Το άρθρο εξετάζει τον σχεδιασμό ενός συστήματος θερμομόνωσης με κλειστό διάκενο αέρα μεταξύ της θερμομόνωσης και του τοίχου του κτιρίου. Προτείνεται η χρήση διαπερατών από ατμούς ενθέτων στη θερμομόνωση για την αποφυγή συμπύκνωσης υγρασίας στο στρώμα αέρα. Δίνεται μια μέθοδος για τον υπολογισμό της περιοχής των ενθέτων ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης της θερμομόνωσης.
Αυτή η εργασία περιγράφει το θερμομονωτικό σύστημα που έχει νεκρό χώρο αέρα μεταξύ της θερμομόνωσης και του εξωτερικού τοίχου του κτιρίου. Υδατοδιαπερατά ένθετα προτείνονται για χρήση στη θερμομόνωση προκειμένου να αποφευχθεί η συμπύκνωση υγρασίας στον εναέριο χώρο. Η μέθοδος υπολογισμού του εμβαδού των ενθεμάτων έχει προσφερθεί ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης της θερμομόνωσης.
Το διάκενο αέρα είναι στοιχείο πολλών περιβλημάτων κτιρίων. Η εργασία διερεύνησε τις ιδιότητες των κατασκευών που περικλείουν με κλειστά και αεριζόμενα στρώματα αέρα. Ταυτόχρονα, τα χαρακτηριστικά της εφαρμογής του σε πολλές περιπτώσεις απαιτούν επίλυση των προβλημάτων της μηχανικής θέρμανσης κτιρίων σε συγκεκριμένες συνθήκες χρήσης.
Ο σχεδιασμός ενός συστήματος θερμομόνωσης με στρώμα αεριζόμενου αέρα είναι γνωστός και χρησιμοποιείται ευρέως στις κατασκευές. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του συστήματος έναντι των συστημάτων ελαφρού σοβά είναι η δυνατότητα εκτέλεσης εργασιών μόνωσης κτιρίων όλο το χρόνο. Το σύστημα στερέωσης της μόνωσης προσαρτάται πρώτα στο κέλυφος του κτιρίου. Η μόνωση είναι προσαρτημένη σε αυτό το σύστημα. Η εξωτερική προστασία της μόνωσης τοποθετείται σε μια ορισμένη απόσταση από αυτήν, έτσι ώστε να σχηματίζεται ένα κενό αέρα μεταξύ της μόνωσης και του εξωτερικού φράχτη. Ο σχεδιασμός του συστήματος μόνωσης επιτρέπει τον αερισμό του διακένου αέρα για την απομάκρυνση της περίσσειας υγρασίας, γεγονός που μειώνει την ποσότητα υγρασίας στη μόνωση. Τα μειονεκτήματα αυτού του συστήματος περιλαμβάνουν την πολυπλοκότητα και την ανάγκη, μαζί με τη χρήση μονωτικών υλικών, να χρησιμοποιηθούν συστήματα πλαισίωσης που παρέχουν το απαραίτητο διάκενο για τον κινούμενο αέρα.
Είναι γνωστό ένα σύστημα εξαερισμού στο οποίο το διάκενο αέρα γειτνιάζει απευθείας με τον τοίχο του κτιρίου. Η θερμομόνωση γίνεται με τη μορφή πάνελ τριών στρωμάτων: εσωτερική στρώση– θερμομονωτικό υλικό, εξωτερικές στρώσεις – αλουμίνιο και φύλλο αλουμινίου. Αυτός ο σχεδιασμός προστατεύει τη μόνωση από τη διείσδυση τόσο της ατμοσφαιρικής υγρασίας όσο και της υγρασίας από τις εγκαταστάσεις. Ως εκ τούτου, οι ιδιότητές του δεν αλλοιώνονται υπό οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας, γεγονός που επιτρέπει την εξοικονόμηση έως και 20% της μόνωσης σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα. Το μειονέκτημα αυτών των συστημάτων είναι η ανάγκη αερισμού του στρώματος για την απομάκρυνση της υγρασίας που μεταναστεύει από τους χώρους του κτιρίου. Αυτό οδηγεί σε μείωση των θερμομονωτικών ιδιοτήτων του συστήματος. Εκτός, απώλειες θερμότηταςοι κάτω όροφοι των κτιρίων αυξάνονται, καθώς ο ψυχρός αέρας που εισέρχεται στο στρώμα μέσω των ανοιγμάτων στο κάτω μέρος του συστήματος χρειάζεται λίγο χρόνο για να θερμανθεί σε μια σταθερή θερμοκρασία.
Είναι δυνατό ένα σύστημα θερμομόνωσης παρόμοιο με ένα με κλειστό διάκενο αέρα. Πρέπει να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι η κίνηση του αέρα στο ενδιάμεσο στρώμα είναι απαραίτητη μόνο για την απομάκρυνση της υγρασίας. Αν λύσουμε το πρόβλημα της απομάκρυνσης της υγρασίας με άλλο τρόπο, χωρίς αερισμό, θα αποκτήσουμε ένα σύστημα θερμομόνωσης με κλειστό διάκενο αέρα χωρίς τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα.
Για να λυθεί το πρόβλημα, το σύστημα θερμομόνωσης πρέπει να έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 1. Η θερμομόνωση του κτιρίου να γίνεται με ατμοδιαπερατά ένθετα από θερμομονωτικό υλικό, Για παράδειγμα, ορυκτοβάμβακας. Το σύστημα θερμομόνωσης πρέπει να είναι διατεταγμένο με τέτοιο τρόπο ώστε ο ατμός να απομακρύνεται από το ενδιάμεσο στρώμα και η υγρασία στο εσωτερικό του να είναι κάτω από το σημείο δρόσου στο ενδιάμεσο στρώμα.
1 – τοίχος κτιρίου. 2 – στοιχεία στερέωσης. 3 – θερμομονωτικά πάνελ. 4 – ένθετα ατμού και θερμομόνωσης
Ρύζι. 1. Θερμομόνωση με διαπερατά από ατμούς ένθετα
Για πίεση κορεσμένο ατμόστο interlayer μπορείτε να γράψετε την έκφραση:
Παραβλέποντας τη θερμική αντίσταση του αέρα στο ενδιάμεσο στρώμα, προσδιορίζουμε τη μέση θερμοκρασία μέσα στο ενδιάμεσο στρώμα χρησιμοποιώντας τον τύπο
(2)
Οπου Κασσίτερος, Τ έξω– θερμοκρασία αέρα μέσα στο κτίριο και εξωτερικός αέρας, αντίστοιχα, o C.
R 1 , R 2 – αντίσταση μεταφοράς θερμότητας του τοίχου και θερμομόνωσης, αντίστοιχα, m 2 × o C/W.
Για τον ατμό που μεταναστεύει από ένα δωμάτιο μέσω του τοίχου ενός κτιρίου, μπορούμε να γράψουμε την εξίσωση:
(3)
Οπου Π σε, Π– μερική πίεση ατμού στο δωμάτιο και στο ενδιάμεσο στρώμα, Pa;
μικρό 1 – περιοχή εξωτερικός τοίχοςκτίρια, m 2;
κ pp1 – συντελεστής διαπερατότητας ατμών του τοίχου, ίσος με:
Εδώ R pp1 = m 1 / μεγάλο 1 ;
m 1 – συντελεστής διαπερατότητας ατμών του υλικού τοιχώματος, mg/(m×h×Pa);
μεγάλο 1 – πάχος τοιχώματος, m.
Για τον ατμό που μεταναστεύει από το διάκενο αέρα μέσω διαπερατών από ατμούς ενθέτων στη θερμομόνωση ενός κτιρίου, μπορούμε να γράψουμε την εξίσωση:
(5)
Οπου Σκυθρωπάζω– μερική πίεση ατμού στον εξωτερικό αέρα, Pa;
μικρό 2 – περιοχή θερμομονωτικών ενθεμάτων διαπερατών από ατμούς στη θερμομόνωση του κτιρίου, m2.
κ pp2 – συντελεστής διαπερατότητας ατμών των ενθεμάτων, ίσος με:
Εδώ R pp2 = m 2 / μεγάλο 2 ;
m 2 – συντελεστής διαπερατότητας ατμών του υλικού του διαπερατού από ατμούς ένθετου, mg/(m×h×Pa);
μεγάλο 2 – πάχος ένθετου, m.
Εξισώνοντας τις δεξιές πλευρές των εξισώσεων (3) και (5) και λύνοντας την εξίσωση που προκύπτει για την ισορροπία του ατμού στο ενδιάμεσο στρώμα σε σχέση με Π, λαμβάνουμε την τιμή της τάσης ατμών στο ενδιάμεσο στρώμα με τη μορφή:
(7)
όπου ε = μικρό 2 /μικρό 1 .
Έχοντας γράψει την προϋπόθεση για την απουσία συμπύκνωσης υγρασίας στο στρώμα αέρα με τη μορφή ανισότητας:
και αφού το λύσουμε, λαμβάνουμε την απαιτούμενη τιμή του λόγου της συνολικής επιφάνειας των διαπερατών από ατμούς ενθέτων προς την επιφάνεια του τοίχου:
Ο Πίνακας 1 δείχνει τα δεδομένα που ελήφθησαν για ορισμένες επιλογές για δομές εγκλεισμού. Οι υπολογισμοί υποθέτουν ότι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του διαπερατού από ατμούς ένθετου είναι ίσος με τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας της κύριας θερμικής μόνωσης στο σύστημα.
Υλικό τοίχου | μεγάλο 1μ | l 1, W/(m× o C) | m 1, mg/(m×h ×Pa) | μεγάλο 2, m | l 2, W/(m× o C) | m 2, mg/(m×h ×Pa) | Θερμοκρασία, περίπου C | Πίεση, Pa | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Πμας | |||||||||||||
Τούβλο πυριτικού αερίου | |||||||||||||
Κεραμικό τούβλο | |||||||||||||
Τα παραδείγματα που δίνονται στον Πίνακα 1 δείχνουν ότι είναι δυνατός ο σχεδιασμός θερμομόνωσης με κλειστό διάκενο αέρα μεταξύ της θερμομόνωσης και του τοίχου του κτιρίου. Για ορισμένες κατασκευές τοίχων, όπως στο πρώτο παράδειγμα από τον Πίνακα 1, μπορείτε να κάνετε χωρίς διαπερατά από ατμούς ένθετα. Σε άλλες περιπτώσεις, η περιοχή των διαπερατών από ατμούς ενθέτων μπορεί να είναι ασήμαντη σε σύγκριση με την περιοχή του μονωμένου τοίχου.
Ο σχεδιασμός των συστημάτων θερμομόνωσης έχει υποστεί σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία πενήντα χρόνια και σήμερα οι σχεδιαστές έχουν στη διάθεσή τους μια ευρεία επιλογή υλικών και σχεδίων: από τη χρήση άχυρου έως τη θερμομόνωση κενού. Είναι επίσης δυνατή η χρήση ενεργών θερμομονωτικών συστημάτων, τα χαρακτηριστικά των οποίων καθιστούν δυνατή την ένταξή τους στο σύστημα παροχής ενέργειας των κτιρίων. Σε αυτή την περίπτωση, οι ιδιότητες του συστήματος θερμομόνωσης ενδέχεται επίσης να αλλάξουν ανάλογα με τις συνθήκες περιβάλλον, εξασφαλίζοντας σταθερό επίπεδο απώλειας θερμότητας από το κτίριο ανεξάρτητα από την εξωτερική θερμοκρασία.
Εάν ορίσετε ένα σταθερό επίπεδο απώλειας θερμότητας Qμέσω του κελύφους του κτιρίου, η απαιτούμενη τιμή της μειωμένης αντίστασης μεταφοράς θερμότητας θα καθοριστεί από τον τύπο
(10)
Ένα σύστημα θερμομόνωσης με διαφανές εξωτερικό στρώμα ή με στρώμα αεριζόμενου αέρα μπορεί να έχει αυτές τις ιδιότητες. Στην πρώτη περίπτωση, χρησιμοποιείται ηλιακή ενέργεια και στη δεύτερη, η θερμική ενέργεια του εδάφους μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιπλέον μαζί με έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους.
Σε ένα σύστημα με διαφανή θερμομόνωση, όταν ο ήλιος βρίσκεται σε χαμηλή θέση, οι ακτίνες του περνούν σχεδόν χωρίς απώλεια στον τοίχο, τον θερμαίνουν, μειώνοντας έτσι την απώλεια θερμότητας από το δωμάτιο. ΣΕ ΘΕΡΙΝΗ ΩΡΑ, όταν ο ήλιος είναι ψηλά πάνω από τον ορίζοντα, οι ακτίνες του ήλιου αντανακλώνται σχεδόν πλήρως από τον τοίχο του κτιρίου, αποτρέποντας έτσι την υπερθέρμανση του κτιρίου. Για να μειωθεί το αντίστροφο ροή θερμότηταςΤο θερμομονωτικό στρώμα είναι κατασκευασμένο με τη μορφή κυψελωτή δομής, η οποία λειτουργεί ως παγίδα για ακτίνες ηλίου. Το μειονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος είναι η αδυναμία αναδιανομής ενέργειας κατά μήκος των προσόψεων του κτιρίου και η απουσία συσσωρευτικού αποτελέσματος. Επιπλέον, η απόδοση αυτού του συστήματος εξαρτάται άμεσα από το επίπεδο της ηλιακής δραστηριότητας.
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, ένα ιδανικό σύστημα θερμομόνωσης θα πρέπει, σε κάποιο βαθμό, να μοιάζει με ζωντανό οργανισμό και να μεταβάλλει τις ιδιότητές του σε ένα ευρύ φάσμα ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Όταν η εξωτερική θερμοκρασία μειώνεται, το σύστημα θερμομόνωσης θα πρέπει να μειώσει την απώλεια θερμότητας από το κτίριο όταν η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα αυξάνεται, η θερμική του αντίσταση μπορεί να μειωθεί. Είσοδος το καλοκαίρι ηλιακή ενέργειατο κτίριο πρέπει επίσης να εξαρτάται από τις εξωτερικές συνθήκες.
Το σύστημα θερμομόνωσης που προτείνεται από πολλές απόψεις έχει τις ιδιότητες που διατυπώθηκαν παραπάνω. Στο Σχ. Το 2α δείχνει ένα διάγραμμα τοίχου με το προτεινόμενο σύστημα θερμομόνωσης, στο Σχ. 2b – γράφημα θερμοκρασίας στη θερμομονωτική στρώση χωρίς και με την παρουσία κενού αέρα.
Η θερμομονωτική στρώση κατασκευάζεται με στρώμα αεριζόμενου αέρα. Όταν ο αέρας κινείται μέσω αυτού με θερμοκρασία υψηλότερη από το αντίστοιχο σημείο του γραφήματος, το μέγεθος της διαβάθμισης θερμοκρασίας στο στρώμα θερμομόνωσης από τον τοίχο προς το ενδιάμεσο στρώμα μειώνεται σε σύγκριση με τη θερμομόνωση χωρίς ενδιάμεσο στρώμα, γεγονός που μειώνει την απώλεια θερμότητας από το κτίριο μέσα από τον τοίχο. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η μείωση της απώλειας θερμότητας από το κτίριο θα αντισταθμιστεί από τη θερμότητα που εκπέμπεται από τη ροή αέρα στο ενδιάμεσο στρώμα. Δηλαδή, η θερμοκρασία του αέρα στην έξοδο του ενδιάμεσου στρώματος θα είναι μικρότερη από ό,τι στην είσοδο.
Ρύζι. 2. Διάγραμμα του συστήματος θερμομόνωσης (α) και γράφημα θερμοκρασίας (β)
Το φυσικό μοντέλο του προβλήματος του υπολογισμού της απώλειας θερμότητας μέσω ενός τοίχου με διάκενο αέρα παρουσιάζεται στο Σχ. 3. Η εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας για αυτό το μοντέλο είναι η εξής:
Ρύζι. 3. Διάγραμμα υπολογισμού της απώλειας θερμότητας μέσω του κελύφους του κτιρίου
Κατά τον υπολογισμό των ροών θερμότητας λαμβάνονται υπόψη οι αγώγιμοι, συναγωγικοί και ακτινοβολικοί μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας:
Οπου Q 1 – ροή θερμότητας από το δωμάτιο προς εσωτερική επιφάνειαΕσωτερική δομή, W/m2;
Q 2 – ροή θερμότητας μέσω του κύριου τοίχου, W/m2.
Q 3 – ροή θερμότητας μέσω του διακένου αέρα, W/m2.
Q 4 – ροή θερμότητας μέσω του στρώματος θερμομόνωσης πίσω από το ενδιάμεσο στρώμα, W/m2.
Q 5 – ροή θερμότητας από την εξωτερική επιφάνεια της δομής που περικλείει στην ατμόσφαιρα, W/m2.
Τ 1 , Τ 2, – θερμοκρασία στην επιφάνεια του τοίχου, o C;
Τ 3 , Τ 4 – θερμοκρασία στην επιφάνεια του ενδιάμεσου στρώματος, o C;
Τκ, Τ α– θερμοκρασία στο δωμάτιο και στον εξωτερικό αέρα, αντίστοιχα, o C;
s – σταθερά Stefan-Boltzmann;
l 1, l 2 – συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του κύριου τοίχου και θερμομόνωσης, αντίστοιχα, W/(m× o C);
e 1 , e 2 , e 12 – ο βαθμός εκπομπής της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου, της εξωτερικής επιφάνειας του στρώματος θερμομόνωσης και ο μειωμένος βαθμός εκπομπής των επιφανειών του διακένου αέρα, αντίστοιχα.
a in, a n, ένα 0 – συντελεστής μεταφοράς θερμότητας στην εσωτερική επιφάνεια του τοίχου, στην εξωτερική επιφάνεια της θερμομόνωσης και στις επιφάνειες που περιορίζουν το διάκενο, αντίστοιχα, W/(m 2 × o C).
Ο τύπος (14) είναι γραμμένος για την περίπτωση που ο αέρας στο στρώμα είναι ακίνητος. Στην περίπτωση που ο αέρας κινείται στο ενδιάμεσο στρώμα με ταχύτητα u με θερμοκρασία Τ u, αντί Q 3, εξετάζονται δύο ροές: από τον εμφυσημένο αέρα στον τοίχο:
και από τον αέρα στην οθόνη:
Τότε το σύστημα των εξισώσεων χωρίζεται σε δύο συστήματα:
Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας εκφράζεται μέσω του αριθμού Nusselt:
Οπου μεγάλο– χαρακτηριστικό μέγεθος.
Οι τύποι για τον υπολογισμό του αριθμού Nusselt ελήφθησαν ανάλογα με την κατάσταση. Κατά τον υπολογισμό του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας στο εσωτερικό και εξωτερικές επιφάνειεςεσωκλειόμενες δομές, τύποι από:
όπου Ra= Pr×Gr – κριτήριο Rayleigh;
Gr = σολ×b ×D Τ× μεγάλο 3 /n 2 – Αριθμός Grashof.
Κατά τον προσδιορισμό του αριθμού Grashof, η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας του τοίχου και της θερμοκρασίας του αέρα περιβάλλοντος επιλέχθηκε ως η χαρακτηριστική διαφορά θερμοκρασίας. Οι χαρακτηριστικές διαστάσεις λήφθηκαν ως: το ύψος του τοίχου και το πάχος του στρώματος.
Κατά τον υπολογισμό του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας a 0 μέσα σε ένα κλειστό διάκενο αέρα, ο τύπος από:
(22)
Εάν ο αέρας μέσα στο στρώμα μετακινήθηκε, χρησιμοποιήθηκε ένας απλούστερος τύπος για τον υπολογισμό του αριθμού Nusselt:
(23)
όπου Re = v×d/n – αριθμός Reynolds.
d – πάχος του διακένου αέρα.
Οι τιμές του αριθμού Prandtl Pr, το κινηματικό ιξώδες n και ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του αέρα l σε ανάλογα με τη θερμοκρασία υπολογίστηκαν με γραμμική παρεμβολή πινακοποιημένων τιμών από . Τα συστήματα των εξισώσεων (11) ή (19) επιλύθηκαν αριθμητικά με επαναληπτική βελτίωση σε σχέση με τις θερμοκρασίες Τ 1 , Τ 2 , Τ 3 , Τ 4 . Για την αριθμητική μοντελοποίηση επιλέχθηκε ένα θερμομονωτικό σύστημα που βασίζεται σε θερμομόνωση παρόμοιο με το αφρώδες πολυστυρένιο με συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας 0,04 W/(m 2 × o C). Η θερμοκρασία του αέρα στην είσοδο του ενδιάμεσου στρώματος θεωρήθηκε ότι είναι 8 o C, το συνολικό πάχος του θερμομονωτικού στρώματος ήταν 20 cm, το πάχος του ενδιάμεσου στρώματος ρε– 1 cm.
Στο Σχ. Το Σχήμα 4 δείχνει γραφήματα της ειδικής απώλειας θερμότητας μέσω του μονωτικού στρώματος ενός συμβατικού μονωτήρα θερμότητας παρουσία κλειστού στρώματος θερμομόνωσης και με στρώμα αεριζόμενου αέρα. Ένα κλειστό διάκενο αέρα σχεδόν δεν βελτιώνει τις θερμομονωτικές ιδιότητες. Για την εξεταζόμενη περίπτωση, η παρουσία ενός θερμομονωτικού στρώματος με κινούμενη ροή αέρα περισσότερο από το μισό μειώνει την απώλεια θερμότητας μέσω του τοίχου σε θερμοκρασία εξωτερικού αέρα μείον 20 o C. Η ισοδύναμη τιμή της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας μιας τέτοιας θερμομόνωσης για αυτή η θερμοκρασία είναι 10,5 m 2 × o C/W, που αντιστοιχεί στη στρώση διογκωμένης πολυστερίνης με πάχος άνω των 40,0 cm.
ρε ρε= 4 cm με ακίνητο αέρα. σειρά 3 – ταχύτητα αέρα 0,5 m/s
Ρύζι. 4. Γραφήματα ειδικής απώλειας θερμότητας
Η αποτελεσματικότητα του συστήματος μόνωσης αυξάνεται όσο μειώνεται η εξωτερική θερμοκρασία. Σε θερμοκρασία εξωτερικού αέρα 4 o C, η απόδοση και των δύο συστημάτων είναι η ίδια. Μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας καθιστά τη χρήση του συστήματος μη πρακτική, καθώς οδηγεί σε αύξηση του επιπέδου απώλειας θερμότητας από το κτίριο.
Στο Σχ. Το Σχήμα 5 δείχνει την εξάρτηση της θερμοκρασίας της εξωτερικής επιφάνειας του τοίχου από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Σύμφωνα με το Σχ. 5, η παρουσία ενός διακένου αέρα αυξάνει τη θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας του τοίχου σε αρνητικές εξωτερικές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τη συμβατική θερμομόνωση. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ο κινούμενος αέρας εκπέμπει τη θερμότητά του τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό στρώμα της θερμομόνωσης. Σε υψηλές θερμοκρασίες εξωτερικού αέρα, ένα τέτοιο σύστημα θερμομόνωσης παίζει το ρόλο ενός στρώματος ψύξης (βλ. Εικ. 5).
Σειρά 1 - συμβατική θερμομόνωση, ρε= 20 cm; σειρά 2 - υπάρχει ένα διάκενο αέρα πλάτους 1 cm στη θερμομόνωση, ρε= 4 cm, ταχύτητα αέρα 0,5 m/s
Ρύζι. 5. Εξάρτηση από τη θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας του τοίχουσε εξωτερική θερμοκρασία
Στο Σχ. Το σχήμα 6 δείχνει την εξάρτηση της θερμοκρασίας στην έξοδο του ενδιάμεσου στρώματος από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Ο αέρας στο στρώμα, ψύχοντας, εκπέμπει την ενέργειά του στις επιφάνειες που περικλείουν.
Ρύζι. 6. Εξάρτηση από τη θερμοκρασία στην έξοδο του ενδιάμεσου στρώματοςσε εξωτερική θερμοκρασία
Στο Σχ. Το σχήμα 7 δείχνει την εξάρτηση της απώλειας θερμότητας από το πάχος του εξωτερικού στρώματος της θερμομόνωσης σε ελάχιστη εξωτερική θερμοκρασία. Σύμφωνα με το Σχ. 7, η ελάχιστη απώλεια θερμότητας παρατηρείται στο ρε= 4 cm.
Ρύζι. 7. Εξάρτηση της απώλειας θερμότητας από το πάχος του εξωτερικού στρώματος της θερμομόνωσης σε ελάχιστη εξωτερική θερμοκρασία
Στο Σχ. Το σχήμα 8 δείχνει την εξάρτηση της απώλειας θερμότητας για μια εξωτερική θερμοκρασία μείον 20 o C από την ταχύτητα του αέρα σε ένα στρώμα διαφορετικού πάχους. Η αύξηση της ταχύτητας αέρα πάνω από 0,5 m/s δεν επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητες της θερμομόνωσης.
Σειρά 1 - ρε= 16 cm; σειρά 2 - ρε= 18 cm; σειρά 3 - ρε= 20 cm
Ρύζι. 8. Εξάρτηση της απώλειας θερμότητας από την ταχύτητα του αέραμε διαφορετικά πάχη κενού αέρα
Πρέπει να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι ένα στρώμα αεριζόμενου αέρα σάς επιτρέπει να ελέγχετε αποτελεσματικά το επίπεδο απώλειας θερμότητας μέσω της επιφάνειας του τοίχου αλλάζοντας την ταχύτητα του αέρα στην περιοχή από 0 έως 0,5 m/s, κάτι που είναι αδύνατο για συμβατική θερμομόνωση. Στο Σχ. Το σχήμα 9 δείχνει την εξάρτηση της ταχύτητας του αέρα από την εξωτερική θερμοκρασία για ένα σταθερό επίπεδο απώλειας θερμότητας μέσω του τοίχου. Αυτή η προσέγγιση για τη θερμική προστασία των κτιρίων επιτρέπει τη μείωση της ενεργειακής έντασης σύστημα εξαερισμούκαθώς αυξάνεται η εξωτερική θερμοκρασία.
Ρύζι. 9. Εξάρτηση της ταχύτητας του αέρα από την εξωτερική θερμοκρασία για ένα σταθερό επίπεδο απώλειας θερμότητας
Κατά τη δημιουργία του συστήματος θερμομόνωσης που εξετάζεται στο άρθρο, το κύριο ζήτημα είναι η πηγή ενέργειας για την αύξηση της θερμοκρασίας του αντλούμενου αέρα. Ως τέτοια πηγή, προτείνεται η λήψη της θερμότητας από το έδαφος κάτω από το κτίριο χρησιμοποιώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους. Για πιο αποτελεσματική χρήση της ενέργειας του εδάφους, θεωρείται ότι το σύστημα εξαερισμού στο διάκενο αέρα πρέπει να είναι κλειστό, χωρίς αναρρόφηση ατμοσφαιρικού αέρα. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στο σύστημα είναι χειμερινή ώρα, κάτω από τη θερμοκρασία του εδάφους, το πρόβλημα της συμπύκνωσης υγρασίας δεν υπάρχει εδώ.
Πλέον αποτελεσματική χρήσηΟι συγγραφείς θεωρούν ότι ένα τέτοιο σύστημα συνδυάζει τη χρήση δύο πηγών ενέργειας: της ηλιακής και της θερμότητας του εδάφους. Εάν στραφούμε στα προαναφερθέντα συστήματα με ένα διαφανές θερμομονωτικό στρώμα, γίνεται προφανής η επιθυμία των δημιουργών αυτών των συστημάτων να εφαρμόσουν με τον ένα ή τον άλλο τρόπο την ιδέα μιας θερμικής διόδου, δηλαδή να λύσουν το πρόβλημα της κατευθυνόμενη μεταφορά ηλιακής ενέργειας στον τοίχο ενός κτιρίου, ενώ λαμβάνονται μέτρα για την αποτροπή της κίνησης της ροής της θερμικής ενέργειας προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Το εξωτερικό απορροφητικό στρώμα μπορεί να βαφτεί σκοτεινό χρώμαμεταλλικό πιάτο. Και το δεύτερο απορροφητικό στρώμα μπορεί να είναι ένα κενό αέρα στη θερμομόνωση του κτιρίου. Ο αέρας που κινείται στο στρώμα, κλείνοντας μέσα από τον εναλλάκτη θερμότητας εδάφους, μέσα ηλιόλουστος καιρόςθερμαίνει το έδαφος, συσσωρεύοντας ηλιακή ενέργεια και αναδιανέμοντας την κατά μήκος των προσόψεων του κτιρίου. Η θερμότητα από το εξωτερικό στρώμα στο εσωτερικό στρώμα μπορεί να μεταφερθεί χρησιμοποιώντας θερμικές διόδους κατασκευασμένες σε σωλήνες θερμότητας με μεταβάσεις φάσης.
Έτσι, το προτεινόμενο σύστημα θερμομόνωσης με ελεγχόμενα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά βασίζεται σε ένα σχέδιο με θερμομονωτικό στρώμα που έχει τρία χαρακτηριστικά:
– αεριζόμενο κενό αέρα παράλληλο με το περίβλημα του κτιρίου.
– πηγή ενέργειας για τον αέρα μέσα στο στρώμα.
– σύστημα ελέγχου για τις παραμέτρους ροής αέρα στο ενδιάμεσο στρώμα ανάλογα με το εξωτερικό καιρικές συνθήκεςκαι τη θερμοκρασία του εσωτερικού αέρα.
Ενας από πιθανές επιλογέςσχέδια - η χρήση ενός διαφανούς συστήματος θερμομόνωσης. Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα θερμομόνωσης πρέπει να συμπληρωθεί με ένα άλλο κενό αέρα δίπλα στον τοίχο του κτιρίου και να επικοινωνεί με όλους τους τοίχους του κτιρίου, όπως φαίνεται στο Σχ. 10.
Το σύστημα θερμομόνωσης που φαίνεται στο Σχ. 10, έχει δύο στρώματα αέρα. Ένα από αυτά βρίσκεται ανάμεσα στη θερμομόνωση και τη διάφανη περίφραξη και χρησιμεύει για την αποφυγή υπερθέρμανσης του κτιρίου. Για το σκοπό αυτό υπάρχουν βαλβίδες αέρασυνδέοντας το στρώμα με τον εξωτερικό αέρα στο πάνω και στο κάτω μέρος του μονωτικού πάνελ. Το καλοκαίρι και σε περιόδους υψηλής ηλιακής δραστηριότητας, όταν υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης του κτιρίου, οι αποσβεστήρες ανοίγουν, παρέχοντας αερισμό με εξωτερικό αέρα.
Ρύζι. 10. Διαφανές σύστημα θερμομόνωσης με στρώμα αεριζόμενου αέρα
Το δεύτερο κενό αέρα βρίσκεται δίπλα στον τοίχο του κτιρίου και χρησιμεύει για τη μεταφορά ηλιακής ενέργειας εντός του κελύφους του κτιρίου. Αυτός ο σχεδιασμός θα επιτρέψει σε ολόκληρη την επιφάνεια του κτιρίου να χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας, παρέχοντας, επιπλέον, αποτελεσματική συσσώρευση ηλιακής ενέργειας, καθώς ολόκληρος ο όγκος των τοίχων του κτιρίου λειτουργεί ως μπαταρία.
Είναι επίσης δυνατή η χρήση παραδοσιακής θερμομόνωσης στο σύστημα. Σε αυτή την περίπτωση, ένας εναλλάκτης θερμότητας εδάφους μπορεί να χρησιμεύσει ως πηγή θερμικής ενέργειας, όπως φαίνεται στο Σχ. έντεκα.
Ρύζι. έντεκα. Θερμομονωτικό σύστημα με εναλλάκτη θερμότητας εδάφους
Μια άλλη επιλογή είναι η χρήση εκπομπών αερισμού κτιρίων για το σκοπό αυτό. Σε αυτήν την περίπτωση, για να αποφευχθεί η συμπύκνωση υγρασίας στο ενδιάμεσο στρώμα, είναι απαραίτητο να περάσει ο αέρας που αφαιρέθηκε μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας και να εισαχθεί εξωτερικός αέρας που θερμαίνεται στον εναλλάκτη θερμότητας στο ενδιάμεσο στρώμα. Από το ενδιάμεσο στρώμα, ο αέρας μπορεί να ρέει στο δωμάτιο για αερισμό. Ο αέρας θερμαίνεται καθώς διέρχεται από έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους και εκπέμπει την ενέργειά του στη δομή που περικλείει.
Απαραίτητο στοιχείο του συστήματος θερμομόνωσης θα πρέπει να είναι αυτόματο σύστημαελέγχουν τις ιδιότητές του. Στο Σχ. Το σχήμα 12 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα του συστήματος ελέγχου. Ο έλεγχος γίνεται με βάση την ανάλυση των πληροφοριών από τους αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας αλλάζοντας τον τρόπο λειτουργίας ή απενεργοποιώντας τον ανεμιστήρα και ανοίγοντας και κλείνοντας τους αποσβεστήρες αέρα.
Ρύζι. 12. Μπλοκ διάγραμμα συστήματος ελέγχου
Ένα μπλοκ διάγραμμα του αλγόριθμου λειτουργίας ενός συστήματος εξαερισμού με ελεγχόμενες ιδιότητες φαίνεται στο Σχήμα. 13.
Επί αρχικό στάδιολειτουργία του συστήματος ελέγχου (βλ. Εικ. 12) με βάση τις μετρούμενες τιμές της θερμοκρασίας του εξωτερικού αέρα και στα δωμάτια, η μονάδα ελέγχου υπολογίζει τη θερμοκρασία στο διάκενο αέρα για την κατάσταση του ακίνητου αέρα. Αυτή η τιμή συγκρίνεται με τη θερμοκρασία του αέρα στο στρώμα της νότιας πρόσοψης κατά την κατασκευή ενός συστήματος θερμομόνωσης, όπως στο Σχ. 10, ή σε εναλλάκτη θερμότητας εδάφους - κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος θερμομόνωσης, όπως στο Σχ. 11. Εάν η υπολογισμένη τιμή θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερη ή ίση με τη μετρηθείσα, ο ανεμιστήρας παραμένει απενεργοποιημένος και οι αποσβεστήρες αέρα στο χώρο είναι κλειστοί.
Ρύζι. 13. Μπλοκ διάγραμμα του αλγόριθμου λειτουργίας του συστήματος εξαερισμού με διαχειριζόμενες ιδιότητες
Εάν η υπολογισμένη τιμή θερμοκρασίας είναι μικρότερη από τη μετρηθείσα, ενεργοποιήστε τον ανεμιστήρα κυκλοφορίας και ανοίξτε τους αποσβεστήρες. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια του θερμαινόμενου αέρα μεταφέρεται στις τοιχοποιίες του κτιρίου, μειώνοντας την ανάγκη για θερμική ενέργεια για θέρμανση. Ταυτόχρονα, μετράται η τιμή υγρασίας αέρα στο ενδιάμεσο στρώμα. Εάν η υγρασία πλησιάσει το σημείο συμπύκνωσης, ανοίγει ένας αποσβεστήρας, που συνδέει το διάκενο αέρα με τον εξωτερικό αέρα, ο οποίος εμποδίζει τη συμπύκνωση της υγρασίας στην επιφάνεια των τοιχωμάτων του διακένου.
Έτσι, το προτεινόμενο σύστημα θερμομόνωσης καθιστά δυνατό τον ουσιαστικό έλεγχο των θερμικών ιδιοτήτων.
Το πειραματικό σχήμα φαίνεται στο Σχ. 14. Ένα μοντέλο του συστήματος θερμομόνωσης τοποθετείται στον τοίχο από τούβλα του δωματίου στο πάνω μέρος του φρεατίου του ανελκυστήρα. Το μοντέλο αποτελείται από θερμομόνωση, που αντιπροσωπεύει στεγανές θερμομονωτικές πλάκες (η μία επιφάνεια είναι αλουμίνιο πάχους 1,5 mm, η δεύτερη είναι φύλλο αλουμινίου), γεμάτη με αφρό πολυουρεθάνης πάχους 3,0 cm με συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας 0,03 W/(m 2 × o Γ). Αντοχή στη μεταφορά θερμότητας της πλάκας – 1,0 m 2 × o C/W, τοίχος από τούβλα– 0,6 m 2 × o C/W. Μεταξύ των θερμομονωτικών πλακών και της επιφάνειας του κελύφους του κτιρίου υπάρχει ένα διάκενο πάχους 5 cm συνθήκες θερμοκρασίαςκαι η κίνηση της ροής θερμότητας μέσω της δομής του περιβλήματος, η θερμοκρασία και οι αισθητήρες ροής θερμότητας εγκαταστάθηκαν σε αυτό.
Ρύζι. 14. Διάγραμμα πειραματικού συστήματος με ελεγχόμενη θερμομόνωση
Μια φωτογραφία του εγκατεστημένου συστήματος θερμομόνωσης με τροφοδοσία από το σύστημα ανάκτησης θερμότητας καυσαερίων εξαερισμού φαίνεται στο Σχ. 15.
Πρόσθετη ενέργεια παρέχεται στο εσωτερικό του ενδιάμεσου στρώματος με αέρα που λαμβάνεται από το σύστημα ανάκτησης θερμότητας καυσαερίων των εκπομπών αερισμού του κτιρίου. Οι εκπομπές αερισμού λήφθηκαν από την έξοδο άξονας εξαερισμούκτίριο της Κρατικής Επιχείρησης «Ινστιτούτο ΝΗΠΤΗΣ επ. Atayev S.S.», τροφοδοτήθηκαν στην πρώτη είσοδο του ανακτητή (βλ. Εικ. 15α). Ο αέρας τροφοδοτήθηκε στη δεύτερη είσοδο του ανακτητή από το στρώμα αερισμού και από τη δεύτερη έξοδο του ανακτητή - και πάλι στο στρώμα αερισμού. Ο αέρας εξαγωγής αερισμού δεν μπορεί να τροφοδοτηθεί απευθείας στο διάκενο αέρα λόγω του κινδύνου συμπύκνωσης υγρασίας στο εσωτερικό του. Επομένως, οι εκπομπές αερισμού του κτιρίου περνούσαν πρώτα από έναν εναλλάκτη θερμότητας-ανακτητή, η δεύτερη είσοδος του οποίου λάμβανε αέρα από το ενδιάμεσο στρώμα. Στον ανακτητή θερμάνθηκε και, με τη βοήθεια ενός ανεμιστήρα, τροφοδοτήθηκε στο διάκενο αέρα του συστήματος εξαερισμού μέσω μιας φλάντζας τοποθετημένης στο κάτω μέρος του μονωτικού πίνακα. Μέσω της δεύτερης φλάντζας στο πάνω μέρος της θερμομόνωσης αφαιρέθηκε αέρας από το πάνελ και έκλεισε τον κύκλο της κίνησής του στη δεύτερη είσοδο του εναλλάκτη θερμότητας. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, καταγράφηκαν πληροφορίες που προέρχονται από αισθητήρες θερμοκρασίας και ροής θερμότητας που είναι εγκατεστημένοι σύμφωνα με το διάγραμμα στο Σχ. 14.
Μια ειδική μονάδα ελέγχου και επεξεργασίας δεδομένων χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο των τρόπων λειτουργίας των ανεμιστήρων και για τη λήψη και καταγραφή των παραμέτρων του πειράματος.
Στο Σχ. Το 16 δείχνει γραφήματα των μεταβολών της θερμοκρασίας: αέρας εξωτερικού χώρου, αέρα εσωτερικού χώρου και αέρα εσωτερικού χώρου διάφορα μέρηενδιάμεσα στρώματα. Από τις 7.00 έως τις 13.00 το σύστημα μπαίνει σε στατικό τρόπο λειτουργίας. Η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας στην είσοδο αέρα στο στρώμα (αισθητήρας 6) και της θερμοκρασίας στην έξοδο από αυτό (αισθητήρας 5) αποδείχθηκε περίπου 3 o C, πράγμα που δείχνει την κατανάλωση ενέργειας από τον αέρα που διέρχεται.
ΕΝΑ) | σι) |
Ρύζι. 16. Πίνακες θερμοκρασίας: α – αέρας εξωτερικού και εσωτερικού αέρα·β – αέρας σε διάφορα μέρη του στρώματος
Στο Σχ. Το Σχήμα 17 δείχνει γραφήματα της χρονικής εξάρτησης της θερμοκρασίας των επιφανειών των τοίχων και της θερμομόνωσης, καθώς και της θερμοκρασίας και της ροής θερμότητας μέσω της εσωτερικής επιφάνειας του κτιρίου. Στο Σχ. Το 17b δείχνει σαφώς μια μείωση της ροής θερμότητας από το δωμάτιο μετά την παροχή θερμού αέρα στο στρώμα αερισμού.
ΕΝΑ) | σι) |
Ρύζι. 17. Γραφήματα σε σχέση με το χρόνο: α – θερμοκρασία επιφανειών τοίχων και θερμομόνωση.β – θερμοκρασία και ροή θερμότητας μέσω του κελύφους του κτιρίου
Τα πειραματικά αποτελέσματα που ελήφθησαν από τους συγγραφείς επιβεβαιώνουν τη δυνατότητα ελέγχου των ιδιοτήτων της θερμομόνωσης με ένα αεριζόμενο στρώμα.
1 Σημαντικό στοιχείοτα ενεργειακά αποδοτικά κτίρια είναι το καβούκι του. Οι κύριες κατευθύνσεις ανάπτυξης της μείωσης των απωλειών θερμότητας των κτιρίων μέσω των κτιριακών περιβλημάτων σχετίζονται με την ενεργό θερμομόνωση, όταν το κέλυφος του κτιρίου παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των παραμέτρων του εσωτερικού περιβάλλοντος των χώρων. Πλέον ένα ξεκάθαρο παράδειγμαΜπορεί να χρησιμεύσει μια περίκλειστη κατασκευή με διάκενο αέρα.
2 Οι συγγραφείς πρότειναν ένα σχέδιο θερμομόνωσης με κλειστό διάκενο αέρα μεταξύ της θερμομόνωσης και του τοίχου του κτιρίου. Προκειμένου να αποφευχθεί η συμπύκνωση υγρασίας στο στρώμα αέρα χωρίς μείωση των θερμομονωτικών ιδιοτήτων, εξετάστηκε η δυνατότητα χρήσης ατμοδιαπερατών ενθεμάτων στη θερμομόνωση. Έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος για τον υπολογισμό της περιοχής των ενθέτων ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης της θερμομόνωσης. Για ορισμένες κατασκευές τοίχων, όπως στο πρώτο παράδειγμα από τον Πίνακα 1, μπορείτε να κάνετε χωρίς διαπερατά από ατμούς ένθετα. Σε άλλες περιπτώσεις, η περιοχή των διαπερατών από ατμούς ενθέτων μπορεί να είναι ασήμαντη σε σχέση με την περιοχή του μονωμένου τοίχου.
3 Αναπτύχθηκε μεθοδολογία υπολογισμού θερμικών χαρακτηριστικών και σχεδιασμός συστήματος θερμομόνωσης με ελεγχόμενες θερμικές ιδιότητες. Ο σχεδιασμός είναι κατασκευασμένος με τη μορφή συστήματος με αεριζόμενο διάκενο αέρα μεταξύ δύο στρωμάτων θερμομόνωσης. Όταν ο αέρας κινείται σε ένα στρώμα με θερμοκρασία υψηλότερη από το αντίστοιχο σημείο ενός τοίχου με συμβατικό σύστημα θερμομόνωσης, το μέγεθος της διαβάθμισης θερμοκρασίας στο στρώμα θερμομόνωσης από τον τοίχο στο στρώμα μειώνεται σε σύγκριση με τη θερμομόνωση χωρίς στρώμα , που μειώνει την απώλεια θερμότητας από το κτίριο μέσω του τοίχου. Είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα του εδάφους κάτω από το κτίριο ως ενέργεια για την αύξηση της θερμοκρασίας του αντλούμενου αέρα, χρησιμοποιώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους ή ηλιακή ενέργεια. Έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών ενός τέτοιου συστήματος. Ελήφθη πειραματική επιβεβαίωση της πραγματικότητας χρήσης ενός συστήματος θερμομόνωσης με ελεγχόμενα θερμικά χαρακτηριστικά για κτίρια.
1. Bogoslovsky, V. N. Construction thermal physics / V. N. Bogoslovsky. – SPb.: AVOK-NORTH-WEST, 2006. – 400 p.
2. Θερμομονωτικά συστήματα κτιρίων: TKP.
4. Σχεδιασμός και εγκατάσταση συστήματος μόνωσης με στρώμα αεριζόμενου αέρα βασισμένο σε πάνελ πρόσοψης τριών στρώσεων: R 1.04.032.07. – Μινσκ, 2007. – 117 σελ.
5. Danilevsky, L. N. Για το ζήτημα της μείωσης του επιπέδου απώλειας θερμότητας σε ένα κτίριο. Εμπειρία Λευκορωσικής-Γερμανικής συνεργασίας στην κατασκευή / L. N. Danilevsky. – Μινσκ: Strinko, 2000. – Σ. 76, 77.
6. Alfred Kerschberger «Solares Bauen mit transparenter Warmedamung». Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.
7. Die ESA-Solardassade – Dammen mit Licht / ESA-Energiesysteme, 3. Passivhaustagung 19 έως 21 Φεβρουαρίου 1999. Bregenz. -Ρ. 177–182.
8. Peter O. Braun, Innovative Gebaudehullen, Warmetechnik, 9, 1997. – R. 510–514.
9. Παθητικό σπίτι ως προσαρμοστικό σύστημα υποστήριξης ζωής: περιλήψεις εκθέσεων Intern. επιστημονική και τεχνική συνδ. «Από θερμική ανακαίνιση κτιρίων - έως παθητικό σπίτι. Προβλήματα και λύσεις» / L. N. Danilevsky. – Minsk, 1996. – Σ. 32–34.
10. Θερμομόνωση με ελεγχόμενες ιδιότητες για κτίρια με χαμηλή απώλεια θερμότητας: συλλογή. tr. / Κρατική Επιχείρηση «Ινστιτούτο ΝΙΠΤΗΣ επ. Ataeva S.S."; L. N. Danilevsky. – Μινσκ, 1998. – Σ. 13–27.
11. Danilevsky, L. Θερμομονωτικό σύστημα με ελεγχόμενες ιδιότητες για παθητικό σπίτι / L. Danilevsky // Αρχιτεκτονική και κατασκευές. – 1998. – Αρ. 3. – Σ. 30, 31.
12. Martynenko, O. G. Δωρεάν μεταφορά θερμότητας με συναγωγή. Κατάλογος / O. G. Martynenko, Yu A. Sokovishin. – Minsk: Science and Technology, 1982. – 400 p.
13. Mikheev, M. A. Fundamentals of heat transfer / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. – Μ.: Ενέργεια, 1977. – 321 σελ.
14. Εξωτερική αεριζόμενη περίφραξη κτιρίου: Πατ. 010822 Εβράζ. Patent Office, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L. N. Danilevsky; αιτούσα Κρατική Επιχείρηση «Ινστιτούτο ΝΙΠΤΗΣ επ. Atayeva S.S." – Αρ. 20060978; δήλωση 05.10.2006; δημοσίευση 30/12/2008 // Δελτίο. Ευρασιατικό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας. – 2008. – Νο. 6.
15. Εξωτερική αεριζόμενη περίφραξη κτιρίου: Πατ. 11343 Rep. Λευκορωσία, MPK (2006) E04B1/70, E04B2/28 / L. N. Danilevsky; αιτούσα Κρατική Επιχείρηση «Ινστιτούτο ΝΙΠΤΗΣ επ. Atayeva S.S." – Αρ. 20060978; appl. 05.10.2006; δημοσίευση 30/12/2008 // Δελτίο Afitsyiny. / Εθνική κέντρο διανοούμενος. Ουλασνάτσι. – 2008.
Δοκιμή
στη Θερμοφυσική Νο. 11
Θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα
1. Αποδείξτε ότι η γραμμή μείωσης της θερμοκρασίας στο πάχος ενός πολυστρωματικού φράχτη στις συντεταγμένες "θερμοκρασία - θερμική αντίσταση" είναι ευθεία
2. Από τι εξαρτάται η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα και γιατί;
3. Λόγοι που προκαλούν διαφορά πίεσης στη μία και στην άλλη πλευρά του φράχτη
αντίσταση θερμοκρασίας περίφραξη στρώματος αέρα
1. Αποδείξτε ότι η γραμμή μείωσης της θερμοκρασίας στο πάχος ενός πολυστρωματικού φράχτη στις συντεταγμένες "θερμοκρασία - θερμική αντίσταση" είναι ευθεία
Χρησιμοποιώντας την εξίσωση για την αντίσταση μεταφοράς θερμότητας ενός φράχτη, μπορείτε να προσδιορίσετε το πάχος ενός από τα στρώματά του (συνήθως μόνωση - ένα υλικό με τον χαμηλότερο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας), στο οποίο ο φράκτης θα έχει μια δεδομένη (απαιτούμενη) τιμή αντίσταση μεταφοράς θερμότητας. Στη συνέχεια, η απαιτούμενη αντίσταση μόνωσης μπορεί να υπολογιστεί ως, όπου είναι το άθροισμα των θερμικών αντιστάσεων των στρώσεων με γνωστά πάχη, και ελάχιστο πάχοςμόνωση - όπως αυτό: . Για περαιτέρω υπολογισμούς, το πάχος της μόνωσης πρέπει να στρογγυλοποιείται κατά πολλαπλάσιο των τυποποιημένων (εργοστασιακών) τιμών πάχους ενός συγκεκριμένου υλικού. Για παράδειγμα, το πάχος ενός τούβλου είναι πολλαπλάσιο του μισού του μήκους του (60 mm), το πάχος των στρώσεων σκυροδέματος είναι πολλαπλάσιο των 50 mm και το πάχος των στρωμάτων άλλων υλικών είναι πολλαπλάσιο των 20 ή 50 mm, ανάλογα στο σκαλοπάτι με το οποίο κατασκευάζονται στα εργοστάσια. Κατά τη διεξαγωγή υπολογισμών, είναι βολικό να χρησιμοποιείτε αντιστάσεις λόγω του γεγονότος ότι η κατανομή θερμοκρασίας στις αντιστάσεις θα είναι γραμμική, πράγμα που σημαίνει ότι είναι βολικό να πραγματοποιούνται οι υπολογισμοί γραφικά. Σε αυτή την περίπτωση, η γωνία κλίσης της ισόθερμης προς τον ορίζοντα σε κάθε στρώμα είναι η ίδια και εξαρτάται μόνο από την αναλογία της διαφοράς στις θερμοκρασίες σχεδιασμού και την αντίσταση μεταφοράς θερμότητας της κατασκευής. Και η εφαπτομένη της γωνίας κλίσης δεν είναι τίποτα άλλο από την πυκνότητα της ροής θερμότητας που διέρχεται από αυτόν τον φράκτη: .
Υπό στάσιμες συνθήκες, η πυκνότητα ροής θερμότητας είναι σταθερή στο χρόνο, και επομένως, όπου R Χ- αντίσταση τμήματος της κατασκευής, συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας της εσωτερικής επιφάνειας και της θερμικής αντίστασης των στρωμάτων της κατασκευής από το εσωτερικό στρώμα στο επίπεδο στο οποίο αναζητείται η θερμοκρασία.
Επειτα. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία μεταξύ του δεύτερου και του τρίτου στρώματος της δομής μπορεί να βρεθεί ως εξής: .
Η δεδομένη αντίσταση στη μεταφορά θερμότητας των ετερογενών κατασκευών εγκλεισμού ή των τμημάτων τους (θραύσματα) θα πρέπει να προσδιορίζεται από το βιβλίο αναφοράς η δεδομένη αντίσταση των επίπεδων κατασκευών εγκλεισμού με θερμοαγώγιμα εγκλείσματα.
2. Από τι εξαρτάται η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα και γιατί;
Εκτός από τη μεταφορά θερμότητας με θερμική αγωγιμότητα και μεταφορά στο διάκενο αέρα, υπάρχει επίσης άμεση ακτινοβολία μεταξύ των επιφανειών που περιορίζει το διάκενο αέρα.
Εξίσωση μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας: , όπου σιμεγάλο - συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με ακτινοβολία, ο οποίος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα υλικά των επιφανειών των ενδιάμεσων στρωμάτων (όσο χαμηλότεροι είναι οι συντελεστές εκπομπής των υλικών, τόσο μικρότεροι και σιια) και μέση θερμοκρασίααέρα στο ενδιάμεσο στρώμα (με την αύξηση της θερμοκρασίας, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας από ακτινοβολία αυξάνεται).
Έτσι, όπου μεγάλο eq - ισοδύναμος συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του στρώματος αέρα. Γνωρίζων μεγάλο eq, μπορείτε να προσδιορίσετε τη θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα. Ωστόσο, αντίσταση RΤο VP μπορεί επίσης να προσδιοριστεί από ένα βιβλίο αναφοράς. Εξαρτώνται από το πάχος του στρώματος αέρα, τη θερμοκρασία του αέρα σε αυτό (θετική ή αρνητική) και τον τύπο του στρώματος (κάθετο ή οριζόντιο). Η ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται από τη θερμική αγωγιμότητα, τη μεταφορά και την ακτινοβολία μέσω των κατακόρυφων στρωμάτων αέρα μπορεί να κριθεί από τον παρακάτω πίνακα.
|
Πάχος στρώσης, mm |
Πυκνότητα ροής θερμότητας, W/m2 |
Ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται σε % |
Ισοδύναμος συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, m o C/W |
Θερμική αντίσταση του ενδιάμεσου στρώματος, W/m 2o C |
|||
|
θερμική αγωγιμότητα |
μεταγωγή |
ακτινοβολία |
|||||
|
Σημείωση: οι τιμές που δίνονται στον πίνακα αντιστοιχούν στη θερμοκρασία του αέρα στο στρώμα ίση με 0 o C, η διαφορά θερμοκρασίας στις επιφάνειές του είναι 5 o C και η εκπομπή των επιφανειών είναι C = 4,4. |
Έτσι, κατά το σχεδιασμό εξωτερικών περιφράξεων με κενά αέρα, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:
1) η αύξηση του πάχους του στρώματος αέρα έχει μικρή επίδραση στη μείωση της ποσότητας θερμότητας που διέρχεται από αυτό και τα στρώματα μικρού πάχους (3-5 cm) είναι αποτελεσματικά όσον αφορά τη μηχανική θερμότητας.
2) είναι πιο λογικό να κάνετε πολλά στρώματα λεπτού πάχους στον φράχτη από ένα στρώμα μεγάλου πάχους.
3) συνιστάται να γεμίζετε παχιά στρώματα με υλικά χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας για να αυξήσετε τη θερμική αντίσταση του φράχτη.
4) η στρώση αέρα πρέπει να είναι κλειστή και να μην επικοινωνεί με τον εξωτερικό αέρα, δηλαδή τα κατακόρυφα στρώματα να φράσσονται με οριζόντια διαφράγματα στο επίπεδο των ενδοδαπέδων οροφών (το συχνότερο μπλοκάρισμα των στρωμάτων σε ύψος δεν έχει πρακτική σημασία). Εάν υπάρχει ανάγκη εγκατάστασης στρωμάτων που αερίζονται με εξωτερικό αέρα, τότε υπόκεινται σε ειδικούς υπολογισμούς.
5) λόγω του γεγονότος ότι το κύριο μερίδιο της θερμότητας που διέρχεται από το στρώμα αέρα μεταφέρεται με ακτινοβολία, είναι σκόπιμο να τοποθετηθούν τα στρώματα πιο κοντά στο εξω αποφράχτες, γεγονός που αυξάνει τη θερμική τους αντίσταση.
6) Επιπλέον, συνιστάται η κάλυψη της θερμότερης επιφάνειας του ενδιάμεσου στρώματος με ένα υλικό χαμηλής εκπομπής (για παράδειγμα, φύλλο αλουμινίου), το οποίο μειώνει σημαντικά τη ροή ακτινοβολίας. Η επίστρωση και των δύο επιφανειών με τέτοιο υλικό πρακτικά δεν μειώνει τη μεταφορά θερμότητας.
3. Λόγοι που προκαλούν διαφορά πίεσης στη μία και στην άλλη πλευρά του φράχτη
Το χειμώνα, ο αέρας στα θερμαινόμενα δωμάτια έχει υψηλότερη θερμοκρασία από τον εξωτερικό αέρα και, επομένως, ο εξωτερικός αέρας έχει μεγαλύτερο ογκομετρικό βάρος (πυκνότητα) σε σύγκριση με τον εσωτερικό αέρα. Αυτή η διαφορά ογκομετρικές κλίμακεςαέρα και δημιουργεί διαφορά στην πίεσή του και στις δύο πλευρές του φράχτη (θερμική πίεση). Ο αέρας εισέρχεται στο δωμάτιο από το κάτω μέρος των εξωτερικών τοιχωμάτων του και φεύγει από το πάνω μέρος. Σε περίπτωση αεροστεγανότητας των άνω και κάτω περιβλημάτων και με κλειστά ανοίγματα, η διαφορά στην πίεση του αέρα φτάνει τις μέγιστες τιμές στο πάτωμα και κάτω από την οροφή και στο μεσαίο ύψος του δωματίου είναι μηδέν (ουδέτερη ζώνη).
Ροή θερμότητας που διέρχεται από το περίβλημα. Αντοχή στην αντίληψη της θερμότητας και στη μεταφορά θερμότητας. Πυκνότητα ροής θερμότητας. Θερμική αντίσταση του φράχτη. Κατανομή θερμοκρασίας ανά αντίσταση. Τυποποίηση της αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας των περιφράξεων.
δοκιμή, προστέθηκε 23/01/2012
Μεταφορά θερμότητας μέσω ενός διακένου αέρα. Χαμηλός συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του αέρα στους πόρους οικοδομικά υλικά. Βασικές αρχές σχεδιασμού κλειστών εναέριων χώρων. Μέτρα για την αύξηση της θερμοκρασίας της εσωτερικής επιφάνειας του φράχτη.
περίληψη, προστέθηκε 23/01/2012
Αντίσταση τριβής σε κιβώτια αξόνων ή ρουλεμάν αξόνων άξονων τρόλεϊ. Παραβίαση της συμμετρίας της κατανομής των παραμορφώσεων στην επιφάνεια του τροχού και της σιδηροτροχιάς. Αντοχή στην κίνηση από την έκθεση στον αέρα. Τύποι για τον προσδιορισμό της ειδικής αντίστασης.
διάλεξη, προστέθηκε 14/08/2013
Μελέτη πιθανών μέτρων για την αύξηση της θερμοκρασίας της εσωτερικής επιφάνειας του φράχτη. Προσδιορισμός του τύπου για τον υπολογισμό της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας. Σχεδιάστε εξωτερική θερμοκρασία και μεταφορά θερμότητας μέσω του περιβλήματος. Συντεταγμένες θερμοκρασίας-πάχους.
δοκιμή, προστέθηκε στις 24/01/2012
Έργο προστασίας ρελέ ηλεκτρικού ρεύματος. Υπολογισμός παραμέτρων γραμμής ισχύος. Ειδική επαγωγική αντίδραση. Αντιδραστική και ειδική χωρητική αγωγιμότητα μιας εναέριας γραμμής. Προσδιορισμός μέγιστης λειτουργίας έκτακτης ανάγκης με μονοφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος.
εργασία μαθήματος, προστέθηκε 02/04/2016
Διαφορική εξίσωση θερμικής αγωγιμότητας. Προϋποθέσεις ασάφειας. Ειδική ροή θερμότητας Θερμική αντίσταση στη θερμική αγωγιμότητα ενός επίπεδου τοίχου τριών στρωμάτων. Γραφική μέθοδος προσδιορισμού θερμοκρασιών μεταξύ στρώσεων. Προσδιορισμός σταθερών ολοκλήρωσης.
παρουσίαση, προστέθηκε 18/10/2013
Η επίδραση του αριθμού Biot στην κατανομή της θερμοκρασίας στην πλάκα. Εσωτερική και εξωτερική θερμική αντίσταση του σώματος. Αλλαγή ενέργειας (ενθαλπία) της πλάκας κατά την περίοδο της πλήρους θέρμανσης και ψύξης της. Η ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από την πλάκα κατά τη διαδικασία ψύξης.
παρουσίαση, προστέθηκε 15/03/2014
Απώλεια κεφαλής λόγω τριβής σε οριζόντιους αγωγούς. Συνολική απώλεια πίεσης ως το άθροισμα της αντίστασης τριβής και τοπική αντίσταση. Απώλεια πίεσης κατά την κίνηση του υγρού στη συσκευή. Η δύναμη αντίστασης του μέσου κατά την κίνηση ενός σφαιρικού σωματιδίου.
παρουσίαση, προστέθηκε 29.09.2013
Έλεγχος των θερμοπροστατευτικών ιδιοτήτων των εξωτερικών περιφράξεων. Ελέγξτε για την απουσία συμπύκνωσης στην εσωτερική επιφάνεια των εξωτερικών τοίχων. Υπολογισμός της θερμότητας για τη θέρμανση του αέρα που παρέχεται με διήθηση. Προσδιορισμός διαμέτρων αγωγών. Θερμική αντίσταση.
εργασία μαθήματος, προστέθηκε 22/01/2014
Ηλεκτρική αντίσταση - βασική ηλεκτρικό χαρακτηριστικόαγωγός. Θεώρηση μέτρησης αντίστασης σε σταθερά και εναλλασσόμενο ρεύμα. Μελέτη της μεθόδου αμπερόμετρο-βολτόμετρο. Επιλέγοντας μια μέθοδο στην οποία το σφάλμα θα είναι ελάχιστο.
Λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας του αέρα, τα στρώματα αέρα χρησιμοποιούνται συχνά ως θερμομόνωση. Το διάκενο αέρα μπορεί να σφραγιστεί ή να αεριστεί, στην τελευταία περίπτωση ονομάζεται αεραγωγός. Εάν ο αέρας ήταν σε ηρεμία, τότε η θερμική αντίσταση θα ήταν πολύ υψηλή, ωστόσο, λόγω της μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή και ακτινοβολία, η αντίσταση των στρωμάτων αέρα μειώνεται.
Συναγωγή στο διάκενο αέρα.Κατά τη μεταφορά θερμότητας, η αντίσταση των δύο οριακών στρωμάτων ξεπερνιέται (βλ. Εικ. 4.2), οπότε ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μειώνεται στο μισό. Σε κάθετα στρώματα αέρα, εάν το πάχος είναι ανάλογο με το ύψος, τα κατακόρυφα ρεύματα αέρα κινούνται χωρίς παρεμβολές. Σε λεπτά στρώματα αέρα αναστέλλονται αμοιβαία και σχηματίζουν εσωτερικά κυκλώματα κυκλοφορίας, το ύψος των οποίων εξαρτάται από το πλάτος.
Ρύζι. 4.2 – Σχέδιο μεταφοράς θερμότητας σε στρώμα κλειστού αέρα: 1 – συναγωγή; 2 – ακτινοβολία; 3 – θερμική αγωγιμότητα
Σε λεπτές στρώσεις ή με μικρή διαφορά θερμοκρασίας στις επιφάνειες () υπάρχει παράλληλη κίνηση πίδακα αέρα χωρίς ανάμειξη. Η ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται μέσω του διακένου αέρα είναι ίση με
. (4.12)
Το κρίσιμο πάχος του ενδιάμεσου στρώματος καθορίστηκε πειραματικά, δcr, mm, για τα οποία διατηρείται το καθεστώς στρωτής ροής (σε μέση θερμοκρασία αέρα στο στρώμα 0 o C):
Σε αυτή την περίπτωση, η μεταφορά θερμότητας πραγματοποιείται με θερμική αγωγιμότητα και
Για άλλα πάχη, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι ίσος με
. (4.15)
Με την αύξηση του πάχους του κατακόρυφου στρώματος, υπάρχει μια αύξηση α να:
στο δ = 10 mm - κατά 20%; δ = 50 mm - κατά 45% (μέγιστη τιμή, μετά μείωση). δ = 100 mm – κατά 25% και δ = 200 mm – κατά 5%.
Σε οριζόντια στρώματα αέρα (με πάνω, πιο θερμαινόμενη επιφάνεια), δεν θα υπάρχει σχεδόν καμία ανάμειξη αέρα, επομένως ισχύει ο τύπος (4.14). Με πιο θερμαινόμενη κάτω επιφάνεια (σχηματίζονται εξαγωνικές ζώνες κυκλοφορίας), η τιμή α ναβρίσκεται σύμφωνα με τον τύπο (4.15).
Ακτινοβολούμενη μεταφορά θερμότητας σε διάκενο αέρα
Η ακτινοβολούμενη συνιστώσα της ροής θερμότητας προσδιορίζεται από τον τύπο
. (4,16)
Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας θεωρείται ότι είναι α l= 3,97 W/(m 2 ∙ o C), η τιμή του είναι μεγαλύτερη α να, επομένως η κύρια μεταφορά θερμότητας γίνεται με ακτινοβολία. ΣΕ γενική εικόναη ποσότητα θερμότητας που μεταφέρεται μέσω του στρώματος είναι πολλαπλάσιο του
.
Μπορείτε να μειώσετε τη ροή θερμότητας καλύπτοντας τη ζεστή επιφάνεια (για να αποφύγετε τη συμπύκνωση) με αλουμινόχαρτο, χρησιμοποιώντας το λεγόμενο. "ενίσχυση" Η ροή ακτινοβολίας μειώνεται κατά περίπου 10 φορές και η αντίσταση διπλασιάζεται. Μερικές φορές εισάγονται κυψέλες από φύλλο αλουμινίου στο διάκενο αέρα, οι οποίες μειώνουν επίσης τη μεταφορά θερμότητας μέσω μεταφοράς, αλλά αυτή η λύση δεν είναι ανθεκτική.
Περιγραφή:
Οι εσωκλειόμενες κατασκευές με αεριζόμενους χώρους αέρα έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό στην κατασκευή κτιρίων. Η χρήση αεριζόμενων στρωμάτων αέρα είχε έναν από τους παρακάτω σκοπούς
Εξάρτηση της μέγιστης ταχύτητας κίνησης του αέρα στο διάκενο από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα σε διαφορετικές τιμές της θερμικής αντίστασης του τοίχου με μόνωση
Εξάρτηση της ταχύτητας του αέρα στο διάκενο από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα για διαφορετικές τιμές του πλάτους του διακένου d
Εξάρτηση θερμικής αντίστασης κενό αέρος, R ef του κενού, στην εξωτερική θερμοκρασία αέρα σε διαφορετικές τιμές της θερμικής αντίστασης του τοίχου, R pr therm. σχέδιο
Εξάρτηση της αποτελεσματικής θερμικής αντίστασης του διακένου αέρα, διάκενο R ef, από το πλάτος του διακένου, d, για διαφορετικά ύψη πρόσοψης, L
Στο Σχ. Το σχήμα 7 δείχνει τις εξαρτήσεις της μέγιστης ταχύτητας αέρα στο διάκενο αέρα από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα σε διάφορες τιμές του ύψους της πρόσοψης, L, και της θερμικής αντίστασης του τοίχου με μόνωση, όρος R pr. σχέδιο , και στο Σχ. 8 - σε διαφορετικές τιμές του πλάτους του διακένου d.
Σε όλες τις περιπτώσεις, η ταχύτητα του αέρα αυξάνεται καθώς μειώνεται η εξωτερική θερμοκρασία. Ο διπλασιασμός του ύψους της πρόσοψης έχει ως αποτέλεσμα μια ελαφρά αύξηση της ταχύτητας του αέρα. Η μείωση της θερμικής αντίστασης του τοίχου οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας του αέρα, αυτό εξηγείται από την αύξηση της ροής θερμότητας και ως εκ τούτου τη διαφορά θερμοκρασίας στο διάκενο. Το πλάτος του διακένου επηρεάζει σημαντικά την ταχύτητα του αέρα με φθίνουσες τιμές d, η ταχύτητα του αέρα μειώνεται, γεγονός που εξηγείται από την αύξηση της αντίστασης.
Στο Σχ. Το σχήμα 9 δείχνει τις εξαρτήσεις της θερμικής αντίστασης του διακένου αέρα, R eff gap, από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα σε διάφορες τιμές του ύψους της πρόσοψης, L και της θερμικής αντίστασης του τοίχου με μόνωση, R pr therm. σχέδιο .
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να σημειωθεί ότι το κενό Reff έχει μια ασθενή εξάρτηση από την εξωτερική θερμοκρασία του αέρα. Αυτό εξηγείται εύκολα, δεδομένου ότι η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας του αέρα στο διάκενο και της θερμοκρασίας του εξωτερικού αέρα και της διαφοράς μεταξύ της θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα και της θερμοκρασίας του αέρα στο διάκενο αλλάζουν σχεδόν αναλογικά με μια αλλαγή στο t n, αναλογία, που περιλαμβάνεται στο (3), σχεδόν δεν αλλάζει. Έτσι, όταν ο tn μειώνεται από 0 σε –40 °C R, η απόδοση του διακένου μειώνεται από 0,17 σε 0,159 m 2 °C/W. Το R eff του διακένου εξαρτάται επίσης ασήμαντα από τη θερμική αντίσταση της επένδυσης, με αύξηση του όρου R pr. περιοχή από 0,06 έως 0,14 m 2 °C/W, η τιμή R eff του διακένου αλλάζει από 0,162 σε 0,174 m 2 °C/W. Αυτό το παράδειγμα δείχνει την αναποτελεσματικότητα της μονωτικής επένδυσης προσόψεων. Οι αλλαγές στην τιμή της αποτελεσματικής θερμικής αντίστασης του διακένου αέρα ανάλογα με τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα και τη θερμική αντίσταση της επένδυσης είναι ασήμαντες για την πρακτική τους εξέταση.
Στο Σχ. Το σχήμα 10 δείχνει τις εξαρτήσεις της θερμικής αντίστασης του διακένου αέρα, Reff του διακένου, από το πλάτος του διακένου, d, για διαφορετικές τιμές του ύψους της πρόσοψης. Η εξάρτηση του R eff του κενού από το πλάτος του διακένου εκφράζεται με μεγαλύτερη σαφήνεια - καθώς μειώνεται το πάχος του διακένου, η τιμή του R eff του διακένου αυξάνεται. Αυτό οφείλεται σε μείωση του ύψους ρύθμισης θερμοκρασίας στο διάκενο x 0 και, κατά συνέπεια, σε αύξηση της μέσης θερμοκρασίας αέρα στο διάκενο (Εικ. 8 και 6). Εάν για άλλες παραμέτρους η εξάρτηση είναι ασθενής, επειδή υπάρχει επικάλυψη διαφόρων διεργασιών που εν μέρει ακυρώνουν η μία την άλλη, τότε σε σε αυτήν την περίπτωσηαυτό δεν ισχύει - όσο πιο λεπτό είναι το διάκενο, τόσο πιο γρήγορα ζεσταίνεται και όσο πιο αργά κινείται ο αέρας στο κενό, τόσο πιο γρήγορα θερμαίνεται.
Γενικά τα περισσότερα υψηλότερη τιμήΤο R eff του κενού μπορεί να επιτευχθεί με ελάχιστη τιμή d, μέγιστη τιμή L, μέγιστη τιμή R pr όρο. σχέδιο . Άρα, σε d = 0,02 m, L = 20 m, R pr όρος. σχέδιο = 3,4 m 2 °C/W η υπολογισμένη τιμή του R eff του διακένου είναι 0,24 m 2 °C/W.
Για τον υπολογισμό της απώλειας θερμότητας μέσω του φράχτη, η σχετική επίδραση της αποτελεσματικής θερμικής αντίστασης του διακένου αέρα έχει μεγαλύτερη σημασία, καθώς καθορίζει πόση απώλεια θερμότητας θα μειωθεί. Παρά το γεγονός ότι η μεγαλύτερη απόλυτη τιμή του κενού R eff επιτυγχάνεται στο μέγιστο όρο R pr. σχέδιο , η αποτελεσματική θερμική αντίσταση του διακένου αέρα έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην απώλεια θερμότητας στην ελάχιστη τιμή του R pr therm. σχέδιο . Έτσι, στο R pr όρο. σχέδιο = = 1 m 2 °C/W και t n = 0 °C λόγω του διακένου αέρα, η απώλεια θερμότητας μειώνεται κατά 14%.
Με οριζόντια τοποθετημένους οδηγούς στους οποίους είναι προσαρτημένα τα στοιχεία πρόσοψης, κατά την εκτέλεση των υπολογισμών, συνιστάται να λαμβάνεται το πλάτος του διακένου αέρα ίσο με τη μικρότερη απόσταση μεταξύ των οδηγών και της επιφάνειας της θερμομόνωσης, καθώς αυτές οι περιοχές καθορίζουν την αντίσταση στην κίνηση του αέρα (Εικ. 11).
Όπως έδειξαν οι υπολογισμοί, η ταχύτητα κίνησης του αέρα στο διάκενο είναι χαμηλή και είναι μικρότερη από 1 m/s. Το εύλογο του μοντέλου υπολογισμού που υιοθετήθηκε επιβεβαιώνεται έμμεσα από βιβλιογραφικά δεδομένα. Έτσι, η εργασία παρέχει μια σύντομη επισκόπηση των αποτελεσμάτων των πειραματικών προσδιορισμών της ταχύτητας του αέρα στα διάκενα αέρα διαφόρων προσόψεων (βλ. πίνακα). Δυστυχώς, τα δεδομένα που περιέχονται στο άρθρο είναι ελλιπή και δεν μας επιτρέπουν να καθορίσουμε όλα τα χαρακτηριστικά των προσόψεων. Ωστόσο, δείχνουν ότι η ταχύτητα του αέρα στο διάκενο είναι κοντά στις τιμές που λαμβάνονται από τους υπολογισμούς που περιγράφονται παραπάνω.
Η παρουσιαζόμενη μέθοδος για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας, της ταχύτητας αέρα και άλλων παραμέτρων στο διάκενο αέρα μας επιτρέπει να αξιολογήσουμε την αποτελεσματικότητα ενός συγκεκριμένου μέτρου σχεδιασμού από την άποψη της αύξησης των λειτουργικών ιδιοτήτων της πρόσοψης. Αυτή η μέθοδος μπορεί να βελτιωθεί, πρώτα απ 'όλα, αυτό θα πρέπει να σχετίζεται με τη συνεκτίμηση της επίδρασης των κενών μεταξύ των πλακών που αντιμετωπίζουν. Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα των υπολογισμών και τα πειραματικά δεδομένα που παρουσιάζονται στη βιβλιογραφία, αυτή η βελτίωση δεν θα έχει μεγάλο αντίκτυπο στη μειωμένη αντίσταση της κατασκευής, αλλά μπορεί να έχει αντίκτυπο σε άλλες παραμέτρους.
1. Batinich R. Αεριζόμενες προσόψεις κτιρίων: Προβλήματα θερμικής φυσικής κτιρίων, συστημάτων μικροκλίματος και εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια / Σάββ. κανω ΑΝΑΦΟΡΑ IV επιστημονικό-πρακτικό συνδ. Μ.: NIISF, 1999.
2. Ezersky V. A., Monastyrev P. V. Πλαίσιο στερέωσης μιας αεριζόμενης πρόσοψης και το πεδίο θερμοκρασίας του εξωτερικού τοίχου // Κατασκευή κατοικιών. 2003. Νο 10.
4. SNiP II-3-79*. Μηχανική θέρμανσης κατασκευών. M.: State Unitary Enterprise TsPP, 1998.
5. Bogoslovsky V. N. Θερμικό καθεστώς του κτιρίου. Μ., 1979.
6. Sedlbauer K., Kunzel H. M. Luftkonvektions einflusse auf den Warmedurchgang von belufteten Fassaden mit Mineralwolledammung // WKSB. 1999. Jg. 44. Η.43.
Συνεχίζεται.
| Λίστα συμβόλων | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
с в = 1.005 J/(kg °С) - ειδική θερμοχωρητικότητα αέρα d - πλάτος διακένου αέρα, m L - ύψος της πρόσοψης με αεριζόμενο κενό, m n k - μέσος αριθμός στηρίξεων ανά m2 τοίχου, m–1 R pr o. σχέδιο , R pr o. περιοχή - μειωμένη αντίσταση στη μεταφορά θερμότητας τμημάτων της κατασκευής από την εσωτερική επιφάνεια στο διάκενο αέρα και από το διάκενο αέρα στην εξωτερική επιφάνεια της κατασκευής, αντίστοιχα, m 2 °C/W R o pr - μειωμένη αντίσταση μεταφοράς θερμότητας ολόκληρης της δομής, m 2 °C/W Συνθήκη R. σχέδιο - αντοχή στη μεταφορά θερμότητας κατά μήκος της επιφάνειας της κατασκευής (εξαιρουμένων των θερμοαγώγιμων εγκλεισμάτων), m 2 °C/W Συνθήκη R - αντίσταση στη μεταφορά θερμότητας κατά μήκος της επιφάνειας της κατασκευής, ορίζεται ως το άθροισμα των θερμικών αντιστάσεων των στρωμάτων της κατασκευής και της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας του εσωτερικού (ίσο με 1/av) και του εξωτερικού (ίσο με 1 /an) επιφάνειες R pr SNiP - μειωμένη αντίσταση μεταφοράς θερμότητας μιας κατασκευής τοίχου με μόνωση, που προσδιορίζεται σύμφωνα με το SNiP II-3-79*, m 2 °C/W R pr όρος. σχέδιο - θερμική αντίσταση τοίχου με μόνωση (από τον εσωτερικό αέρα στην επιφάνεια της μόνωσης στο διάκενο αέρα), m 2 °C/W R eff του διακένου - αποτελεσματική θερμική αντίσταση του διακένου αέρα, m 2 °C/W Q n - υπολογισμένη ροή θερμότητας μέσω μιας ετερογενούς δομής, W Q 0 - ροή θερμότητας μέσω μιας ομοιογενούς δομής της ίδιας περιοχής, W q - πυκνότητα ροής θερμότητας μέσω της δομής, W/m 2 q 0 - πυκνότητα ροής θερμότητας μέσω ομοιογενούς δομής, W/m 2 r - συντελεστής θερμικής ομοιογένειας S - περιοχή διατομής του βραχίονα, m 2 t - θερμοκρασία, °C
Σημείωση. Όταν καλύπτετε μία ή και τις δύο επιφάνειες του διακένου αέρα με αλουμινόχαρτο, η θερμική αντίσταση πρέπει να διπλασιάζεται. Αίτηση 5* Διαγράμματα θερμοαγώγιμων εγκλεισμάτων σε κατασκευές εγκλεισμούΑίτηση 6* (Πληροφοριακός) Μειωμένη αντοχή στη μεταφορά θερμότητας των παραθύρων, των μπαλκονόπορτων και των φεγγιτών
* σε ατσάλινα δεσίματα Σημειώσεις: 1. Οι μαλακές επιλεκτικές επικαλύψεις γυαλιού περιλαμβάνουν επιστρώσεις με θερμική εκπομπή μικρότερη από 0,15, τις σκληρές - περισσότερο από 0,15. 2. Οι τιμές των δεδομένων αντιστάσεων μεταφοράς θερμότητας των γεμισμάτων των ανοιγμάτων φωτός δίνονται για περιπτώσεις όπου ο λόγος της περιοχής υαλοπίνακα προς την περιοχή πλήρωσης του ανοίγματος φωτός είναι 0,75. Οι τιμές των μειωμένων αντιστάσεων μεταφοράς θερμότητας που αναφέρονται στον πίνακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υπολογισμένες τιμές ελλείψει τέτοιων τιμών στα πρότυπα ή τεχνικούς όρουςσχετικά με το σχέδιο ή δεν υποστηρίζεται από τα αποτελέσματα των δοκιμών. 3. Η θερμοκρασία της εσωτερικής επιφάνειας των δομικών στοιχείων των παραθύρων του κτιρίου (εκτός από τα βιομηχανικά) πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 °C στη θερμοκρασία σχεδιασμού του εξωτερικού αέρα. Σχετικά Άρθρα:
Διαγράψτε το και αυτή Υπολογισμός αυτή και ο τύπος
Λογιστικές εγγραφές σε περίπτωση μόνιμων και προσωρινών διαφορών μεταξύ χρησιμοποιημένων και φρεατίων Υπολογισμός και προετοιμασία πίνακα ελέγχου
Υπολογισμός του κόστους των τελικών προϊόντων: μέθοδοι και συστάσεις
Γιατί είναι σημαντική η ανάλυση ταμειακών ροών;
Χρηματοδοτική Μίσθωση. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Χρηματοδοτική μίσθωση Η χρηματοδοτική μίσθωση είναι
Νέος:
Δημοφιλής:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
