ograda.
23. Konstruktivna rješenja za pojedine građevinske komponente (prozorske nadvratnike, kosine, uglove, spojeve i sl.) za sprječavanje kondenzacije na unutarnjim površinama.
Dodatna količina topline izgubljena kroz vanjske kutove je mala u usporedbi s ukupnim gubitkom topline vanjskih zidova. Sa sanitarno-higijenskog stajališta posebno je nepovoljno smanjenje temperature zidne površine u vanjskom kutu kao jedini razlog vlažnosti i smrzavanja vanjskih kutova*. Ovo smanjenje temperature posljedica je dva razloga:
1) geometrijski oblik kuta, tj. nejednakost područja apsorpcije topline i prijenosa topline u vanjskom kutu; dok je na površini zida područje teshyupercepcije F u jednaka površini prijenosa topline F n, u području apsorpcije topline vanjskog kuta F u ispada manje površine prijenos topline F n; dakle, vanjski kut doživljava više hlađenja od površine zida;
2) smanjenje koeficijenta apsorpcije topline α u vanjskom kutu u odnosu na glatkoću stijenke, uglavnom zbog smanjenja prijenosa topline zračenjem, a također i kao rezultat smanjenja intenziteta konvekcijskih strujanja zraka u vanjski kut. Smanjenje vrijednosti α in povećava otpornost na apsorpciju topline R u, a to utječe na snižavanje temperature vanjskog kuta Tu.
Prilikom projektiranja vanjskih kutova potrebno je poduzeti mjere za povećanje temperature na njihovoj unutarnjoj površini, odnosno izolirati kutove, što se može učiniti na sljedeće načine.
1. Košenje unutarnjih površina vanjskog kuta okomitom ravninom. U tom je slučaju s unutarnje strane pravi kut podijeljen na dva tupa kuta (slika 50a). Širina rezne ravnine mora biti najmanje 25 cm.Ovo rezanje se može obaviti ili istim materijalom koji čini zid, ili drugim materijalom nešto niže toplinske vodljivosti (Sl. 506). U potonjem slučaju, izolacija uglova može se obaviti bez obzira na konstrukciju zidova. Ova mjera se preporuča za zagrijavanje kutova postojećih zgrada, ako su toplinski uvjeti tih kutova nezadovoljavajući (privlaživanje ili smrzavanje). Košenje ugla s širinom rezne ravnine od 25 cm smanjuje temperaturnu razliku između površine zida i vanjskog kuta, prema iskustvu, na
otprilike 30%. Kakav učinak ima izolacija ugla zakošenjem, može se vidjeti na primjeru 1,5-kir-
zid za pizzu eksperimentalna kuća u Moskvi. Na /n \u003d -40 ° C, kut je bio zamrznut (slika 51). U rebra dvoje tupi uglovi, formirana presjekom ravnine kosine s licima pravi kut, smrzavanje se podiglo za 2 m od poda; na istoj ravni
prilikom košnje, ovo se smrzavanje podiglo samo na visinu od oko 40 cm od poda, tj. u sredini ravnine košnje, površinska temperatura se pokazala višom nego na njezinom spoju s površinom vanjskih zidova. Da kut nije bio izoliran, onda bi se smrznuo u punoj visini.
2. Zaokruživanje vanjskog kuta. Unutarnji polumjer zaobljenja mora biti najmanje 50 cm.. Zaobljenje kuta može se izvesti i na obje plohe ugla, i na jednoj od njegovih unutarnjih površina (slika 50d).
U potonjem slučaju, izolacija je slična zakošenju kuta, a radijus zaokruživanja može se smanjiti na 30 cm.
S higijenskog stajališta, zaobljenje kuta daje još povoljniji rezultat, stoga se prije svega preporučuje za medicinske i druge objekte čija se čistoća traži. povećani zahtjevi. Zaokruživanje kutova u radijusu od 50 cm smanjuje temperaturnu razliku između
glatke površine zida i vanjskog kuta za oko 25%. 3. Uređaj na vanjskoj površini kuta izolacijskih pilastra (slika 50d) - obično u drvenim kućama.
U kućama s kaldrmom i brvnama ova je mjera osobito važna kod rezanja zidova u šapu; u ovom slučaju pilastri štite kut od prekomjernog gubitka topline duž krajeva trupaca zbog veće toplinske vodljivosti drva uz vlakna. Širina pilastra, računajući od vanjskog ruba ugla, mora biti najmanje jedna i pol debljine zida. Pilastri moraju imati dovoljnu toplinsku otpornost (približno ne manje od R\u003d 0,215 m2 ° C / W, što odgovara drvenim pilastrima od dasaka od 40 mm). Daske pilastre na uglovima zidova, usitnjene u šapu, preporučljivo je staviti na sloj izolacije.
4. Ugradnja u vanjske kutove uspona razvodnog cjevovoda centralnog grijanja. Ova mjera je najučinkovitija, jer u tom slučaju temperatura unutarnje površine vanjskog kuta može postati čak i viša od temperature na površini zida. Stoga pri projektiranju sustava centralno grijanje usponi distribucijskog cjevovoda u pravilu se postavljaju u sve vanjske kutove zgrade. Uspon za grijanje podiže temperaturu u kutu za oko 6 °C pri izračunatoj vanjskoj temperaturi.
Nazovimo čvor strehe spoj potkrovlja ili kombiniranog pokrova na vanjski zid. Režim toplinske tehnike takvog čvora blizak je režimu toplinske tehnike vanjskog kuta, ali se razlikuje od njega po tome što premaz uz zid ima veće kvalitete zaštite od topline od zida, a kod potkrovnih podova temperatura zraka u potkrovlju će biti nešto viša od temperature vanjskog zraka.
Nepovoljni toplinski uvjeti vijenaca zahtijevaju njihovu dodatna izolacija u izgrađenim kućama. Ova izolacija se mora izvesti sa strane prostorije, a mora se provjeriti izračunavanjem temperaturnog polja sklopa vijenca, jer ponekad prekomjerna izolacija može dovesti do negativnih rezultata.
Pokazalo se da je izolacija s pločama od drvenih vlakana koje provode toplinu mnogo učinkovitija nego s polistirenskom pjenom s niskom toplinskom vodljivošću.
Sličan temperaturni režim vijenac čvor je način socle čvora. Smanjenje temperature u kutu gdje se pod prvog kata naslanja na površinu vanjskog zida može biti značajno i približiti se temperaturi u vanjskim kutovima.
Za povećanje temperature poda prvih katova u blizini vanjskih zidova, poželjno je povećati svojstva toplinske zaštite poda duž perimetra zgrade. Također je potrebno da baza ima dovoljne kvalitete zaštite od topline. To je osobito važno za podove koji se nalaze izravno na tlu ili betonsku pripremu. U tom slučaju preporuča se ugraditi toplo zatrpavanje, na primjer, troskom, iza baze duž perimetra zgrade.
Podovi položeni na grede s podzemnim prostorom između podrumske konstrukcije i površine tla imaju veća svojstva toplinske izolacije u odnosu na pod na čvrstoj podlozi. Postolje, pribijeno na zidove u blizini poda, izolira kut između vanjskog zida i poda. Stoga je u prvim etažama zgrada potrebno paziti na povećanje toplinsko-zaštitnih svojstava lajsni, što se može postići povećanjem njihove veličine i ugradnjom na sloj meke izolacije.
Smanjenje temperature unutarnje površine vanjskih zidova kuća s velikim pločama također se opaža u odnosu na spojeve panela. Kod jednoslojnih ploča to je uzrokovano punjenjem šupljine spoja toplinski vodljivijim materijalom od materijala ploče; u sendvič panelima - betonska rebra koja obrubljuju panel.
Kako bi se spriječila kondenzacija vlage na unutarnjoj površini okomitih spojeva ploča vanjskih zidova kuća serije P-57, koristi se metoda povećanja temperature ugradnjom grijaćeg uspona u pregradu uz spoj.
Nedovoljna izolacija vanjskih zidova u međukatni pojas može uzrokovati značajan pad temperature poda u blizini vanjskih zidova, čak iu kućama od opeke. To se obično opaža kada su vanjski zidovi izolirani iznutra samo unutar prostora, a u međukatnom pojasu zid ostaje neizoliran. Povećana propusnost zraka zidova u međukatnom pojasu može dovesti do dodatnog oštrog hlađenja međukatnog stropa.
24. Toplinska otpornost vanjskih ogradnih konstrukcija i prostorija.
Neravnomjeran prijenos topline grijaćim uređajima uzrokuje fluktuacije temperature zraka u prostoriji i na unutarnjim površinama vanjskih kućišta. Veličina amplituda fluktuacija temperature zraka i temperatura unutarnjih površina ograde ovisit će ne samo o svojstvima sustava grijanja, toplinski inženjerskim kvalitetama njegovih vanjskih i unutarnjih ograđenih konstrukcija, kao i o opremi. sobe.
Toplinska otpornost vanjske ograde je njezina sposobnost da daje veću ili manju promjenu temperature unutarnje površine kada temperatura zraka u prostoriji ili temperatura vanjskog zraka fluktuira. Što je manja promjena temperature unutarnje površine kućišta s istom amplitudom kolebanja temperature zraka, to je otporniji na toplinu i obrnuto.
Toplinska otpornost prostorije je njezina sposobnost da smanji fluktuacije temperature unutarnjeg zraka tijekom fluktuacija protok topline iz grijač. Što je manja, pod jednakim uvjetima, amplituda kolebanja temperature zraka u prostoriji, to će biti otpornija na toplinu.
Za karakterizaciju toplinske otpornosti vanjskih ograda, O. E. Vlasov je uveo koncept koeficijenta toplinske otpornosti ograde φ. Koeficijent φ je apstraktni broj, koji je omjer temperaturne razlike između unutarnjeg i vanjskog zraka i najveće temperaturne razlike između unutarnjeg zraka i unutarnje površine ograde. Vrijednost φ ovisit će o toplinskim svojstvima ograde, kao io sustavu grijanja i njegovom radu. Za izračunavanje vrijednosti φ, O. E. Vlasov dao je sljedeću formulu:
φ \u003d R o / (R in + m / Y in)
gdje R o - otpornost na prijenos topline ograde, m2 °C / W; R u- otpornost na apsorpciju topline, m2 °C/W; Y u- koeficijent apsorpcije topline unutarnje površine ograde, W/(m2 °C).
25. Gubici topline za zagrijavanje infiltrirajućeg vanjskog zraka kroz ogradne konstrukcije prostora.
Troškovi topline Q i W, za grijanje infiltriranog zraka i prostorija stambenih i javne zgrade s prirodnim ispušna ventilacija, nije kompenzirano grijanim dovodni zrak, treba uzeti jednaku većoj od vrijednosti izračunatih prema metodi, prema formulama:
Q i \u003d 0,28ΣG i C (t in -t n) k;
G i =0,216 (ΣF ok)×ΔP 2/3 /R i(ok)
gdje je - ΣG i brzina protoka infiltriranog zraka, kg/h, kroz ogradne strukture prostorije, s - određena toplina zrak, jednak 1 kJ / (kg - ° C); t in, t n - izračunate temperature zraka u prostoriji i vanjskog zraka u hladno razdoblje godina, C; k - koeficijent koji uzima u obzir utjecaj protutoka topline u konstrukcijama, jednak: 0,7 - za spojeve zidnih ploča, za prozore s vezovima za prijestolje, 0,8 - za prozore i balkonska vrata s odvojenim krilima i 1.0 - za jednostruke prozore, prozore i balkonska vrata s dvostrukim krilima i otvoreni otvori; ΣF ok - cijelo područje, m; ΔP je projektna razlika tlaka na projektiranom podu, Pa; R i (ok) - otpor paropropusnosti m 2 × h × Pa / mg
Toplinskim gubicima tih prostorija treba dodati toplinske troškove izračunate za svaku prostoriju za grijanje infiltriranog zraka.
Za održavanje projektirane temperature zraka u prostoriji, sustav grijanja mora nadoknaditi gubitak topline u prostoriji. Međutim, treba imati na umu da osim gubitaka topline u prostoriji, mogu postojati i dodatni troškovi topline: za zagrijavanje hladnih materijala koji ulaze u prostoriju i dolazećih vozila.
26. gubitak topline kroz ovojnicu zgrade
27. Procijenjeni gubitak topline prostorije.
Svaki sustav grijanja osmišljen je za stvaranje unaprijed određene temperature zraka u prostorijama zgrade tijekom razdoblja palube u godini, koja odgovara ugodnim uvjetima te ispunjavanje zahtjeva tehnološkog procesa. Toplinski režim, ovisno o namjeni prostora, može biti konstantan i promjenjiv.
Stalni toplinski režim mora se održavati 24 sata tijekom cijelog dana razdoblje grijanja u zgradama: stambenim, industrijskim s kontinuiranim radom, dječjim i medicinske ustanove, hoteli, sanatoriji itd.
Neperiodični toplinski režim tipičan je za industrijske zgrade s jednosmjenskim i dvosmjenskim radom, kao i za niz javnih zgrada (upravnih, trgovačkih, obrazovnih itd.) i zgrada javnih poduzeća. U prostorijama ovih zgrada, potrebno toplinski uvjeti podrška samo tijekom radnog vremena. U ne radno vrijeme koristiti ili postojeći sustav grijanja, ili organizirati rezervno grijanje koje održava prostoriju niska temperatura zrak. Ako tijekom radnog vremena unesena toplina premašuje gubitak topline, tada se dogovara samo grijanje u stanju pripravnosti.
Toplinski gubici u prostoriji sastoje se od gubitaka kroz ovojnicu zgrade (uzima se u obzir orijentacija konstrukcije na krajevima svijeta) i od potrošnje topline za grijanje hladnog vanjskog zraka koji ulazi u prostoriju radi njegove ventilacije. Osim toga, uzimaju se u obzir toplinski dobici u prostoriji od ljudi i kućanskih aparata.
Dodatni trošak toplina za zagrijavanje vanjskog hladnog zraka koji ulazi u prostoriju radi njegove ventilacije.
Dodatna potrošnja topline za zagrijavanje vanjskog zraka koji ulazi u prostoriju infiltracijom.
Gubitak topline kroz ovojnice zgrade.
Korekcioni faktor uzimajući u obzir orijentaciju na kardinalne točke.
n - koeficijent koji ovisi o položaju vanjske površine ogradnih konstrukcija u odnosu na vanjski zrak
28. Vrste uređaja za grijanje.
Uređaji za grijanje koji se koriste u sustavima centralnog grijanja dijele se: prema prevladavajućem načinu prijenosa topline - na zračenje (ovjesne ploče), konvektivno-zračenje (uređaji s glatkom vanjskom površinom) i konvektivno (konvektori s rebrastom površinom i rebrastim cijevima); prema vrsti materijala - za metalne aparate (lijevano željezo od sivog lijeva i čelik od čeličnog lima i čeličnih cijevi), niskometalne (kombinirane) i nemetalne (keramički radijatori, betonske ploče sa zatvorenim staklenim ili plastičnim cijevima ili s šupljinama, bez cijevi, itd.); Priroda vanjska površina- na glatkim (radijatori, ploče, glatki cijevi), rebrastim (konvektori, rebraste cijevi, grijači).
Radijatori od lijevanog željeza i čelika žigosani. Industrija proizvodi segmentne i blok radijatore od lijevanog željeza. Sekcijski radijatori sastavljen iz zasebnih dijelova, blok - iz blokova. Proizvodnja radijatori od lijevanog željeza zahtijeva veliki trošak metala, zahtjevni su u proizvodnji i ugradnji. Istodobno, proizvodnja ploča postaje kompliciranija zbog uređenja niše u njima za ugradnju radijatora. Osim toga, proizvodnja radijatora dovodi do onečišćenja okoliš. Proizvodnja jednorednog i dvorednog čelika panelni radijatori: žigosani stupac tipa RSV1 i žigosani svitak tip RSG2
Rebraste cijevi. Rebraste cijevi su izrađene od lijevanog željeza duljine 0,5; 0,75; ja; 1,5 i 2 m s okruglim rebrima i grijaćom površinom 1; 1,5; 2; 3 i 4 m 2 (slika 8.3). Na krajevima cijevi predviđene su prirubnice za njihovo pričvršćivanje na prirubnice toplinske cijevi sustava grijanja. Rebra uređaja povećava površinu koja oslobađa toplinu, ali otežava čišćenje od prašine i smanjuje koeficijent prijenosa topline. Rebraste cijevi se ne ugrađuju u sobe s dugim boravkom ljudi.
Konvektori. Posljednjih godina naširoko se koriste konvektori - uređaji za grijanje koji prenose toplinu uglavnom konvekcijom.
29.razvrstavanje uređaja za grijanje.zahtjevi za njih.
30. Proračun potrebna površina uređaji za grijanje.
Svrha grijanja je nadoknaditi gubitke svake grijane prostorije kako bi se u njoj osigurala projektna temperatura. Sustav grijanja je kompleks inženjerskih uređaja koji osiguravaju proizvodnju toplinske energije i njezin prijenos u svaku grijanu prostoriju u potrebnoj količini.
- temperatura dovedene vode, jednaka 90 0 C;
- temperatura povratna voda, jednako 70 0 S.
Svi izračuni su u tablici 10.
1) Odredite ukupno toplinsko opterećenje na usponu:
, W
2) Količina rashladne tekućine koja prolazi kroz uspon:
Gst \u003d (0,86 * Qst) / (tg-to), kg / h
3) Koeficijent propuštanja u jednocijevni sustavα=0,3
4) Poznavajući koeficijent propuštanja, moguće je odrediti količinu rashladne tekućine koja prolazi kroz svaki uređaj za grijanje:
Gpr \u003d Gst * α, kg / h
5) Odredite temperaturnu razliku za svaki uređaj:
gdje je Gpr gubitak topline kroz uređaj,
- ukupni gubitak topline ova soba
6) Određujemo temperaturu rashladne tekućine u uređaju za grijanje na svakom katu:
tin \u003d tg - ∑ Qpr / Qst (tg- to), 0 S
gdje je ∑Qpr - toplinski gubici svih prethodnih prostorija
7) Temperatura rashladne tekućine na izlazu iz uređaja:
tout= tin- Δtpr, 0 S
8) Odredite prosječnu temperaturu rashladne tekućine u grijaču:
9) Određujemo temperaturnu razliku između prosječne temperature rashladne tekućine u uređaju i temperature okolnog zraka
10) Odredite potreban prijenos topline jednog dijela grijača:
gdje je Qnu nazivni uvjetni toplinski tok, t.j. količina topline u W, koju daje jedan dio uređaja za grijanje MS-140-98. Qnu \u003d 174 W.
Ako je brzina protoka rashladne tekućine kroz uređaj G unutar 62..900, tada je koeficijent c=0.97 (koeficijent uzima u obzir shemu povezivanja uređaja za grijanje). Koeficijenti n, p odabiru se iz referentne knjige ovisno o vrsti grijača, brzini protoka rashladne tekućine u njemu i shemi za dovod rashladne tekućine u uređaj.
Za sve uspone prihvaćamo n=0,3, p=0,
Za treći uspon prihvaćamo c=0,97
11) Odredite potreban minimalni broj sekcija grijača:
N= (Qpr/(β3*))*β4
β 4 je koeficijent koji uzima u obzir način ugradnje radijatora u prostoriju.
Radijator ugrađen ispod prozorske daske s dekorativnom zaštitnom rešetkom postavljenom na prednjoj strani = 1,12;
radijator s dekorativnom zaštitnom rešetkom postavljenom na prednjoj strani i slobodnim gornjim dijelom = 0,9;
radijator ugrađen u zidnu nišu sa slobodnim prednjim dijelom = 1,05;
radijatori smješteni jedan iznad drugog = 1,05.
Prihvaćamo β 4 \u003d 1.12
β 3 - koeficijent koji uzima u obzir broj sekcija u jednom radijatoru
3 - 15 sekcija = 1;
16 - 20 sekcija = 0,98;
21 - 25 sekcija = 0,96.
Prihvaćamo β 3 =1
Jer potrebna je ugradnja 2 grijalice u prostoriju, zatim Q app 2/3 odnosno 1/3 raspoređujemo
Izračunavamo broj sekcija za 1. i 2. grijač
31. Glavni čimbenici koji određuju vrijednost koeficijenta prijenosa topline uređaja za grijanje.
Koeficijent prijenosa topline grijača
Glavni čimbenici određivanje vrijednosti k su: 1) vrsta i značajke dizajna dodijeljen tipu uređaja tijekom njegovog razvoja; 2) temperaturna razlika tijekom rada uređaja
Među sekundarnim čimbenicima koji utječu na koeficijent prolaza topline uređaja sustava grijanja vode, prije svega ističemo potrošnju vode G np koja je uključena u formulu. Ovisno o potrošnji vode, brzini kretanja w i načinu protoka vode u uređaja, tj. unutarnje površine. Osim toga, mijenja se ujednačenost temperaturnog polja na vanjskoj površini uređaja.
Sljedeći sekundarni čimbenici također utječu na koeficijent prijenosa topline:
a) brzina zraka v na vanjskoj površini uređaja.
b) dizajn kućišta instrumenta.
c) izračunata vrijednost atmosferski pritisak postavljen za lokaciju zgrade
d) bojanje uređaja.
Na vrijednost koeficijenta prijenosa topline utječu i kvaliteta obrade vanjske površine, onečišćenost unutarnje površine, prisutnost zraka u uređajima i drugi operativni čimbenici.
32Vrste sustava grijanja. Područja uporabe.
Sustavi grijanja: vrste, uređaj, izbor
Jedna od najvažnijih komponenti inženjerske podrške je grijanje.
Važno je znati da je dobar pokazatelj učinkovitosti sustava grijanja sposobnost sustava za održavanje ugodna temperatura u kući sa što nižom temperaturom rashladne tekućine, čime se minimiziraju troškovi rada sustava grijanja.
Svi sustavi grijanja koji koriste rashladnu tekućinu dijele se na:
sustavi grijanja sa prirodna cirkulacija (gravitacijski sustav), tj. kretanje rashladne tekućine iznutra zatvoreni sustav nastaje zbog razlike u težini vruće rashladne tekućine u dovodnoj cijevi (okomiti uspon veliki promjer) i hladno - nakon hlađenja u uređajima i povratnom cjevovodu. Potreban hardver za ovaj sustav je ekspanzijska posuda otvorenog tipa, koji je instaliran na najvišoj točki sustava. Često se također koristi za punjenje i punjenje sustava rashladnom tekućinom.
sustav grijanja s prisilna cirkulacija Temelji se na djelovanju pumpe, koja tjera rashladnu tekućinu da se kreće, prevladavajući otpor u cijevima. Takva se crpka naziva cirkulacijska pumpa i omogućuje zagrijavanje velikog broja prostorija iz opsežnog sustava cijevi i radijatora, kada temperaturna razlika na ulazu i izlazu ne daje dovoljnu silu da rashladna tekućina prevlada cijelu mrežu. Do potrebnu opremu koji se koristi s ovim sustavom grijanja treba uključivati proširenje membranski spremnik, cirkulacijska pumpa, sigurnosna grupa.
Prvo pitanje koje treba uzeti u obzir pri odabiru sustava grijanja je koji će se izvor energije koristiti: kruto gorivo (ugljen, ogrjev itd.); tekuće gorivo(loživo ulje, dizel gorivo, kerozin); plin; struja. Gorivo je osnova za odabir oprema za grijanje i izračun ukupnih troškova s maksimalnim skupom ostalih pokazatelja. Potrošnja goriva seoske kuće značajno ovisi o materijalu i konstrukciji zidova, volumenu kuće, načinu rada i sposobnosti sustava grijanja da kontrolira temperaturne karakteristike. Izvor topline u vikendicama su jednokružni (samo za grijanje) i dvokružni (grijanje i opskrba toplom vodom) kotlovi.
Test
o toplinskoj fizici br.11
Toplinski otpor zračnog raspora
1. Dokazati da je linija pada temperature u debljini višeslojne ograde u koordinatama "temperatura - toplinski otpor" ravna linija
2. Što određuje toplinski otpor zračnog raspora i zašto
3. Uzroci koji uzrokuju nastanak razlike tlaka na jednoj i drugoj strani ograde
otpornost na temperaturu zaštita međusloja zraka
1. Dokazati da je linija pada temperature u debljini višeslojne ograde u koordinatama "temperatura - toplinski otpor" ravna linija
Pomoću jednadžbe otpora prijenosa topline ograde možete odrediti debljinu jednog od njezinih slojeva (najčešće izolacije - materijala s najnižom toplinskom vodljivošću), pri kojoj će ograda imati zadanu (potrebnu) vrijednost prijenosa topline otpornost. Tada se potrebni izolacijski otpor može izračunati kao, gdje je zbroj toplinskih otpora slojeva poznatih debljina, i minimalna debljina grijač - tako:. Za daljnje izračune, debljina izolacije mora se zaokružiti na velika strana višekratnik jedinstvenih (tvorničkih) vrijednosti debljine određenog materijala. Na primjer, debljina opeke višestruka je polovice njezine duljine (60 mm), debljina slojeva betona je višestruka od 50 mm, a debljina slojeva drugih materijala višestruka je od 20 ili 50 mm, ovisno na koraku s kojim se izrađuju u tvornicama. Prilikom provođenja proračuna prikladno je koristiti otpore zbog činjenice da će raspodjela temperature po otporima biti linearna, što znači da je izračune prikladno provoditi grafički. U ovom slučaju, kut nagiba izoterme prema horizontu u svakom sloju je isti i ovisi samo o omjeru razlike između izračunatih temperatura i otpora prijenosa topline konstrukcije. A tangenta kuta nagiba nije ništa drugo nego gustoća toplinskog toka koji prolazi kroz ovu ogradu: .
U stacionarnim uvjetima, gustoća toplinskog toka je konstantna u vremenu, a time i gdje R x- otpor dijela konstrukcije, uključujući otpor prijenosu topline unutarnje površine i toplinski otpor slojeva konstrukcije od unutarnjeg sloja do ravnine na kojoj se traži temperatura.
Zatim. Na primjer, temperatura između drugog i trećeg sloja strukture može se pronaći na sljedeći način: .
Smanjene otpore prijenosu topline nehomogenih ogradnih konstrukcija ili njihovih presjeka (fragmenata) treba odrediti iz priručnika, a smanjene otpore ravnih ogradnih konstrukcija s toplinskim uključcima također treba odrediti iz priručnika.
2. Što određuje toplinski otpor zračnog raspora i zašto
Osim prijenosa topline toplinskim vođenjem i konvekcijom u zračnom rasporu, postoji i izravno zračenje između površina koje ograničavaju zračni raspor.
Jednadžba prijenosa topline zračenja: , gdje b l - koeficijent prolaza topline zračenjem, koji u većoj mjeri ovisi o materijalima međuslojnih površina (što su koeficijenti zračenja materijala manji, to su niži i b k) i prosječna temperatura zraka u međusloju (s porastom temperature raste koeficijent prijenosa topline zračenjem).
Pa gdje l eq - ekvivalentni koeficijent toplinske vodljivosti zračnog sloja. Znajući l eq, moguće je odrediti toplinski otpor zračnog raspora. Međutim, otpor R vp se može odrediti i iz priručnika. Oni ovise o debljini zračnog sloja, temperaturi zraka u njemu (pozitivna ili negativna) i vrsti sloja (vertikalni ili horizontalni). Količina topline koja se prenosi toplinskom vodljivošću, konvekcijom i zračenjem kroz vertikalne zračne raspore može se procijeniti iz sljedeće tablice.
|
Debljina sloja, mm |
Gustoća toplinskog toka, W / m 2 |
Količina topline u % preneseno |
Ekvivalentni koeficijent toplinske vodljivosti, m o C / W |
Toplinski otpor međusloja, W/m 2o C |
|||
|
toplinska vodljivost |
konvekcija |
radijacija |
|||||
|
Napomena: vrijednosti dane u tablici odgovaraju temperaturi zraka u međusloju jednakoj 0 o C, temperaturnoj razlici na njegovim površinama 5 o C i emisivnosti površina C = 4,4. |
Dakle, pri projektiranju vanjskih barijera sa zračnim otvorima treba uzeti u obzir sljedeće:
1) povećanje debljine zračnog raspora ima mali učinak na smanjenje količine topline koja prolazi kroz njega, a tanki slojevi (3-5 cm) su toplinski učinkoviti;
2) racionalnije je napraviti nekoliko slojeva male debljine u ogradi nego jedan sloj velike debljine;
3) svrsishodno je puniti debele slojeve materijalima niske toplinske vodljivosti kako bi se povećala toplinska otpornost ograde;
4) zračni sloj mora biti zatvoren i ne komunicirati s vanjskim zrakom, odnosno vertikalni slojevi moraju biti blokirani horizontalnim dijafragmama u razini međukatnih stropova (češće blokiranje slojeva po visini nema praktičnu važnost). Ako postoji potreba za ugradnjom slojeva ventiliranih vanjskim zrakom, oni su podložni posebnom proračunu;
5) zbog činjenice da se glavni dio topline koja prolazi kroz zračni raspor prenosi zračenjem, poželjno je slojeve postaviti bliže vanjskoj strani ograde, što povećava njihov toplinski otpor;
6) osim toga, preporuča se topliju površinu međusloja prekriti materijalom s niskom emisivnošću (na primjer, aluminijskom folijom), što značajno smanjuje fluks zračenja. Pokrivanje obiju površina takvim materijalom praktički ne smanjuje prijenos topline.
3. Uzroci koji uzrokuju nastanak razlike tlaka na jednoj i drugoj strani ograde
Zimi zrak u grijanim prostorijama ima temperaturu veću od vanjski zrak, te stoga vanjski zrak ima veću volumetrijsku težinu (gustoću) od unutarnjeg zraka. Ova razlika u volumetrijskoj težini zraka stvara razliku u njegovom tlaku s obje strane ograde (toplinski tlak). Zrak ulazi kroz prostoriju Niži dio njegove vanjske stijenke, a ostavlja ga kroz gornji dio. U slučaju nepropusnosti gornjih i donjih štitnika i kada zatvorenim otvorima razlika tlaka zraka doseže svoje maksimalne vrijednosti u blizini poda i ispod stropa, a jednaka je nuli na sredini visine prostorije (neutralna zona).
Slični dokumenti
Toplinski tok koji prolazi kroz ogradu. Otpornost na apsorpciju topline i prijenos topline. Gustoća toplinskog toka. Toplinska otpornost ograde. Raspodjela temperature po otporima. Određivanje otpornosti na prijenos topline ograda.
test, dodano 23.01.2012
Prijenos topline kroz zračni raspor. Nizak koeficijent toplinske vodljivosti zraka u porama građevinskih materijala. Osnovni principi projektiranja zatvorenih zračnih raspora. Mjere za povećanje temperature unutarnje površine ograde.
sažetak, dodan 23.01.2012
Otpor trenja u osovinskim kutijama ili ležajevima osovinskih osovina trolejbusa. Povreda simetrije raspodjele deformacija na površini kotača i tračnice. Otpornost na kretanje od udara zračno okruženje. Formule za određivanje otpornosti.
predavanje, dodano 14.08.2013
Proučavanje mogućih mjera za povećanje temperature unutarnje površine ograde. Određivanje formule za izračun otpora prijenosu topline. Procijenjena vanjska temperatura zraka i prijenos topline kroz kućište. Koordinate temperatura-debljina.
test, dodano 24.01.2012
Projekt relejne zaštite dalekovoda. Proračun parametara dalekovoda. Specifični induktivni otpor. Reaktivna i specifična kapacitivna vodljivost zračnog voda. Određivanje maksimalnog režima u slučaju nužde pri jednofaznoj struji kratkog spoja.
seminarski rad, dodan 04.02.2016
Diferencijalna jednadžba toplinska vodljivost. uvjeti za jednoznačnost. Specifični toplinski tok Toplinski otpor toplinske vodljivosti troslojnog ravnog zida. Grafička metoda određivanje temperatura između slojeva. Definicija integracijskih konstanti.
prezentacija, dodano 18.10.2013
Utjecaj Biotova broja na raspodjelu temperature u ploči. Unutarnji, vanjski toplinski otpor tijela. Promjena energije (entalpije) ploče tijekom razdoblja njenog potpunog zagrijavanja, hlađenja. Količina topline koju ploča daje tijekom hlađenja.
prezentacija, dodano 15.03.2014
Gubitak glave uslijed trenja u horizontalnim cjevovodima. Ukupni gubitak glave kao zbroj otpora trenja i lokalni otpor. Gubitak tlaka tijekom kretanja tekućine u aparatima. Sila otpora medija tijekom gibanja sferne čestice.
prezentacija, dodano 29.09.2013
Provjera svojstava toplinske zaštite vanjskih ograda. Provjerite ima li kondenzacije na unutarnjoj površini vanjskih zidova. Proračun topline za zagrijavanje zraka koji se dovodi infiltracijom. Određivanje promjera cjevovoda. Toplinska otpornost.
seminarski rad, dodan 22.01.2014
Električni otpor- glavna električna karakteristika vodiča. Razmatranje mjerenja otpora pri konstantnom i naizmjenična struja. Proučavanje metode ampermetar-voltmetar. Izbor metode u kojoj će pogreška biti minimalna.
Jedna od tehnika koje povećavaju kvalitete toplinske izolacije ograda je ugradnja zračnog raspora. Koristi se u izgradnji vanjskih zidova, stropova, prozora, vitraža. U zidovima i stropovima također se koristi za sprječavanje zalijevanja struktura.
Zračni raspor se može zatvoriti ili ventilirati.
Razmotrite prijenos topline zapečaćena zračni sloj.
Toplinski otpor zračnog sloja R al ne može se definirati kao otpor toplinske vodljivosti zračnog sloja, budući da se prijenos topline kroz sloj pri temperaturnoj razlici na površinama odvija uglavnom konvekcijom i zračenjem (slika 3.14). Količina topline,
prenosi toplinska vodljivost je mala, budući da je koeficijent toplinske vodljivosti zraka nizak (0,026 W / (m ºS)).
U slojevima je zrak općenito u pokretu. U okomitom - kreće se gore uz toplu površinu i dolje - uz hladnu. Javlja se konvektivni prijenos topline, a njegov intenzitet raste s povećanjem debljine međusloja, budući da se smanjuje trenje zračnih mlaznica o stijenke. Kada se toplina prenosi konvekcijom, prevladava se otpor graničnih slojeva zraka na dvjema površinama, stoga, za izračunavanje ove količine topline, koeficijent prijenosa topline α k treba prepoloviti.
Da bi se zajednički opisao prijenos topline konvekcijom i toplinskom vodljivošću, obično se uvodi koeficijent konvektivnog prijenosa topline α "k, jednak
α" k \u003d 0,5 α k + λ a / δ al, (3.23)
gdje su λ a i δ al toplinska vodljivost zraka, odnosno debljina zračnog raspora.
Ovaj omjer ovisi o geometrijski oblik te veličine slojeva zraka, smjer toka topline. Generalizacijom veliki broj eksperimentalne podatke temeljene na teoriji sličnosti, M.A. Mikheev je uspostavio određene obrasce za α "do. U tablici 3.5, kao primjer, vrijednosti koeficijenata α" do, koje je izračunao pri prosječnoj temperaturi zraka u okomiti sloj t \u003d + 10º C.
Tablica 3.5
Koeficijenti konvektivnog prijenosa topline u vertikalnom zračnom rasporu
Koeficijent konvektivnog prijenosa topline u horizontalnim slojevima zraka ovisi o smjeru toka topline. Ako se gornja površina zagrijava više od donje, kretanja zraka gotovo da neće biti, jer topli zrak koncentriran na vrhu, a hladan - na dnu. Dakle, jednakost
α" do \u003d λ a / δ al.
Posljedično, konvektivni prijenos topline značajno opada, a toplinski otpor međusloja raste. Horizontalni zračni raspori učinkoviti su, na primjer, kada se koriste u izoliranim stropovima podruma iznad hladnih podzemnih podova, gdje je toplinski tok usmjeren odozgo prema dolje.
Ako je tok topline usmjeren odozdo prema gore, tada postoje uzlazni i silazni tokovi zraka. Prijenos topline konvekcijom bitnu ulogu, a vrijednost α" raste.
Kako bi se uzeo u obzir učinak toplinskog zračenja, uvodi se koeficijent prijenosa topline zračenja α l (poglavlje 2, str. 2.5).
Pomoću formula (2.13), (2.17), (2.18) određujemo koeficijent prijelaza topline zračenjem α l u zračnom rasporu između strukturnih slojeva opeke. Temperature površine: t 1 = + 15 ºS, t 2 = + 5 ºS; stupanj crnine cigle: ε 1 = ε 2 = 0,9.
Formulom (2.13) nalazimo da je ε = 0,82. Temperaturni koeficijent θ = 0,91. Zatim α l = 0,82 ∙ 5,7 ∙ 0,91 = 4,25 W / (m 2 ºS).
Vrijednost α l je mnogo veća od α "to (vidi tablicu 3.5), stoga se glavna količina topline kroz međusloj prenosi zračenjem. Kako bi se smanjio taj toplinski tok i povećao otpor prijenosu topline zraka sloja, preporuča se koristiti reflektirajuću izolaciju, odnosno premazivanje jedne ili obje površine npr. aluminijskom folijom (tzv. "armatura").Takav premaz se obično postavlja na toplu površinu kako bi se izbjegla vlaga kondenzacije, što pogoršava reflektirajuća svojstva folije.„Ojačanje“ površine smanjuje fluks zračenja za oko 10 puta.
Toplinski otpor zatvorenog zračnog raspora pri konstantnoj temperaturnoj razlici na njegovim površinama određuje se formulom
Tablica 3.6
Toplinski otpor zatvorenih zračnih prostora
| Debljina zračnog sloja, m | R al, m 2 °C/W | |||
| za horizontalne slojeve s protokom topline odozdo prema gore i za vertikalne slojeve | za horizontalne slojeve s protokom topline odozgo prema dolje | |||
| ljeto | zima | ljeto | zima | |
| 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 |
Ral vrijednosti za zatvorene ravne zračne raspore dane su u tablici 3.6. To uključuje, na primjer, međuslojeve između slojeva gustog betona, koji praktički ne dopušta prolaz zraka. Eksperimentalno je pokazano da u zidanje od cigle s nedovoljnim punjenjem šavova između cigle mortom, dolazi do kršenja nepropusnosti, odnosno prodiranja vanjskog zraka u sloj i oštrog smanjenja njegove otpornosti na prijenos topline.
Kod oblaganja jedne ili obje površine međusloja aluminijskom folijom, njegov toplinski otpor treba udvostručiti.
Trenutno su zidovi s ventiliran zračni sloj (zidovi s ventiliranom fasadom). Oklopna ventilirana fasada je konstrukcija koja se sastoji od obložnih materijala i podkonstrukcije, koja je pričvršćena na zid na način da između zaštitno-dekorativne obloge i zida ostaje zračni razmak. Za dodatnu izolaciju vanjskih konstrukcija između zida i obloge postavlja se toplinski izolacijski sloj, tako da ventilacijski razmak lijevo između obloge i toplinske izolacije.
Shema projektiranja ventilirane fasade prikazana je na slici 3.15. Prema SP 23-101, debljina zračnog raspora treba biti u rasponu od 60 do 150 mm.
Strukturni slojevi koji se nalaze između zračnog raspora i vanjske površine ne uzimaju se u obzir u proračunu toplinske tehnike. Dakle, toplinski otpor vanjska obloga nije uključen u otpor prijenosa topline zida, određen formulom (3.6). Kao što je navedeno u točki 2.5, koeficijent prijenosa topline vanjske površine ovojnice zgrade s ventiliranim zračnim prostorima α ext za hladno razdoblje iznosi 10,8 W / (m 2 ºS).
Dizajn ventilirane fasade ima niz značajnih prednosti. U točki 3.2. uspoređene su raspodjele temperature u hladnom razdoblju u dvoslojnim zidovima s unutarnjom i vanjskom izolacijom (slika 3.4). Zid s vanjskom izolacijom je više
"toplo", budući da se glavna temperaturna razlika javlja u toplinski izolacijskom sloju. Unutar zida nema kondenzacije, njegova svojstva zaštite od topline se ne pogoršavaju, dodatna parna barijera nije potrebna (poglavlje 5).
Protok zraka, koji nastaje u sloju zbog pada tlaka, doprinosi isparavanju vlage s površine izolacije. Treba napomenuti da je značajna pogreška korištenje parne barijere na vanjskoj površini toplinski izolacijskog sloja, jer sprječava slobodno uklanjanje vodene pare prema van.
Zbog niske toplinske vodljivosti zraka, zračni raspori se često koriste kao toplinska izolacija. Zračni raspor može biti zapečaćen ili ventiliran, u potonjem slučaju naziva se otvor za zrak. Kada bi zrak mirovao, tada bi toplinski otpor bio vrlo velik, no zbog prijenosa topline konvekcijom i zračenjem otpor zračnih slojeva se smanjuje.
Konvekcija u zračnom rasporu. Tijekom prijenosa topline prevladava se otpor dvaju graničnih slojeva (vidi sliku 4.2), pa se koeficijent prijenosa topline prepolovi. U vertikalnim zračnim rasporima, ako je debljina razmjerna visini, vertikalne zračne struje kreću se bez smetnji. U tankim slojevima zraka oni su međusobno inhibirani i tvore unutarnje cirkulacijske krugove čija visina ovisi o širini.
Riža. 4.2 - Shema prijenosa topline u zatvorenom zračnom rasporu: 1 - konvekcijom; 2 - zračenje; 3 - toplinska vodljivost
U tankim slojevima ili s malom temperaturnom razlikom na površinama (), dolazi do paralelnog mlaznog kretanja zraka bez miješanja. Količina topline koja se prenosi kroz zračni raspor je
. (4.12)
Eksperimentalno je utvrđena kritična debljina međusloja, δ kr, mm, za koje se pohranjuje (pri prosječnoj temperaturi zraka u sloju od 0 °C) laminarni tok struje:
U ovom slučaju prijenos topline se provodi vođenjem i
Za ostale debljine vrijednost koeficijenta prijenosa topline jednaka je
. (4.15)
S povećanjem debljine okomitog sloja, povećanje α do:
na δ = 10 mm - za 20%; δ = 50 mm - za 45% (maksimalna vrijednost, tada dolazi do smanjenja); δ = 100 mm - za 25% i δ = 200 mm - za 5%.
U horizontalnim zračnim prazninama (s gornjom površinom koja je više zagrijana) gotovo da neće doći do miješanja zraka, stoga je primjenjiva formula (4.14). Kod toplije donje površine (formiraju se heksagonalne cirkulacijske zone), vrijednost α do nalazi se formulom (4.15).
Prijenos topline zračenja u zračnom rasporu
Komponenta zračenja toplinskog toka određena je formulom
. (4,16)
Pretpostavlja se da je koeficijent prolaska topline zračenjem α l\u003d 3,97 W / (m 2 ∙ o C), njegova vrijednost je veća α do, dakle, glavni prijenos topline događa se zračenjem. NA opći pogled količina topline koja se prenosi kroz međusloj je višestruka od
.
Toplinski tok možete smanjiti tako da toplu površinu (da ne bi došlo do kondenzacije) prekrijte folijom, koristeći tzv. "pojačanje". Tok zračenja se smanjuje za oko 10 puta, a otpor se udvostručuje. Ponekad se u zračni raspor uvode ćelije saćaste folije, koje također smanjuju konvektivni prijenos topline, ali ovo rješenje nije trajno.
| Debljina zračnog sloja, m | Toplinski otpor zatvorenog zračnog raspora R VP, m 2 °C / W | |||
| horizontalno s protokom topline odozdo prema gore i okomito | vodoravno s protokom topline odozgo prema dolje | |||
| na temperaturi zraka u međusloju | ||||
| pozitivan | negativan | pozitivan | negativan | |
| 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 |
Početni podaci za slojeve ograđenih konstrukcija;
- drveni pod(žljebljena ploča); δ 1 = 0,04 m; λ 1 \u003d 0,18 W / m ° C;
- parna barijera; beznačajan.
- Zračna rupa: Rpr = 0,16 m2 °C/W; δ 2 \u003d 0,04 m λ 2 = 0,18 W / m ° C; ( Toplinski otpor zatvorenog zračnog raspora >>>.)
- izolacija(stiropor); δ ut = ? m; λ ut = 0,05 W/m °S;
- nacrt poda(odbor); δ 3 = 0,025 m; λ 3 \u003d 0,18 W / m ° C;
| Drveni strop u kamenoj kući. |
Kao što smo primijetili, radi jednostavnosti termotehnički proračun uveden je faktor množenja ( k), koji aproksimira vrijednost izračunate toplinske otpornosti preporučenim toplinskim otporima ogradnih konstrukcija; za podrumske i podrumske etaže ovaj koeficijent je 2,0. Potrebna toplinska otpornost izračunava se na temelju činjenice da je vanjska temperatura zraka (u podpolju) jednaka; -10°C. (međutim, svatko može postaviti temperaturu koju smatra potrebnom za svoj slučaj).
Vjerujemo:
Gdje Rtr- potrebna toplinska otpornost,
televizor- projektna temperatura unutarnjeg zraka, °S. Prihvaća se prema SNiP-u i iznosi 18 ° C, ali budući da svi volimo toplinu, predlažemo povećanje temperature unutarnjeg zraka na 21 ° C.
tn- izračunata vanjska temperatura zraka, °C, jednaka prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog razdoblja u danom građevinskom području. Nudimo temperaturu u potpolju tn prihvatiti "-10 ° C", ovo je naravno za moskovsku regiju velike zalihe, ali ovdje je, po našem mišljenju, bolje ponovno založiti nego ne računati. Pa, ako slijedite pravila, tada se vanjska temperatura tn uzima u skladu sa SNiP "Građevinska klimatologija". Također možete saznati potrebnu standardnu vrijednost na lokalnom jeziku građevinske organizacije, odnosno područnih odjela za arhitekturu.
δt n α c- proizvod u nazivniku razlomka je: 34,8 W / m2 - for vanjski zidovi, 26,1 W/m2 - za premaze i tavanske etaže, 17,4 W/m2 ( u našem slučaju) - za stropove podruma.
Sada izračunavamo debljinu izolacije od ekstrudirane polistirenske pjene (stiropora).
Gdjeδ ut - debljina izolacijskog sloja, m;
δ 1 …… δ 3 - debljine pojedinih slojeva ogradnih konstrukcija, m;
λ 1 …… λ 3 - koeficijenti toplinske vodljivosti pojedinih slojeva, W / m ° C (vidi Priručnik za graditelje);
Rpr - toplinski otpor zračnog raspora, m2 °S/W. Ako u ograđenoj strukturi nije predviđen zrak, tada se ta vrijednost isključuje iz formule;
α in, α n - koeficijenti prijenosa topline unutarnje i vanjske površine poda, jednako 8,7 odnosno 23 W/m2 °C;
λ ut - koeficijent toplinske vodljivosti izolacijskog sloja(u našem slučaju stiropor je ekstrudirana polistirenska pjena), W / m ° C.
Zaključak; Kako bi se zadovoljili zahtjevi za temperaturni režim rada kuće, debljina izolacijskog sloja ploča od polistirenske pjene, koja se nalazi u podrumski kat po spolu drvene grede(debljina grede 200 mm) mora biti najmanje 11 cm. Budući da smo inicijalno postavili previsoke parametre, opcije mogu biti sljedeće; to je ili torta od dva sloja stiropora od 50 mm (minimalno), ili torta od četiri sloja stiropora od 30 mm (maksimalno).
Izgradnja kuća u moskovskoj regiji:
- Izgradnja kuće od pjenastog bloka u moskovskoj regiji. Debljina zidova kuće od blokova pjene >>>
- Izračun debljine zidovi od opeke tijekom izgradnje kuće u moskovskoj regiji. >>>
- Konstrukcija drvene brvnara u moskovskoj regiji. Debljina zida drvene kuće. >>>