Общие закономерности.

Обычно при теплотехнических расчетах наружных ограждений зданий принимается, что теплопередача происходит при стационарном тепловом потоке (не зависит от времени); при этом наружные ограждения рассматривают в виде плоских стен неограниченного протяжения, то есть в виде участков, достаточно удаленных от проемов или мест примыкания к другим ограждающим конструкциям.

Количество тепла Q, Вт, проходящего от нагретой среды (внутреннего воздуха) к холодной (наружному воздуху) через ограждение (и передаваемое ограждением) определяется по формуле:

(*)

где – температура воздуха с внутренней и наружной стороны ограждения, ;

– площадь ограждения, м²;

– коэффициент теплопередачи (зависит от теплотехнических свойств воздуха и ограждения); он представляет собой мощность теплового потока, проходящего от нагретого воздуха к холодному воздуху через 1 м² его поверхности за 1 час при разности температур между средами 1 °С; Вт/( м². ).

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи называется сопротивлением теплопередачи R_O; м². /Вт.

Согласно определению K и R_O имеем R_O = ,

где:

– коэффициенты теплоотдачи между воздухом и поверхностью стенки (с внутренней и наружной сторон ограждения), Вт/( м². );

λ – коэффициент теплопроводности материала ограждения, Вт/( м. );

δ – толщина ограждения,м;

Если вместо температуры воздуха с одной и с другой стороны ограждения будут известны температуры на поверхности ограждения , то формула (*) принимает вид:

, (**)

где – коэффициент теплопроницания ограждения (зависит от свойств ограждения);

, – температуры поверхности ограждения с внутренней и наружной стороны, °С.

При проектировании наружных ограждений зданий экономически целесообразно придавать им наибольшие (из возможных) значения R_O, а следовательно, и малые значения коэффициента теплопередачи К, что уменьшает расходы на отопление здания и создаёт в нём лучшие санитарно-гигиенические условия.

 

5.2.Расчёт сопротивления теплопередаче ограждений.

Теплозащитные качества ограждения принято характеризовать величиной сопротивления теплопередаче , которое должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче .

Правильно выбранная конструкция ограждения и строго обоснованная величина его сопротивления теплопередаче обеспечивают требуемый микроклимат и экономичность конструкции здания.

На рисунке графически показано изменение температуры при прохождении теплового потока через плоскую однородную неограниченную стенку. Температурная линия показывает, что падение температуры происходит не только в толще самой стенки , но и у её поверхностей: наружной , и внутреннейтак как, а .

Так как падение температуры при прохождении теплового потока вызывается термическим сопротивлением, то из температурной кривой видно, что сопротивление теплопередаче ограждения состоит из трех отдельных сопротивлений:

- при переходе тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения; это сопротивление – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения и оно вызывает температурный перепад ;

- при прохождении тепла через стенку самого ограждения; это сопротивление – термическое сопротивление ограждения R и оно вызывает температурный перепад ;

- при переходе тепла от наружной поверхности к наружному воздуху; это сопротивление – сопротивление теплоотдаче с наружной стороны и оно вызывает температурный перепад .

Таким образом, сопротивление теплопередачи ограждения может быть выражено как сумма этих трех сопротивлений: ,

где:

– сопротивления теплоотдаче (теплообмену) у внутренней и наружной поверхностей ограждения, м². / Вт;

– термическое сопротивление материала ограждения с последовательным расположением однородных слоёв (перпендикулярно направлению теплового потока).