Сопротивление теплопроводности материалов – Теплодомус : Расчет теплопотерь

Содержание

Сопротивление теплообмену rs.

Единица: 1/(Вт/м²К) = м²К/Вт

Общий коэффициент теплопередачи u (величина u)

Под общим коэффициентом теплопередачи понимается вся транспортировка тепловой энергий от воздушного пространства через строительную конструкцию и снова в соседнее воздушное пространство за ограждающей конструкцией. В общий коэффициент теплопередачи наряду с коэффициентом теплопередачи Λ входят также коэффициенты теплообмена h_iиh_e_.Общий коэффициент теплопередачиU(ВеличинаU) Представляет собой важнейшую характеристику строительной физики в теплозащите.

Чем меньше величина U, тем больше экономия энергии.

Для окон и других видов остекления даются сразу величины U.

Общие сопротивление теплопередаче rт (в сНиП и II-3-79*-r0)

R– Сопротивление теплопередаче конструкции или термическое сопротивление.

Единица: м²К/Вт

Эту формулу обычно используют для расчета величины U(R_T→1/x→величинаU). Эту формулу используют также для получения распределения температур внутри ограждающей конструкции.

Коэффициент удельной теплоемкости с.

Под этим понимают количество тепла, которое необходимо для того, чтобы поднять температуру материала массой 1 кг на 1 Кельвин (1К).

Единица: Вт · с/ (кг · К) = Джоуль/ (кг · К)

Коэффициент теплопроницания b*

Коэффициент теплопроницания дает сведения о том, какое количество тепла (Вт · с) может проникнуть в материал через 1м²его поверхности так, чтобы нагреть его на 1 К за время с^0,5.

Единица: Дж/м²

· К · с^0,5= Вт · С/м²· К · с^0,5.

λ в Вт/м · К

р в кг/м³

с в Дж/кг · К

Большойкоэффициент теплопроницания:

Много тепла проникает в единицу времени в материал и мало тепла остается для нагревания воздуха в помещении.

Следствие: Помещение нагревается медленно.

Маленькийкоэффициент теплопроницания:

Меньше тепла проникает в единицу времени в материал, при этом остается больше тепловой энергии для нагревания воздуха в помещении. Для теплоты полов, и, соответственно, для нагревания стен коэффициент теплопроницания имеет решающие значение.

При одинаковой температуре бетонная поверхность ощущается более прохладной, чем деревянная. Для полов этот эффект, вследствие непосредственного контакта с телом человека, особенно заметен.

Таблица 1.1. Расчетные значения удельной теплоемкости с и коэффициента теплопроницания b.

cbДж/кг · К Дж/м²· К · с^0,5

Алюминий 800 20785

Сталь 400 13735

Бетон 1000 2240

Легкий бетон 1000 930

Цементная стяжка 1000 1670

Известковая штукатурка 1000 1250

Цементно – песчаный камень 1000 990

Стеновой кирпич 1000 900

Легкий многопустотный кирпич 1000 510

Газобетон 1000 340

Пробка 1700 160

Пенопласты 1500 35

Минерало – волокнистые материалы 1000 30

Дерево 2100 400

Материалы на основе древесины 2100 400

Воздух 1000 14

Вода 4200 1630

Например: Бетон

Дерево

studfiles.net

Сопротивление теплопередаче. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

Теплопередача ограждающих конструкций — это сложный процесс, включающий конвекцию, теплопроводность и излучение. Все они происходят совместно при преобладании одного из них. Теплоизоляционные свойства конструкций ограждения, которые отражаются через сопротивление теплопередаче, должны соответствовать действующим строительным нормам.

Как происходит теплообмен воздуха с ограждающими конструкциями

В строительстве задают нормативные требования к величине потока тепла через стенку и через него определяют ее толщину. Одним из параметров для его расчета служит температурный перепад снаружи и внутри помещения. За основу берут самое холодное время года. Другим параметром является коэффициент теплопередачи К — количество тепла, переданного за 1 с через площадь 1 м², при разности температуры наружной и внутренней среды в 1 ºС. Величина К зависит от свойств материала. По мере его снижения возрастают теплозащитные свойства стены. Кроме того, холод в помещение будет проникать меньше, если будет больше толщина ограждения.

Конвекция и излучение снаружи и изнутри также влияют на утечку тепла из дома. Поэтому за батареями на стенах устанавливают отражающие экраны из алюминиевой фольги. Подобную защиту делают также внутри вентилируемых фасадов снаружи.

Теплопередача через стены дома

Наружные стены составляют максимальную часть площади дома и через них энергетические потери достигают 35-45%. Строительные материалы, из которых изготовлены ограждающие конструкции, имеют разную защиту от холода. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух. Поэтому пористые материалы имеют самые низкие значения коэффициентов теплопередачи. Например, у строительного кирпича К = 0,81 Вт/(м²·^оС), у бетона К = 2,04 Вт/(м²·^оС), у фанеры К = 0,18 Вт/(м²·^оС), а у пенополистирольных плит К = 0,038 Вт/(м²·^оС).

В расчетах применяют величину, обратную коэффициенту К, – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. Оно является нормируемой величиной и не должно быть ниже определенного заданного значения, поскольку от него зависят затраты на отопление и условия пребывания в помещениях.

На коэффициент К влияет влажность материала ограждающих конструкций. У сырого материала вода вытесняет воздух из пор, а ее теплопроводность выше в 20 раз. В результате ухудшаются теплозащитные свойства ограждения. Влажная кирпичная стена пропускает на 30% больше тепла по сравнению с сухой. Поэтому фасад и крыши домов стараются облицовывать материалами, на которых вода не удерживается.

Потери тепла через стены и стыки проемов в значительной степени зависят от ветра. Несущие конструкции — воздухопроницаемые, и воздух через них проходит снаружи (инфильтрация) и изнутри (эксфильтрация).

Облицовка зданий

Наружная облицовка вентилируемых фасадов устанавливается с зазором, в котором циркулирует воздух. Она не влияет на сопротивление теплопередаче стен, но хорошо противостоит ветровой нагрузке, уменьшая инфильтрацию. Воздух может проникать в места соединения оконных и дверных коробок со стенными проемами. Из-за этого уменьшается сопротивление теплопередаче окон на крайних участках. В этих местах помещают эффективную изоляцию, препятствующую оттоку тепла по наиболее короткому пути. Сопротивление теплопередаче стен и окон в местах сопряжения будет минимальным, и конденсат на стеклопакете не образуется, если расположить рамы посередине откоса.

Необходимые защитные свойства и энергосбережение достигается применением теплоизоляционных многослойных панелей, которыми защищают весь фасад дома снаружи и изнутри. Системы навесного вентилируемого фасада устанавливаются в любое время года и при любой погоде. За счет дополнительного утепления устраняются «мостики холода» и повышается комфорт проживания.

Потери тепла через перекрытия первого этажа

Через пол этажа потери тепла достигают 3-10%. Строители мало заботятся об их утеплении, оставляя щели. В лучшем случае производится их косметическая заделка цементным раствором. Если температура поверхности пола ниже, чем в помещении, на 2 ºС, значит, теплоизоляция цоколя выполнена некачественно.

Теплопотери через крышу

Особенно велики потери тепла через крышу в одно- и двухэтажных домах. Они достигают 35%. Современные теплоизолирующие материалы позволяют надежно защитить потолок и крышу от действия внешней среды и потерь тепла изнутри.

Как определяется сопротивление теплопередаче

В физическом смысле сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции характеризует уровень ее теплоизоляционных свойств и находится из соотношения

R = 1/К (м²·^оС/Вт ).

Защитные свойства стены определяются процессами температурного обмена на ее наружной и внутренней поверхностях, а также в толще материала. Для сложного ограждения суммарное сопротивление теплопередаче будет иметь вид:

R₀= (R₁+ R₂+ … + R_n) + R_в+ R_н_,

где R₁, R₂, R_nхарактеризуют свойства отдельных слоев, а R_в, R_н_{— внутреннее и внешнее взаимодействие с воздухом.}

Приведенное сопротивление теплопередаче

На практике конструкции являются неоднородными и содержат элементы крепления слоев и прочие связи, образующие «мостики холода». Неоднородность конструкций может значительно снижать сопротивление теплопередаче всей конструкции. Поэтому его приводят к некоторому усредненному значению R₀^‘ для эквивалентного ограждения с равномерными свойствами по всей площади. Например, в расчетах толщины стен здания учитываются теплопотери в оконных и дверных откосах, воротах, отдельных элементах здания через величину приведенного сопротивления теплопередаче. На картинке стрелками показано, как теплопроводное бетонное перекрытие вытягивает тепло наружу.

Приведенное сопротивление теплопередаче определяется после определения всех основных площадок действия разных тепловых потоков. После этого, в соответствии с ГОСТ 26254-84, производится расчет по формуле:

R₀^‘= F / (F₁/ R₀₁+ F₂/ R₀₂+…+ F_n/ R₀_n), где:

F — площадь ограждающей конструкции;

F_n_{— площадь характерной n-й зоны;}

R₀_n —сопротивление теплопередаче характерной n-й зоны.

Таким образом, фактические тепловые потоки через сложную конструкцию приводятся к равномерной теплопередаче через ее проекцию.

Согласно ГОСТ Р 54851-2011, удельный тепловой поток через ограждающие конструкции определяется из выражения:

q = (t_вн – t_н) / R₀^‘ ,

где t_вн и t_н – температура воздуха в помещении, выбираемая по ГОСТ 30494, и температура снаружи, определяемая как средняя по самой холодной пятидневке за год.

Инфракрасная технология позволяет определять места, где сопротивление теплопередаче снижается. На картинке видно «мостики холода», где происходит большая потеря тепла. Температура в зоне синего цвета на 8 ºС меньше остальной.

Потери тепла через оконные проемы

Окна занимают небольшую часть поверхности дома, но даже у двойных стеклопакетов теплозащита в 2-3 раза слабее, чем у стен. Современные энергосберегающие окна по характеристике температурной защиты приближаются к свойствам стен.

Для каждого стеклопакета существуют свои эксплуатационные характеристики. На первом месте среди них стоит приведенное сопротивление теплопередачи, в зависимости от величины которого каждое изделие разделяют по классам.

Самый низкий класс – Д2 – представляют однослойные стеклопакеты с толщиной стекла 4 мм (R₀^‘= 0,35 – 0,39 м·°С/Вт). Если окно имеет сопротивление теплопередаче стеклопакетов ниже приведенных минимальных значений, то его никак не классифицируют. По мере увеличения температурной защиты энергоэффективные окна снижают светопропускание.

Самый высокий класс сопротивления теплопередаче — А1 – представляют двухкамерные энергосберегающие окна с инертным газом и защитными покрытиями (R₀^‘> = 0,8 м·°С/Вт). Их теплозащитные свойства выше, чем у некоторых стен из строительных материалов.

Сопротивление теплопередаче стеклопакетов зависит от следующих факторов:

соотношения площадей остекления и всего блока;
размеров сечений створки и рамы;
материала и конструкции оконного блока;
характеристики стеклопакета;
качества уплотнений между створкой и рамой.

Когда рассчитывается сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей, необходимо учитывать влияние краевой зоны, поскольку в месте соединения стеклопакета с профилем окна может выпадать конденсат.

При монтаже также следует обращать внимание на качество уплотнения проемов. Через термографическое устройство можно увидеть, как холод проникает в дом через верхнюю и правую части двери (картинка снизу).

Какими бы эффективными ни были стеклопакеты, при свободном прохождении воздуха между рамами и стенами все их преимущества будут потеряны.

Выбор окон вместе с балконными дверями для каждого региона производится в соответствии с требуемой величиной сопротивления теплопередаче R₀^‘ и климатическими условиями, определяемыми количеством градусо-суток периода отопления.

Заключение

Нормированные сопротивления теплопередаче стен и окон позволяют возводить энергоэффективные здания и сооружения. При расчетах температурных характеристик стен необходимо учитывать неоднородные свойства конструктивных элементов. Для поддержания микроклимата нужна надежная защита всех частей дома от холода. Это позволяют сделать современные утеплители.

fb.ru

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Термическое сопротивление и коэффициенты диффузионного сопротивления строительных материалов. | Архитектура и Проектирование

Коэффициент теплопроводности λ ккал/ (м • ч • °С)	Нумерация	Материал	Объёмная масса, кг/ м3	Термическое сопротивление,м2 • ч • град/ (см •ккал)	Ориентировочные значения диффузионного сопротивления μ
1	2	3	4	5	6
1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ КАМНИ И ГРУНТ
1.1. Естественные камни, растительный грунт
3	1.11	Плотные естественные камни (мрамор, гранит и т.д.)		0,003	пароизоляция
2	1.12	Пористые естественные камни(песчаник, ракушечник, конгломерат и др.)		0,005	10
1,2	1.13	Песок и гравийный песок естественной влажности	1800	0,0083	2
1,8	1.14	Связной грунт естественной влажности	1700	0,0056	2
1.2. Суглинок
0,8	1.21	Плотный суглинок и блоки из него	2100	0,0125	10
0,6	1.22	Солома с глиной	1700	0,0166	4
0,4	1.23	Лёгкий суглинок	1200	0,025	4
0,4	1.24	Жердь, обмотанная соломой с глиняной обмазкой	1600	0,025	4
1.3. Сухие заполнители перекрытий и других конструкций
0,5	1.31	Песок	1300	0,02	2
0,7	1.32	Гравий, мелкий щебень	1500	0,014	2
0,16	1.33	Пемзовый гравий	900	0,0625	2
0,16	1.34	Каменноугольный шлак	700	0,0625	2
0,12	1.35	Доменный шлак	1000	0,0835	2
0,35	1.36	Кирпичный бой		0,0286	2
2. РАСТВОРЫ И БЕТОНЫ
2.1. Штукатурка (внутренняя и наружная), бесшовные полы, растворные швы
	2.11	Известковый раствор, раствор на гидравлической извести	1700
0,75	2.11	Известково-цементный раствор	1900	0,0133	10
1,2	2.12	Цементный раствор	2100	0,0084	15
	2.13	Гипсовый раствор, чистый гипс, известково-гипсовый раствор	1200
0,6	2.13	Ангидритовый раствор	1700	0,0166	6
2.2 Тяжёлые и лёгкие бетоны (в бесшовных конструкциях и большеразмерных плитах)
	2.21	Бетон на гравии и мелком щебне с плотной структурой
1,3		Бетоны марок В ≤ 120	2200	0,0077	20
1,75		Бетоны марок В ≤ 160	2400	0,0057	35*
0,65	2.22	Бетон на кирпичном щебне с плотной структурой	1600	0,0153	9
0,8	2.22	Бетон на кирпичном щебне с плотной структурой	1800	0,0125	12
0,9	2.23	Железобетон на кирпичном щебне	2000	0,0111	18
0,55	2.24	Бетон с пористым заполнителем	1500	0,0182	3
0,7		Бетон с непористым заполнителем, например, гравием	1700	0,0143	4
0,95		Бетон с непористым заполнителем, например, гравием	1900	0,0105	6
0,4	2.25	Бетон на кирпичном щебне	1200	0,025	3
0,5		Бетон на доменном шлаке	1400	0,02	4
0,65		Бетон на пористом шлаке	1600	0,0154	6
0,25	2.26	Пемзобетон, керамзитобетон и бетон на вспененном или гранулированном доменном шлаке	800	0,04	2,5
0,3			1000	0,033	6
0,4			1200	0,025	10
0,12	2.27	Газо- и пенобетон с паропрогревом, лёгкий известковый бетон	400	0,0835	2,5
0,16			500	0,0625	3
0,2			600	0,05	3,5
0,25			800	0,04	6,5
0,3			1000	0,033	10
0,35	2.28	Деревобетон	80	0,0286	3
0,45	2.28	Деревобетон	1000	0,0222	3,5
2.3. Бетонные и гипсовые плиты
0,3	2.31	Асбестоцементные плиты прессованные и непресованные	1800	0,033	34
0,3	2.32	Стеновые блоки из лёгкого бетона (DIN 18162)	2200	0,033	34
0,25	2.321	Сборные плиты из естественной пемзы	800	0,04	2,2
0,3	2.322	Панели из керамзито- и пенобетона	1000	0,033	5
0,4	2.323	Шлакабетонные блоки	1200	0,025	10
0,5	2.324	Панели из бетона на спекшейся пемзе, кирпичном щебне, туфе, легкобетонные панели на смешанном заполнителе	1400	0,02	10
2.33. Гипсовые панели (DIN 18163)
0,25	2.331	Пористый гипс	600	0,04	2
0,28	2.331	Пористый гипс	700	0,036	2
0,35	2.332	Гипс с наполнителем, пустотами или порами	900	0,029	3,5
0,40,5	2,333	Гипс (гипсовые панели)	1000	0,025	6
0,40,5	2,333	Гипс (гипсовые панели)	1200	0,2	6
0,5	2.334	Гипс со смешанным заполнителем	1200	0,2	6
0,18	2.34	Гипсовые плиты с двусторонней картонной обшивкой толщиной до 15 мм		0,056	6
2.4. Кладка из бетонных камней (включая растворные швы)
	2.41	Силикатный кирпич (DIN106, ч.1)
0,9	2.411	Твёрдый силикатный кирпич	> 1800	0,011	30
0,9	2.412	Полнотелый силикатный кирпич	> 1800	0,011	30
0,85	2.412	Полнотелый силикатный кирпич	1800	0,0118	30
0,6	2.413	Дырчатый силикатный кирпич	1200	0,0209	5
0,48	2.413	Дырчатый силикатный кирпич	1440	0,0167	7
0,48	2.414	Пустотелые силикатные блоки	1000	0,0232	3,5
0,43	2.414	Пустотелые силикатные блоки	1200	0,0209	5
0,6	2.42	Керамзитовые блоки (DIN 398)
0,75	2.421	Керамзитовые блоки марок HS100 и HS150	1800	0,0167	10
0,35	2.422	Керамзитовые блоки марки HHS	1800	0,0133	15
0,4	2.43	Легкобетонные полнотелые блоки (DIN 18152)	1000	0,025	3,5
0,45			1200	0,0222	5
0,55			1400	0,0182	6,5
0,68			1600	0,0147	9
	2.44	Легкобетонные пустотелые блоки (DIN 18151)
0,38	2.441	Двухкамерные блоки	1000*	0,0263	2
0,42			1200*	0,0238	2,5
0,48			1400*	0,0209	3,5
0,42	2.442	Трёхкамерные блоки	1400*	0,0238	3,5
0,48	2.442	Трёхкамерные блоки	1800*	0,0209	4,5
0,3	2.45	Газо- и пенобетонные блоки (DIN 4165) и лёгкие известково-бетонные блоки с паропрогревом	600	0,0333	3,5
0,35			800	0,025	10
0,4			1000	0,025	10
0,38	2.46	То же, с твердением на воздухе	800	0,0263	6
0,48			1000	0,0209	10
0,6			1200	0,0167	16
0,38	2.47	Блоки из деревобетона	800	0,0263	3
0,48	2.47	Блоки из деревобетона	1000	0,0208	3,5
3. КИРПИЧ И ПЛИТКА
3.1.Кладка из кирпича (DIN 105), включая растворные швы
0,9	3.11	Клинкер для надземных сооружений	≥ 1900	0,011	20
0,68	3.12	Клинкер с вертикальными пустотами		0,0147	20
0,4	3.13	Полнотелый кирпич, облицовочный кирпич	1000	0,025	3,5
0,45			1200	0,022	4,5
0,52			1400	0,0192	6
0,68			1800	0,0147	10
0,4	3.14	Дырчатый кирпич, дырчатый облицовочный кирпич	1000	0,025	3,5
0,45			1200	0,022	4,5
0,52			1400	0,0192	6
0,9	3.2	Керамическая плитка	2000	0,011	200
4. СТЕКЛО
0,7	4,1	Листовое стекло (оконное, среднее значение)		0,0142	∞
5. МЕТАЛЛЫ
50	5.1	Чугун и сталь		0,0002	∞
330	5.2	Медь		0,00003	∞
55	5.3	Бронза, медное литьё		0,00018	∞
175	5.4	Аллюминий		9000000	∞
6. ДРЕВЕСИНА, ВЫСУШЕННАЯ НА ВОЗДУХЕ (DIN 4074)
0,18	6.1	Дуб	800	0,056	100
0,15	6.2	Бук	800	0,067	80
0,12	6.3	Ель, сосна, пихта	600	0,083	110
0,12	6.4	Клееная фанера	600	0,083	100
7. ИСКУССТВЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
0,16	7.1	Линолеум	1200	0,062	пароизоляция
0,16	7.2	Ксилолитовые и аналогичные покрытия (DIN 272)
0,4	7.21	Подготовка и нижний слой двухслойных полов	1800	0,025	пароизоляция
0,6	7.22	Промышленные полы и ходовой слой	2200	0,016	пароизоляция
8. БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
0,6	8.1	Асфальт	2100	0,017	пароизоляция
0,15	8.2	Битумы	1050	0,067	пароизоляция
0,16	8.3	Кровельный картон	1100	0,063	пароизоляция
9. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
0,035**	9.1	Минеральные волокнистые теплоизоляционные материалы (стекло-, каменно-, шлаковолокнистые, DIN 18165)	30 – 200	0,286**	1,4
0,04**	9.2	Растительные волокнистые теплоизоляционные материалы (из морской травы, кокосовые, древесные, торфоволокнистые, DIN 18165)	30 – 200	0,25**	2
0,06	9.3	Строительная шлаковата без наполнителя		0,167	1,4
0,12	9.4	Лёгкие плиты из древесной шерсти (DIN 1101) толщиной 15 мм	570	0,083	11
0,08		То же, толщиной 25 и 35 мм	460/ 415	0,125	6,5
0,07		То же, толщиной 50 мм и более	390/ 360	0,14	4
0,04	9.5	Древесно-волокнистые плиты	200	0,20,2	3
0,05	9.5	Древесно-волокнистые плиты	300		3
0,035	9.6	Пробковые плиты	120	0,286	30
0,038			160	0,63	30
0,04			200	0,25	30
0,055	9.7	Паркет из пробковых плит	450	0,182
0,04	9.8	Плиты из волокнистого картона с пропиткой битумом	55	0,25	пароизоляция
0,035	9.9	Вспененная синтетическая смола в виде брусков и хлопьев		0,286
0,035*		Стиропол типа 1	13 и более	0,286**	25
0,035		Стиропол типа 2	16 и более	0,286	33
0,035		Стипорол типа 3	20 и более	0,286	42
0,035		Стипорол типа 4	25 и более	0,286	50
Коэффициент теплопроводности λ ккал/ (м • ч • °С)	Нумерация	Материал	Объёмная масса, кг/ м3	Термическое сопротивление,м2 • ч • град/ (см •ккал)	Ориентировочные значения диффузионного сопротивления μ

arx.novosibdom.ru

УТЕПЛЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ | mlynok

Опубликовано: 07.12.2009 | Автор: Korni (Олександр Корнієнко) | Filed under: Утепление |

Основные понятия

* 1.1 Теплопроводность
* 1.2 Сопротивление теплопередаче
* 1.3 Нормативное сопротивление теплопередаче
* 1.4 Паропроницаемость и точка росы
* 1.5 Теплоизоляционные материалы

Теплопроводность

Способность материала проводить тепло называется теплопроводностью, λ (Вт/м•°С). Теплопроводность определяет какое количество тепла проходит через м² стенки материала толщиной 1 метр за 1 секунду. Наибольшую теплопроводность имеют твердые материалы, например, металлы и жидкости, наименьшую — газы. Однако использование газов в качестве теплоизоляторов неудобно, поскольку в достаточно большой полости из-за перепада температур начинается движение газов от холодной стенки к теплой и обратно. Это движение переносит большое количество тепла. Поэтому в качестве теплоизоляторов обычно используются пористые материалы, содержащие большое количество пор, имеющих маленький размер.

Теплопроводность любого материала сильно зависит от его влажности, поскольку влага заполняет поры материалов и превращает газовую пору в пузырек с жидкостью. Обычно производители и продавцы материала приводят в качестве характеристики теплопроводность абсолютно сухого материала. Понятно, что эта теплопроводность будет максимальна. Если же мы поместим этот абсолютно сухой материал в реальное помещение, в котором воздух обладает определенной влажностью, то через некоторое время материал придет к определенной равновесной влажности, т.е. такой влажности, которая в дальнейшем со временем не меняется. В расчетах необходимо использовать теплопроводность материала именно с такой влажностью. Однако эта равновесная влажность зависит от влажности воздуха внутри помещения и на улице.

СНиП Строительная теплотехника предусматривает, в зависимости от климатической зоны и влажностного режима помещения два режима эксплуатации — А и Б, которые определяют влажность помещения. Определяется режим эксплуатации по карте в СНиПе, но приблизительно можно считать, что для районов удаленных от моря (зоны влажности нормальная и сухая) и для сухих помещений (влажность до 50%) используется режим эксплуатации А.

Теплопроводность некоторых материалов
Материал	Теплопроводность длярежима А, Вт/м•°С
Бетон	1.74
Кирпичная кладка из сплошного кирпича, плотность 1600 — 1800	0,58 – 0,7
Газо/пенобетон, плотностью 400-800	0,14 – 0,33
Сосна, поперек волокон	0,14
Плиты минераловатные, плотностью 50 — 125	0,052 – 0,064
Пенополистирол, ПСБ-С 15	0,052

Сопротивление теплопередаче

Если мы используем стенку определенной толщины, то способность стенки препятствовать потерям тепла называется сопротивлением теплопередаче R = s / λ (м²•°С/Вт). В случае, если стенка состоит из нескольких слоев, имеющих разную толщину, то суммарное сопротивление теплопередаче определяется как сумма сопротивлений каждого из слоев.

Тепловое сопротивление некоторых стен
Материал	Сопротивление
Кирпичная кладка в один кирпич (25 см)	0,39
Кирпичная кладка в два кирпича (50 см)	0,78
Деревянная стенка (20 см)	1,4
Минераловатная плита, (10 см)	1,7
Газо/пенобетон 600, (40 см)	1,8
Газо/пенобетон 400, (40 см)	2,8

Нормативное сопротивление теплопередаче

Прежде, чем находить необходимое теплосопротивление, посмотрим, какими параметрами характеризуется погода на улице. Климатические условия в любой местности характеризуются по СНиП Строительная климатология величинами температурой наиболее холодной пятидневки, с обеспечением 92% (t₉2), средней температуры за отопительный сезон (t_otop.per) и продолжительностью отопительного сезона (z_otop.per).

Весьма важной величиной является «градусо-сутки отопительного периода» (ГСОП), которая определяется как:

GSOP = (t_vv − t_otop.per) * z_otop.per

где t_vv – средняя температура воздуха внутри помещения, принимается равной 18°С.

Согласно СНиП Строительная теплотехника нормативное сопротивление теплопередаче конструкций определяется по таблице (1а) в завимимости от ГСОП. Ниже приведен частичный расчет нормативного теплосопротивления для некоторых городов.

Нормативное сопротивление теплопередаче — это параметр который зависит от стоимости энергоносителей и строительных материалов в среднем по стране на планируемый срок использования зданий. Чем больше стоимость энергоносителей, тем выгоднее утепляться. Вы можете отступать от нормативных параметров, соответственно с вашими местными условиями, например если у вы имеете дешевые теплоизоляционные материалы, то выгодно утеплиться больше, если же наоборот материалы дорогие, а энергоносители дешевые, то утепляться невыгодно, однако нужно помнить, что строительные материалы вы покупаете по сегодняшним ценам, а энергоносители по ценам завтрашним, о которых можно с определенностью сказать только то, что они будут расти.

Кроме ‘нормативного сопротивления’ в СНиПе определяется также и ‘требуемое теплосопротивление’, которое означает минимально допускаемое сопротивление с точки зрения комфорта и санитарно-гигиенических требований.

где R_tr — требуемое тепловое сопротивление n — коэффициент, расположение поверхности. Для стен n = 1 t₉2 — температура наиболее холодной пятидневки Δt_st — допускаемая разница между температурой внутреннего воздуха и стенки. Для стен принимается равным 6. α_v = 8,7 — коэффициент теплопередачи

Климатические параметры и нормативное сопротивление конструкций для некоторых городов
Город	Температуранаиболее холодной пятидневки, 92%, °С	Средняятемпература отопительного периода, °С	Продолжитель-ность отопительного периода, сут	ГСОП	Сопротивление теплопередаче, R
Город	Температуранаиболее холодной пятидневки, 92%, °С	Средняятемпература отопительного периода, °С	Продолжитель-ность отопительного периода, сут	ГСОП	наружныхстен	цокольных ичердачных перекрытий
Москва	-28	-3,1	214	4515	2,9	3,8
Минск	-24	-1,6	202	3959	2,7	3,6
Киев	-22	-0,6	176	3273	2,5	3,3

Способ определения сопротивления теплопередаче на основе стоимости энергии и материалов можно посмотреть здесь: Оптимальное теплосопротивление

Паропроницаемость и точка росы

Местоположение точки росы
A, B и C — материалы c различной теплопроводностью
0 — точка росы

Жилой дом – это источник влаги. Влага образуется как людьми так и другими источниками, например кухней, ванной комнатой, и др. Поэтому воздух внутри помещения даже с учетом вентиляции всегда содержит большее количество влаги по сравнению с наружным воздухом. Поскольку практически все строительные материалы являются пористыми и обладают паропроницаемостью, т.е. способностью пропускать водяные пары, то излишняя влага медленно двигается сквозь толщу стен наружу.

По мере продвижения к наружной поверхности температура окружающего материала снижается, а значит снижается и температура воздуха и паров воды в порах материала. Вместе с падением температуры растет относительная влажность, и, в определенный момент достигает значения 100% — точки росы — температуры при которой из воздуха начинает конденсироваться влага. Поскольку этот процесс происходит по всей поверхности стенки, то образуется плоскость конденсации, расположенная на определенной глубине. Во внутренних слоях стены, лежащих ближе плоскости конденсации вода находятся в виде пара, а во внешних слоях – частично в виде жидкости.

Ближние слои стены нас не интересуют, поскольку парообразная влага не оказывает существенного влияния на свойства материала. Однако с внешними слоями ситуация иная. Жидкая вода увеличивает теплопроводность материалов, что снижает тепловое сопротивление среды, а также оказывает разрушающее воздействие на многие конструкционные материалы: дерево гниет, бетон покрывается плесенью, штукатурка отслаивается. Поэтому важнейшей задачей является не допустить накопление жидкой влаги в толще материала (образование ее мы не можем предотвратить).

Для того чтобы вода не накапливалась необходимо осуществление всего одного простого условия: надо, чтобы паропроницаемость внешней части стены (после плоскости конденсации) была выше паропроницаемости внутренней части стены. При выполнении этого условия скорость удаления влаги будет не меньше скорости образования новой и влажность стены будет находится на некотором постоянном допустимом уровне. Если это условии не выполняется, то со временем количество влаги в стене продолжает увеличивается, что приводит к уменьшению теплового сопротивления и разрушению материалов стены.

На практике часто условие несколько упрощают и говорят о том, что паропроницаемость каждого последующего слоя (от внутренней поверхности к наружной) должна быть выше паропроницаемости предыдущих слоев. Это упрощенное правило гарантирует отсутствие проблем с точкой росы. Если правило нарушается, то необходимо произвести точный расчет, определяющий положение плоскости конденсации в различных условиях в течение года, который может точно установить допустима ли эксплуатация такой стены.

Существует несколько конструкционных решений, которые позволяют избежать проблем с точкой росы. Это установка пароизоляции и устройство вентиляционного зазора. Первое средство позволяет увеличить сопротивление паропроницаемости внутренних слоев стенки, а второе – уменьшить сопротивлении внешних.

Пароизоляция выполняется при помощи специальных пароизоляционных пленок, которые препятствуют попаданию влаги внутрь стены. Пароизоляция обычно выполняется при утеплении мансарды, каркасных конструкций и перекрытий.

Вентиляционный зазор делается при изготовлении многослойных стен, например таких: кирпич – теплоизоляция – вентиляционный зазор – облицовочный кирпич. Зазор в этом случае отводит лишнюю влагу из теплоизоляционного материала.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

mlynok.wordpress.com

Термическое сопротивление теплопроводности – Энциклопедия по машиностроению XXL

Рассмотрим систему тел, аналогичную изображенной на рис. 11.2. Установим между ними экран (рис. 11.4). Лучшую защиту второго тела от излучения первого обеспечит, естественно, абсолютно белый экран, полностью отражающий все падающие на него излучения. Реально можно сделать экран из полированных металлических пластин со степенью черноты еэ = 0,05-н0,15. В этом случае часть энергии, испускаемой первым телом, будет поглощаться экраном, а остальная — отражаться. В стационарном режиме вся поглощенная экраном энергия будет излучаться им на второе тело, в результате чего будет осуществляться передача теплоты излучением от первого тела через экран на второе. Оценим роль экрана, исключив из рассмотрения конвекцию и теплопроводность. Примем, что ei = = е2 = 8э = е и Т[>Т2- Термическое сопротивление теплопроводности тонкостенного экрана практически равно нулю, так что обе его поверхности имеют одинаковые температуры Т,. [c.94]
Затем теплота теплопроводностью переносится от одной поверхности стенки к другой. Термическое сопротивление теплопроводности R>. рассчитывается по формулам, приведенным в 8.3, в зависимости от вида стенки [c.97]

Термическое сопротивление Rk можно уменьшить различными способами, воздействуя на любую из составляющих Ru / 2- Как отмечалось в 9.2, интенсифицировать конвективный теплообмен и уменьшить можно путем увеличения скорости движения теплоносителя, турбулизации пограничного слоя и т. д. Термическое сопротивление теплопроводности Rx зависит от материала и толщины стенки. Однако прежде чем выбирать методы воздействия на процесс теплопередачи, необходимо установить вклад отдельных составляющих Ra, Ri. и Ra2 в суммарную величину Rk. Естественно, что существенное влияние на Rk будет оказывать уменьшение наибольшего из слагаемых. В широко используемом в технике процессе передачи теплоты от капельной жидкости к газу через металлическую стенку наибольшее термическое сопротивление имеет место в процессе теплоотдачи от газа к стенке Ra2, а остальные термические сопротивления Ra.[ и Rx пренебрежимо малы по сравнению с ним (см. пример 12.2). [c.100]

Термическое сопротивление теплоотдачи 2 за счет оребрения поверхности уменьшается пропорционально коэффициенту оребрения (отношению площади сребренной поверхности к площади гладкой поверхности до ее оребрения), т. е. Ка = Ро /Ргл, и рассчитывается по обычному соотношению / чор= 1/(а2 ор), но только в том случае, когда термическое сопротивление теплопроводности самих ребер значительно меньше термического сопротивления теплоотдачи от них [c.101]

При большом термическом сопротивлении теплопроводности ребер температура по мере удаления от основания ребра приближается к температуре теплоносителя и концы ребер работают неэффективно. [c.101]

В пористых металлах основное термическое сопротивление теплопроводности сосредоточено в зоне контакта частиц, где наблюдается наименьшая площадь поперечного сечения и наибольшая неоднородность в составе металла. Качество теплового контакта определяется многими практически невоспроизводимыми технологическими факторами – формой и размером исходных частиц, чистотой и составом материала, давлением прессования, температурой и временем спекания [ 14]. Именно эта особенность исключает возможность создания точной аналитической мо-30 [c.30]

Здесь Рот=Тт/(Л 1.т т) — число Фурье (безразмерное время) в процессе теплопроводности Рхт = Ах /(ХАРт) —термическое сопротивление теплопроводности между соседними расчетными точками, [c.87]

Термическое сопротивление теплопроводности металлической стенки, как правило, весьма мало (lim 5Д —> О ), и им можно пренебречь, тогда, уравнение (а) примет вид [c.105]

Термическое сопротивление теплопроводности металлической стенки мало (Ит- –>0), и им можно пренебречь, тогда [c.232]

Нх =ь1Х – внутреннее термическое сопротивление теплопроводности стенки. (м К)/Вт. [c.13]

Тепловой поток, отнесенный к единице длины трубы, измеряется в Вт/м и называется линейной плотностью теплового потока. Величина (1/2Я) 1п (( г/ О есть термическое сопротивление теплопроводности цилиндрической стенки. [c.294]

Величины ж1=1/а1 и Rж2 = ( 2 — термические сопротивления теплоотдаче, R = Ь % — термическое сопротивление теплопроводности. [c.299]

Линейное термическое сопротивление теплопередаче складывается из линейных сопротивлений теплоотдаче Rжl и Яж2 и линейного термического сопротивления теплопроводности R . В случае многослойной цилиндрической стенки [c.303]

В процессе эксплуатации поверхность нагрева покрывается слоями накипи, сажи, золы и т. д., что создает дополнительные термические сопротивления теплопроводности, уменьшающие тепловой поток от горячего теплоносителя к холодному. Естественно, что при этом возрастает и гидравлическое сопротивление теплообменного аппарата. [c.427]

В этом виде формула для теплового потока может быть уподоблена формуле закона Ома для постоянного тока, и тогда плотность теплового потока q в формуле (5-3) соответствует плотности электрического тока, проходящего через единицу площади сечеиия проводника в формуле закона Ома, а разность температур — разности потенциалов, величина s/A, — омическому сопротивлению, приходящемуся на единицу сечения в той же формуле. В соответствии с этим величина s/K называется термическим сопротивлением теплопроводности. [c.215]

Таким образом, для данного случая можно установить следующее правило плотность теплового потока численно равна частному от деления разности температур поверхностей стенки па термическое сопротивление теплопроводности между этими поверхностями. В дальнейшем это правило будет распространено и на явления теплоотдачи и теплопередачи. [c.215]

Единицей измерения термического сопротивления теплопроводности в системе МКС служит м град/вт. [c.215]

Написанная в таком виде формула (5-18) показывает, что термическое сопротивление теплопроводности (отнесенное к единице длины трубы) в цилиндрической стенке имеет вид [c.224]

Здесь в знаменателе первое и последнее слагаемые — термические сопротивления теплоотдачи между жидкостью и стенкой внутри и снаружи трубы, а остальные слагаемые — термические сопротивления теплопроводности отдельных слоев сложной стенки. [c.226]

Величину термического сопротивления можно уменьшить различными способами, воздействуя на любую из составляющих Ят ч Ял2> Я Как отмечалось в 9.2, интенсифицировать конвективный теплообмен и уменьшить можно путем увеличения скорости движения теплоносителя, турбулизации пограничного слоя и т. д. Величина термического сопротивления теплопроводности R зависит от материала и толщины стенки. Однако прежде чем выбирать методы воздействия на процесс теплопередачи, необходимо установить вклад отдельных составляющих R-k и i a2 В суммарную величину R/ . [c.116]

Из (2-25) видно, что полное термическое сопротивление складывается из частных термических сопротивлений 1/ai,, 6Д и 1/аг, причем l/ai = 7 i — термическое сопротивление теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки б/Л = / с — термическое сопротивление теплопроводности стенки l/o2= 2 — термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности стенки к холодной жидкости. [c.31]

Термическое сопротивление теплопроводности In=с увели- [c.41]

Таким образом, для теоретического расчета опытным данным и расчетам скорость роста полусферической капли, когда основным термическим сопротивлением является термическое сопротивление теплопроводности капли, определяется уравнением [c.288]

Oj di 2Х di 2 dj Последнее означает, что полное сопротивление равно сумме частных — термического сопротивления теплопроводности стенки [c.187]

С учетом термического сопротивления теплопроводности пленки можно написать (см. 1-3) [c.147]

Из этого уравнения следует, что общее термическое сопротивление складывается из частных термических сопротивлений. К ним относятся 1/а, и /а — внешние термические сопротивления теплоотдачи соответственно от горячей жидкости к стенке и от поверхности стенки к холодной жидкости 5Д — внутреннее термическое сопротивление теплопроводности стенки. [c.88]

Полное сопротивление складывается из частных — термических сопротивлений теплоотдачи = 1/а, и Лц2= 1/ 2 термических сопротивлений теплопроводности слоев стенки = = Очевидно, что R всегда больше, чем наи- [c.185]

Сводка термических сопротивлений теплопроводности R) K полных термических сопротивлений теплопередачи R для тел различной формы представлена в табл. 3.10. В отличие от (3.32) приведенные здесь значения отнесены ко всей площади F, через которую передается тепловой поток Q. На основе данных табл. 3.10 тепловой поток [c.185]

Один из способов интенсификации передачи теплоты через стенку, разделяющую две жидкие или газообразные среды с температурами и ж2 ( ж1 ж2) заключается в увеличении поверхности одной из стенок путем ее оребрения. Эффективность этого способа высока, если термическое сопротивление теплоотдачи на той поверхности, где устанавливаются ребра, значительно больше термического сопротивления на другой поверхности и термического сопротивления теплопроводности стенки. [c.189]

Для решения численными методами уравнение теплопроводности заменяется системой алгебраических уравнений. Для этого рассматриваемое тело разбивается на несколько объемов ДК конечных размеров и каждому объему присваивается номер. В пределах объема ЛК обычно в его центре выбирается узловая точка или узел. Теплоемкость всего вещества, находящегося в объеме AV ( = pAV), считается сосредоточенной в узловой точке. Узловые точки соединяются друг с другом теплопроводящими стержнями с термическим сопротивлением теплопроводности стенки толщиной, равной расстоянию между узлами, и площадью, равной площади контакта объемов. Крайние узлы в зависи- [c.115]

В уравнении (4.33) Ах/Х представляет собой термическое сопротивление теплопроводности элементарного слоя стенки, а Ат/(рсДл ) характеризует количество теплоты, аккумулированной элементарным слоем за промежуток времени Ат в процессе прогрева стенки поскольку единица измерения этого комплекса совпадает с единицей измерения термического сопротивления [К/(Вт/м2)], назовем его термическим сопротивлением теплоемкости элементарного слоя. Обозначив АхД= я,т и Ат/(рсАл ) = xт перепишем уравнение (4.33) в виде [c.83]

Магиий, его сплавы и соединения. Сплавы магния являются низкотемпературными (температура плавления магния 650 °С) конструкционными материалами, коррозионно-стойкими против окисления на воздухе, в среде углекислого газа до температур приблизительно 400 С, но имеюш,ими низкое сопротивление коррозии в среде воды, жидкометаллических натрия, эв-тектик натрий—калий. По ядерным свойствам магний уступает лишь бериллию, Существенным недостатком магния является высокое термическое сопротивление. Теплопроводность магния и его сплавов [63—171 Вт/(м-при 20 °С] в 100 раз и более ниж г чем у сплавов алюминия. [c.456]

mash-xxl.info