Коэффициент теплосопротивления – Теплоотдача. Закон Ньютона. Коэффициент теплообмена. Тепловой пограничный слой. Теплопередача. Коэффициент теплопередачи

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций. Расчет, таблица сопротивления теплопередаче :: BusinessMan.ru

При строительстве частных и многоквартирных домов приходится учитывать множество факторов и соблюдать большое количество норм и стандартов. К тому же перед строительством создается план дома, проводятся расчеты по нагрузке на несущие конструкции (фундамент, стены, перекрытия), коммуникациям и теплосопротивлению. Расчет сопротивления теплопередаче не менее важен, чем остальные. От него не только зависит, насколько будет дом теплым, и, как следствие, экономия на энергоносителях, но и прочность, надежность конструкции. Ведь стены и другие элементы ее могут промерзать. Циклы заморозки и разморозки разрушают строительный материал и приводят к обветшалости и аварийности зданий.

Теплопроводность

Любой материал способен проводить тепло. Этот процесс осуществляется за счет движения частиц, которые и передают изменение температуры. Чем они ближе друг к другу, тем процесс теплообмена происходит быстрее. Таким образом, более плотные материалы и вещества гораздо быстрее охлаждаются или нагреваются. Именно от плотности прежде всего зависит интенсивность теплопередачи. Она численно выражается через коэффициент теплопроводности. Он обозначается символом λ и измеряется в Вт/(м*°C). Чем выше этот коэффициент, тем выше теплопроводность материала. Обратной величиной для коэффициента теплопроводности является тепловое сопротивление. Оно измеряется в (м2*°C)/Вт и обозначается буквой R.

Применение понятий в строительстве

Для того чтобы определить теплоизоляционные свойства того или иного строительного материала, используют коэффициент сопротивления теплопередаче. Его значение для различных материалов дается практически во всех строительных справочниках.

Так как большинство современных зданий имеет многослойную структуру стен, состоящую из нескольких слоев различных материалов (внешняя штукатурка, утеплитель, стена, внутренняя штукатурка), то вводится такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче. Оно рассчитывается так же, но в расчетах берется однородный аналог многослойной стены, пропускающий то же количество тепла за определенное время и при одинаковой разности температур внутри помещения и снаружи.

Приведенное сопротивление рассчитывается не на 1 м кв., а на всю конструкцию или какую-то ее часть. Оно обобщает показатель теплопроводности всех материалов стены.

Тепловое сопротивление конструкций

Все внешние стены, двери, окна, крыша являются ограждающей конструкцией. И так как они защищают дом от холода по-разному (имеют различный коэффициент теплопроводности), то для них индивидуально рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. К таким конструкциям можно отнести и внутренние стены, перегородки и перекрытия, если в помещениях имеется разность температур. Здесь имеются в виду помещения, в которых разность температур значительная. К ним можно отнести следующие неотапливаемые части дома:

• Гараж (если он непосредственно примыкает к дому).
• Прихожая.
• Веранда.
• Кладовая.
• Чердак.
• Подвал.

В случае если эти помещения не отапливаются, то стену между ними и жилыми помещениями необходимо также утеплять, как и наружные стены.

Тепловое сопротивление окон

В воздухе частицы, которые участвуют в теплообмене, находятся на значительном расстоянии друг от друга, а следовательно, изолированный в герметичном пространстве воздух является лучшим утеплителем. Поэтому все деревянные окна раньше делались с двумя рядами створок. Благодаря воздушной прослойке между рамами сопротивление теплопередаче окон повышается. Этот же принцип применяется для входных дверей в частном доме. Для создания подобной воздушной прослойки ставят две двери на некотором расстоянии друг от друга или делают предбанник.

Такой принцип остался и в современных пластиковых окнах. Единственное отличие – высокое сопротивление теплопередачи стеклопакетов достигается не за счет воздушной прослойки, а за счет герметичных стеклянных камер, из которых откачан воздух. В таких камерах воздух разряжен и практически нет частиц, а значит, и передавать температуру нечему. Поэтому теплоизоляционные свойства современных стеклопакетов намного выше, чем у старых деревянных окон. Тепловое сопротивление такого стеклопакета – 0,4 (м2*°C)/Вт.

Современные входные двери для частных домов имеют многослойную структуру с одним или несколькими слоями утеплителей. К тому же дополнительное теплосопротивление дает установка резиновых или силиконовых уплотнителей. Благодаря этому дверь становится практически герметичной и установка второй не требуется.

Расчет теплового сопротивления

Расчет сопротивления теплопередаче позволяет оценить потери тепла в Вт и рассчитать необходимое дополнительное утепление и потери тепла. Благодаря этому можно грамотно подобрать необходимую мощность отопительного оборудования и избежать лишних трат на более мощное оборудование или энергоносители.

Для наглядности рассчитаем тепловое сопротивление стены дома из красного керамического кирпича. Снаружи стены будут утеплены экструдированным пенополистиролом толщиной 10 см. Толщина стен будет два кирпича – 50 см.

Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле R = d/λ, где d – это толщина материала, а λ – коэффициент теплопроводности материала. Из строительного справочника известно, что для керамического кирпича λ = 0,56 Вт/(м*°C), а для экструдированного пенополистирола λ = 0,036 Вт/(м*°C). Таким образом, R (кирпичной кладки) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (м²*°C)/Вт, а R (экструдированного пенополистирола) = 0,1 / 0,036= 2,8 (м²*°C)/Вт. Для того чтобы узнать общее теплосопротивление стены, нужно сложить эти два значения: R = 3,59 (м²*°C)/Вт.

Таблица теплового сопротивления строительных материалов

Всю необходимую информацию для индивидуальных расчетов конкретных построек дает представленная ниже таблица сопротивления теплопередаче. Образец расчетов, приведенный выше, в совокупности с данными таблицы может также использоваться и для оценки потери тепловой энергии. Для этого используют формулу Q = S * T / R, где S – площадь ограждающей конструкции, а T – разность температур на улице и в помещении. В таблице приведены данные для стены толщиной 1 метр.

Материал	R, (м2 * °C)/Вт
Железобетон	0,58
Керамзитобетонные блоки	1,5-5,9
Керамический кирпич	1,8
Силикатный кирпич	1,4
Газобетонные блоки	3,4-12,29
Сосна	5,6
Минеральная вата	14,3-20,8
Пенополистирол	20-32,3
Экструдированный пенополистирол	27,8
Пенополиуретан	24,4-50

Теплые конструкции, методы, материалы

Для того чтобы повысить сопротивление теплопередаче всей конструкции частного дома, как правило, используют строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Благодаря внедрению новых технологий в строительстве таких материалов становится все больше. Среди них можно выделить наиболее популярные:

• Дерево.
• Сэндвич-панели.
• Керамический блок.
• Керамзитобетонный блок.
• Газобетонный блок.
• Пеноблок.
• Полистиролбетонный блок и др.

Дерево является весьма теплым, экологически чистым материалом. Поэтому многие при строительстве частного дома останавливают выбор именно на нем. Это может быть как сруб, так и оцилиндрованное бревно или прямоугольный брус. В качестве материала в основном используется сосна, ель или кедр. Тем не менее это довольно капризный материал и требует дополнительных мер защиты от атмосферных воздействий и насекомых.

Сэндвич-панели – это довольно новый продукт на отечественном рынке строительных материалов. Тем не менее его популярность в частном строительстве очень возросла в последнее время. Ведь его основными плюсами является сравнительно невысокая стоимость и хорошее сопротивление теплопередаче. Это достигается за счет его строения. С наружных сторон находится жесткий листовой материал (ОСП-плиты, фанера, металлический профиль), а внутри – вспененный утеплитель или минеральная вата.

Строительные блоки

Высокое сопротивление теплопередаче всех строительных блоков достигается за счет наличия в их структуре воздушных камер или вспененной структуры. Так, например, некоторые керамические и другие виды блоков имеют специальные отверстия, которые при кладке стены идут параллельно ей. Таким образом, создаются закрытые камеры с воздухом, что является довольно эффективной мерой препятствия теплопередачи.

В других строительных блоках высокое сопротивление теплопередачи заключается в пористой структуре. Это может достигаться различными методами. В пенобетонных газобетонных блоках пористая структура образуется благодаря химической реакции. Другой способ – это добавление в цементную смесь пористого материала. Он применяется при изготовлении полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.

Нюансы применения утеплителей

Если сопротивление теплопередачи стены недостаточно для данного региона, то в качестве дополнительной меры могут применяться утеплители. Утепление стен, как правило, производится снаружи, но при необходимости может применяться и по внутренней части несущих стен.

На сегодняшний день существует множество различных утеплителей, среди которых наибольшей популярностью пользуются:

• Минеральная вата.
• Пенополиуретан.
• Пенополистирол.
• Экструдированный пенополистирол.
• Пеностекло и др.

Все они имеют очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому для утепления большинства стен толщины в 5-10 мм, как правило, достаточно. Но при этом следует учесть такой фактор, как паропроницаемость утеплителя и материала стен. По правилам, этот показатель должен возрастать наружу. Поэтому утепление стен из газобетона или пенобетона возможно только с помощью минеральной ваты. Остальные утеплители могут применяться для таких стен, если делается специальный вентиляционный зазор между стеной и утеплителем.

Заключение

Теплосопротивление материалов – это важный фактор, который следует учитывать при строительстве. Но, как правило, чем стеновой материал теплее, тем меньше плотность и прочность на сжатие. Это следует учитывать при планировке дома.

businessman.ru

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_n характеризуют 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 / R_0n), где:

F — площадь ограждающей конструкции;

F_{n— площадь характерной n-й зоны;}

R_0n —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

Коэффициент сопротивления теплопередаче

Определение и формула коэффициента сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередаче можно определить как отношение разности температур () на краях изолирующего материала к величине потока тепла (Q), который проходит через него на единицу площади:

   

Особенно часто используют коэффициенты сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи в архитектуре и строительстве, характеризуя строительные материалы.

Коэффициент сопротивления теплопередачи связан с коэффициентом теплопроводности вещества (k) как:

   

где — толщина слоя вещества.

Чем выше R вещества, тем лучше его теплозащитные свойства.

Свойства коэффициента сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередачи зависит от свойств вещества, таких как плотность, наличия пор в материале, влажности и т.д. Так, плотное вещество имеет меньший коэффициент сопротивления теплопередачи в сравнении с рыхлым материалом. Увеличение коэффициента при уменьшении плотности вещества объясняется тем, что поры вещества заполнены воздухом, который имеет низкий коэффициент теплопередачи. Рост влажности воздуха ведет к уменьшению сопротивления теплопередачи, так как при увлажнении материала происходит заполнение пор водой, а она имеет низкий коэффициент сопротивления теплопередаче, почти в 20 раз меньший, чем воздух.

Используя такой параметр как коэффициент сопротивления просто рассчитать тепловые потери стен и (или) перекрытий дома:

   

S — площадь.

Если система состоит из нескольких материалов с разными коэффициентами сопротивления теплопередаче, то общее сопротивление теплопередачи является их суммой. Так, если стены являются многослойными, то равно:

   

В соответствии со стандартами законодательством РФ определены минимальные величины коэффициента сопротивления теплопередаче стен и перекрытий жилых домов для регионов страны.

Единицы измерения

Основной единицей измерения коэффициента сопротивления теплопередаче в системе СИ является:

=м²К/Вт

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Коэффициент сопротивления теплопередаче: как рассчитать?

Коэффициент сопротивления теплопередаче — это специальный расчёт оптимального показателя теплопередачи стеклопакетов. Поскольку площадь стеклопакета составляет значительную часть пластикового окна, оконная конструкция должна обладать максимальными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Для этого просчитывается коэффициент сопротивления теплопередаче.

Коэффициент сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередаче — это степень сопротивления изделия переноса тёплого воздуха. Благодаря этому расчёту можно узнать, какое количество тепла уйдёт из помещения с учётом разницы температуры в один градус.

Коэффициент сопротивления теплопередаче — это важный расчёт при установке окна. Чтобы обеспечить в любое время года оптимальные климатические условия, нужно поставить на окна качественные стеклопакеты. Таким образом, у вас получится сэкономить на потреблении электроэнергии, кондиционирование и отопление.

Понятие теплопередачи — это отдача тепла с одной стороны на другую. Таким образом, температурный показатель у одной стороны выше, чем у другой. Сам процесс проходит между конструкцией. Поэтому при выборе подходящих стеклопакетов учитывается коэффициент сопротивления теплопередач.

Коэффициент тепловой передачи определяется количеством тепла — Вт. Он проходит через стороны помещения — м2. При этом определяется между ними разница на один градус — Ro. В Российской федерации действует только такое обозначение, которое помогает правильно оценить теплозащитные свойства строительных конструкций.

Коэффициент сопротивления — это величина, которая оценивает качество теплозащитных функций окна. Таким образом, чем меньше проходит потерь тепла, тем выше будет показатель сопротивления теплопередаче.

Коэффициент сопротивления: показатели

Формула стеклопакета обозначает определённый набор символов, который являет собой основные характеристики состава стеклопакета. Таким образом, формула определяет значение толщины и ширины промежутков между стёклами.

1. Звукоизоляция, обозначающаяся как Дб, является основным параметром стеклопакета. Она необходима для снижения уровня постороннего шума, доносящегося с улицы.
2. Толщина стеклопакета, обозначается как мм — показатель толщины стёкол и воздушных камер между ними.

Теплоизоляция — это коэффициент сопротивления теплопередаче

Чтобы повысить теплоизоляцию стеклопакета, можно рассматривать несколько способов:

1. увеличение толщины стеклопакета, что изменит расстояние между сторонами;
2. увеличение количества камер при установке двухкамерных стеклопакетов.

Стоит отметить, что однокамерные стеклопакеты на рынке представлены в двух вариантах показателя толщины стёкол — 24 и 32 мм. Но несмотря на разницу более чем в 10 мм они имеют одинаковые теплоизоляционные характеристики. Происходит это из-за конвекции между стёклами, поэтому расстояние между сторонами не может изменить коэффициент сопротивления.

Коэффициент сопротивления теплопередаче: советы по выбору стеклопакета

Основным параметром выбора стеклопакета является коэффициент тепловой передачи. Не рекомендуется в жилых помещениях ставить стеклопакет с сопротивлением менее 0,45. Этот показатель является строительной нормой, и при соблюдении всех правил стеклопакеты не могут быть изготовлены менее этого значения.

1. Чтобы установить окна в квартире либо в загородном доме, рекомендуется ставить двухкамерный пакет. Однокамерное окно обладает низким показателем теплоизоляции, поэтому зачастую не отвечает требуемым строительным нормам.
2. Важно отметить, что подбирая для себя наилучший вариант стеклопакета, нужно учитывать толщину и материал оконного профиля. Характеристики профильной системы имеют огромное значение для расчёта коэффициента сопротивления теплопередачи.
3. Установка стеклопакета также имеет огромное значение. Двухкамерный пакет не может быть уставлен с толщиной менее 40 мм. Обратите внимание на энергосберегающие модели, они имеют особой покрытие, которое способно увеличивать коэффициент теплопередачи при помощи отражения света обратно.

Для производства стеклопакетов с энергосберегающей системой применяется два вида стёкол — твёрдое и мягкое низкоэмиссионое покрытие. Мягкое стекло не настолько качественное и прочное, как твёрдое. Поэтому оно получило большую востребованность у потребителя.

Для увеличения коэффициента передачи тепла сопротивления стеклопакетов пространство между стёклами заполняются специальным газом — аргоном. При этом коэффициент сопротивления взрастает на десять процента. Идеальным решением для квартиры станут двухкамерные и однокамерные энергосберегающие конструкции. Они имеют высокий уровень теплоизоляции.

Многие производители рекомендуют применять инновационные технологии, которые обеспечивают низкую тепловую проводимость. Инновационные методы позволяют улучшить теплоизоляционные характеристики однокамерных, и двухкамерных конструкций. Таким образом, становится возможным уменьшить образование конденсата за счёт повышения температурного режима.

Дополнительный параметр — шумоизоляция, её можно внедрить при помощи следующих способов:

1. применения стёкол большей толщины;
2. применять комбинацию стёкол различной толщины, что позволяет избежать звукового резонанса.

Снижение внешних шумов становится возможным только на несколько Дб. Таким образом, значительно не может быть понижен уровень восприятия человеком звуков. Воздействие акустического давления частоты и интенсивности звуковых колебаний напрямую влияют на человеческий орган и находится в зависимости от него.

Звукоизоляция представляет собой параметр стеклопакета, который может определить уровень снижения посторонних шумов, которые будут доноситься с улицы. Таким образом, при разнице звукоизоляции в 32 Дб, который оценивается в городе, как 70 Дб, ослабляется до 38 Дб. Улучшить показатели звукоизоляции возможно, подобрав асимметричные различной толщине воздушные камеры с разнообразной толщиной стёкол.

Расчёт и таблица коэффициента теплопроводности

Теплопроводность показывает, насколько эффективными изоляционными свойствами будет обладать стеклопакет. При этом малое значение отображается как «к» — небольшая теплопередача в соответствии с незначительной потерей тепла через конструкцию. В то же время теплоизоляционные свойства являются высокими. При этом коэффициент теплопроводности выражается количеством тепла в Вт, который проходит через 1 м2, которая ограждает его конструкции с разницей в температуре в обоих средах на один градус. Измеряется показатель как Вт/м2.

Высокий показатель теплопроводности может быть у металлов, что отображается как низкая температура. В этом случае изделие не имеет воздушных камер, которые обладают низкой теплопроводностью. Для строительных конструкций такой вариант можно считать оптимальным и востребованным. Независимо от материала окна, производитель обязан отображать на своей продукции коэффициент теплопередачи специальной маркировкой.

Конструкции, методы и материалы при расчёте теплового сопротивления

Чтобы повысить сопротивление теплопередаче, понадобится использовать наружные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Новые технологии строительства и материалы позволяют достичь оптимальных результатов. Среди популярных и востребованных наружных материалов стоит отметить: керамзитный блок, дерево, пеноблок, сэндвич-панели, а также керамический блок.

1. Дерево является тёплым экологичным материалом. Многие предпочитают использовать его для строительства частных домов. Это может быть сруб, оцилиндрованное бревно либо прямоугольный брус. Довольно часто применяется сосна, ель. При этом капризный материал требует дополнительных мер защиты от атмосферного воздействия и насекомых.
2. Сэндвич-панель — это новый продукт на отечественном рынке материалов. Его популярность в частном строительстве возрастает в последнее время. К преимуществам стоит отнести невысокую стоимость. А также хорошее сопротивление теплопередачи. Такой параметр достигается за счёт строения. С наружных сторон находится листовой материал. Это может быть плита, фанера либо металлический профиль. Внутри системы находится утеплитель из пены либо минеральная вата.
3. Строительный блок имеет высокий коэффициент сопротивления теплопередаче, в отличие от кирпича. Он может быть достигнут из-за наличия в его структуре воздушных камер или вспененной структуры материала. Таким образом, некоторые керамические блоки имеют специальные отверстия. Они могут быть выложены параллельно кладке стены. Получаемые на выходе камеры с воздухом являются препятствием для теплопередачи. В других строительных блоках существует высокий коэффициент сопротивления теплопередачи, который может выражаться в пористой структуре. При этом он может быть достигнут различными способами. Первым способом является химическая реакция. Второй способ — это смешивание цементной смеси с пористым материалом. Такие варианты применимы для полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.

Применение утеплителя: нюансы коэффициента теплового сопротивления

Если имеется недостаточное сопротивление теплопередачи, это может зависеть от материала стены, к примеру, если речь идёт о кирпиче. Тогда необходимые меры могут быть применимы в качестве утеплителя. Утепление проводится только снаружи кирпича, но при необходимости может быть применимо по внутренней части для несущих стен. На сегодня существует множество утеплителей, которые повышают коэффициент сопротивления теплопередачи. К таким материалам стоит отнести пеностекло, экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенополиуретан и другие материалы.

Все они имеют определённые коэффициенты теплопроводности для утепления большинства стен при толщине в десять миллиметров, что является достаточным показателем. При этом нужно учитывать паропроницаемость утеплителя и материала. Остальные утеплители могут применяться для различных стен, для которых оставляется специальный зазор между стеной и утеплителем.

Надёжные компании-производители на своей продукции ставят коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакета на любых технологических операциях, особенно в процессе изготовления продукции. Прилагаемая таблица расчётов поможет определить коэффициент любого процесса, включая нанесение специальных покрытий и заполнение междустекольного пространства.

Этот показатель характеризуется не только конкретной функцией теплозащиты, но и качеством всего процесса производства и готового продукта. Таким образом, рекомендуется держать под контролем этот показатель и регулярно мерить разнообразные этапы изготовления готового образца продукции.

Важное место в строительстве занимает тепловое сопротивление материала. Чем стена теплее, тем будет меньший показатель плотности и прочности его. При планировке дома, заказывая услугу утепления стен, а также при покупке стеклопакетов важно учитывать коэффициент сопротивления теплопередачи. На этикетке у производителя можно найти таблицу с этим показателем, на маркировке и паспорте этого продукта. Стоит помнить, что для обеспечения нормальной теплопередачи в квартире коэффициент сопротивления должен быть не менее 0,45. Все меньшие значения не будут считаться эффективными.

remontoni.guru

Сопротивление теплопередаче строительных материалов

Строительство домов, квартир, зданий требует соблюдения большого количества нюансов, факторов, которые при их несоблюдении способны повлиять на качество постройки. Существуют стандарты, нормы, от которых отходить не рекомендуется. До начала строительства необходимо создать план, произвести расчет по давлению, производимому на несущие конструкции другими неотъемлемыми частями здания. Коэффициент сопротивления теплопередаче показывает, насколько быстро материалы допустят холод с улицы в жилище.

Правильно рассчитать теплопередачу приведенного материала так же важно, как и другие данные. От результатов полученных данных зависит то, насколько жилище будет теплым, какие показатели экономии тепла в нем. Можно примерно рассчитать расход на энергию, затрачиваемую на отопление дома. Кроме того, будет ясна прочность, надежность сооружения.

Стенам и иным частям дома свойственно при больших морозах промерзание. Если не учитывать правила теплопередачи, дом может промерзнуть насквозь. Заморозка-размораживание приводит и повышенному износу частей жилища, они ветшают, после чего здание может стать аварийным. Высокое сопротивление теплопередаче наружных стен и дверей помогает справиться с проникновением холода.

Показатели теплопроводности

Любой элемент в природе имеет различную степень проводимости. Тепло проходит сквозь него в зависимости от скорости движения частиц, которые способны передать температурные колебания. Чем частицы ближе находятся одна к другой, тем теплообмен будет проходить быстрей. Получается, что материал чем более плотный, тем быстрей он будет нагреваться или остывать. Плотность является основным фактором теплопередачи, показывая ее интенсивность.

Данные для камня

Выражается данный показатель коэффициентом теплопроводности. Обозначение буквенное производится символом «λ». Единица измерения Вт/(м*С^о). Чем больше численные данные этого коэффициента, тем лучше материал проводит тепло. Существует величина, обратная проводимости тепла, которая называется тепловое термическое сопротивление. Единица измерения: м²*С^о/Вт. Буквенное обозначение «R».

Данные по регионам

Нормируемое сопротивление теплопередаче можно посмотреть в справочниках. Важно придерживаться норм, чтобы не пришлось дополнительно утеплять дом, так как холод легко проникает сквозь стены. Правильному теплообмену, такому, какой бы подходил для данного региона, должно предшествовать утепление стен или верное употребление материалов.

Значения по регионам

Как применяются показатели в строительстве

Для каждого материала, используемого в строительстве, важно определить степень проводимости тепла. Теплоизоляционные свойства влияют на скорость промерзания стен, насколько материал подвержен влиянию холода. Показатель сопротивления при теплопередаче для любого современного материала уже вписано в справочники.

Современные технологии предполагают использование нескольких слоев для стен, дверей, потому показатели тепловой проводимости в них могут объединяться. Для показа общей степени проводимости тепла, принята величина «приведенное сопротивление теплопередачи».

Данные для стеклопакетов

Рассчитать ее можно точно так же, как и предыдущие данные. Но учитывать следует несколько показателей теплопроводности. Второй вариант произведения расчётов теплоотдачи – использование однородного аналога многослойной стенки. Он должен пропускать такое же количество тепла за такое же количество времени. Разница в температурах для внутренней части помещения и внешней должна быть тоже одинаковой.

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче производится не на квадратный метр, а на целую комнату или на весь дом. Показатель помогает обобщить данные о проводимости тепла всего жилища, а точнее материалов, из которых оно изготовлено. Сопротивление теплопередаче для пола также необходимо учитывать.

Термическое сопротивление

Любая стена, дверь, окно служит для ограждения от внешних природных воздействий. Они способны в разной степени защитить жилище от холодов, так как коэффициент проводимости тепла у всех разный. Для каждого такого ограждения коэффициент рассчитываться должен по-разному. Точно также ведется расчет для внутренних перегородок, стен, дверей, неотапливаемых частей дома.

Если в жилище имеются части, которые не протапливаются, необходимо утеплять стены между ними и другими помещениями так же качественно, как и внешние. Воздух – плохой переносчик тепла, потому что там частицы находятся в значительном отдалении друг от друга. Выходит, что если изолировать некоторые воздушные массы герметично, получится неплохая изоляция от холода. Для уточнения данных, производится расчет приведенного сопротивления теплопередаче. Данные показывают, насколько хорошо утеплено жилище, нет ли необходимости в дополнительном утеплении.

Современные материалы

В старых домах делали всегда по 2 рамы, чтобы между ними находилось некоторое количество воздушных масс. Теперь по такому же принципу делаются стеклопакеты, но воздух между стеклами откачивается полностью, чтобы частиц, проводящих тепло, вообще не было. Термическое сопротивление теплопередаче в них значительно превышает показатели старых окон. Входные двери делаются по такому же принципу. Стараются сделать небольшой коридор, предбанник, который сохранит тепло в доме.

Если в жилище установить дополнительные резиновые уплотнители, несколько слоев, это позволит повысить теплоизоляционные свойства. Современные входные двери создаются многослойными, там помещается несколько разных слоев утеплительного материала. Конструкция становится практически герметичной, дополнительное утепление часто не требуется. Сопротивление теплопередаче стен обычно не такое хорошее, потому используются дополнительные материалы для утепления жилища.

Как рассчитывается тепловое сопротивление

Данные после расчета теплового сопротивления помогут показать, насколько хорошо утеплен дом, какое количество тепла теряется в процессе. Таким образом, можно точно подобрать оборудование для утепления, правильно рассчитать мощность. Для примера будет произведен расчет одной из стен и дверей каркасного дома с керамическим кирпичом. Требуемое сопротивление теплопередаче будет подсчитано и можно будет понять, насколько хороши данные материалы для строительства и утепления дома.

Утепление изнутри

Класс сопротивления для каждого материала разный. С обратной стороны он утеплен экструдированным пенополистиролом, толщина которого составляет 100 мм. Стены по толщине будут в 2 кирпича, что равняется 500 мм. Формула для вычисления сопротивления теплопередачи:

R = d/λ, где d-толщина компонентов стены, λ-коэффициент теплопроводности.

По справочнику необходимо посмотреть данные λ. Это число 0,56 для кирпича и 0,036 – для полистирола.

R=0,5/0,56=0,89 – для кирпича.

R=0,1/0,036=2,8 – для полистирола.

Общий показатель теплосопротивления будет суммой этих величин. R=0,89+2,8=3.59. Данные, которые приведены, имеют численное значение. Его можно сравнить с данными с улицы, верные в данном регионе и понять, правильно ли применены утеплители. Можно определить класс по приведенному выше сопротивлению теплопередачи.

Теплые конструкции

Чтобы тепловое термическое сопротивление было увеличено, использовать следует современные материалы, в которых показатели проводимости тепла максимально низкие. Количество таких материалов сейчас увеличивается. Популярными стали:

1. Деревянные конструкции. Считается экологически чистым материалом, потому многие предпочитают вести строительство, используя именно этот компонент. Пользоваться могут любыми видами окультуренной древесины: срубом, бревном, брусом. Пользуются чаще всего сосной, елью или кедром, показатели проводимости тепла, по сравнению с другими материалами, достаточно низкие. Необходимо произвести защиту от атмосферных воздействий, вредителей. Материал покрывается дополнительным слоем, защищающим от негативных факторов.
2. Керамические блоки.

Пример защиты от внешнего воздуха

3. Сэндвич-панели. В последнее время материал становится все более популярным. Основные преимущества: дешевизна, высокие показатели сопротивляемости холоду. В материале имеется множество воздушных ячеек, иногда делают «пенную» структуру. Например, некоторые типы данного изделия имеют вертикальные воздушные каналы, которые неплохо защищают от холода. Другие компоненты делаются пористыми, чтобы большое количество заключенного воздуха помогли справиться с поступающим холодом.
4. Керамзитобетонные материалы. Сопротивление любой теплопередаче важно учитывать при строительстве дома. Использование этого материала позволит надежно защитить жилище от холода.
5. Пеноблоки. Конструкция делается пористой, но достигается это не простым вклиниванием воздушных прослоек, а путем произведения химической реакции. Иногда в цемент добавляется пористый материал, который поверху покрывается застывшим раствором.

Важные моменты для применения утеплительных материалов

При проектировании жилища необходимо учитывать погодные условия местности. Если данные не учтены, термическое сопротивление теплопередачи могут быть недостаточными, что позволит холоду проникать сквозь стены. Обычно, если такое происходит, используются утеплители. Иногда утепление производится внутри дома, но обычно данная операция проводится по наружным стенам. Утепляются несущие элементы и части, расположенные в непосредственном контакте с улицей.

Утепление жилища

Показатели современных теплоизоляционных материалов очень высокие, потому их не нужно использовать много. Обычно для утепления хватает толщины до 10 мм. Не стоит забывать о паропроницаемости стен, дверей и утеплительных компонентов. Правила строительства требуют, чтобы этот показатель повышался из внутренних частей к внешним. Потому утеплять газобетонные или пенобетонные стены можно только минеральной ватой, показатели которой верны для приведенных требований.

Внутреннее утепление

 

Кроме потерь тепла через стены дома, оно может уходить через кровлю. Потому важно утеплять не только наружные элементы, но и уложить материал над потолком, чтобы жилище было надежно утеплено. Если нет возможности применять необходимый материал, можно сконструировать зазор для вентиляции. В любом случае не стоит забывать, что теплосопротивление для материалов является одной из важнейших величин. Обязательно стоит учитывать ее при возведении нового дома.

 

 

jsnip.ru

Миф о коэффициенте сопротивления теплопередаче

Коэффициент сопротивления теплопередаче (R-Value) – это современный миф. Это сказка, которая была навязана североамериканскому покупателю так искусно, что этот показатель получил статус краеугольного камня. Но самая печальная часть этой сказки в том, что коэффициент сопротивления теплопередаче сам по себе – почти бесполезное число.

Невозможно описать все свойства теплоизоляционного материала одним числом. Чтобы это сделать, нужно знать намного больше. Так почему же мы позволили этой небылице так прочно закрепиться? У нас нет ответа на этот вопрос. И неизвестно, есть ли он у кого-то другого? Что мы знаем определенно – это то, что миф о величине коэффициента сопротивления теплопередаче, без сомнений, работает в поддержку волокнистой теплоизоляции.

Величину коэффициента сопротивления теплопередаче теплоизоляции следует определять после того, как материал был погружен в воду или при ветре в 20 миль/ ч (30 км/ч). В каждом из этих случаев величина коэффициента сопротивления теплопередаче будет приближаться к нулю. Но подобные условия практически не влияют на сплошные изоляционные материалы. Вот почему, по нашему мнению, коэффициент сопротивления теплопередаче – бессмысленный параметр, вводящий в заблуждение, если неизвестны другие характеристики.

Существуют Нормативные документы, устанавливающие значение коэффициента сопротивления теплопередаче в 20, 30 или 40. Но незагерметизированное помещение, утепленное волокнистой изоляцией с величиной коэффициента сопротивления теплопередаче в 25, будет продуваться ветром так, как будто бы изоляции совсем нет

Скорее всего, никто никогда не стал бы покупать и небольшого земельного участка, зная только один из его размеров. Предположим, вам предлагают купить участок за $10,000, описав его числом семь. Вы бы тотчас же пожелали узнать, к чему относится это число: Семь акров? Семь квадратных футов? Семь квадратных миль? Чего? Вы бы также захотели узнать, где размещен участок: в болотистой местности, в горах, в деловой части города? Иными словами, одним числом нельзя описать ничего, в том числе и теплоизоляционный материал.

Тем не менее, существуют Нормативные документы, устанавливающие значение коэффициента сопротивления теплопередаче в 20, 30 или 40. Но незагерметизированное помещение, утепленное волокнистой изоляцией с величиной коэффициента сопротивления теплопередаче в 25, будет продуваться ветром так, как будто бы изоляции совсем нет.

Возможно, величина коэффициента сопротивления теплопередаче определяется достаточно точно, когда материал проходит лабораторные испытания. Но в лабораторных условиях нельзя даже отдаленно воспроизвести условия реального мира. Вследствие чего нам и нужно интересоваться некоторыми дополнительными параметрами материала. Нужно знать его сопротивляемость проникновению воздуха, несвязанной воды и паропроницаемость.Также нам следует требовать определять значение коэффициента сопротивления теплопередаче изоляционного материала после того, как он подвергался влиянию реальных условий.

Величина коэффициента сопротивления теплопередаче, используемая в настоящее время – это число, которое показывает способность материала противостоять потерям тепла. Его получают посредством деления сопротивления теплопередаче на единицу. То есть коэффициент сопротивления теплопередаче – это количество тепла, фактически проходящее через определенный материал.

Содержание статьи

Испытания по определению коэффициента сопротивления теплопередаче

Тест был разработан с целью получить величину, которая – как ожидалось – будет иметь важное значение и станет показательной. К сожалению, разработанная методика давала систематическую погрешностью

Метод испытаний, используемый для определения коэффициента сопротивления теплопередаче – это тест ASTM (Американского Сообщества Материалов и Испытаний; American Society for Testing and Materials). Тест был разработан с целью получить величину, которая – как ожидалось – будет иметь важное значение и станет показательной. К сожалению, разработанная методика давала систематическую погрешностью. Из-за способа испытаний тест оказывает предпочтение волокнистым теплоизоляционным материалам: стекловолокну, каменной вате и целлюлозному волокну. Очень коротко в методике упоминаются сплошные теплоизоляционные материалы, такие, как пеностекло, пробковый материал, монтажный полистирол или пенополиуретан.

В тесте никак не учитывается движение воздуха (ветер) или количество влаги (водяного пара). Другими словами, тест, проводимый для определения коэффициента сопротивления теплопередаче – это исследования в нереальных условиях. Например, коэффициент сопротивления теплопередаче стекловолокна составляет R-3,5. Такое значение имеет место при абсолютном отсутствии ветра и нулевой влажности. А отсутствие ветра и нулевую влажность трудно назвать реальными условиями. Во всех домах есть протечки воздуха, и они зачастую водопроницаемы. Водяной пар из атмосферы, из душа, при приготовлении пищи, из выдыхаемого воздуха, т.д. постоянно циркулируют в помещениях. Если помещения не вентилируются должным образом, водяной пар изнутри дома будет очень быстро вбираться изоляцией над потолком. Даже малое количество влаги вызовет значительное падение коэффициента сопротивления теплопередаче волокнистого изоляционного материала: не меньше, чем на 50%, а то и больше.

Пароизоляционный барьер

Пароизоляция действительно останавливает большую часть влаги, но не всю. Следовательно, небольшое количество влаги попадает в волокнистый изоляционный материал и оказывается пойманным в ловушку между двумя слоями пароизоляции. При колебании температуры влага там накапливается, что впоследствии становится огромной проблемой

Теплоизоляцию рекомендуется дополнять пароизоляцией, устанавливаемой с более теплой стороны. Какая из сторон стены дома более теплая? Очевидно, это зависит от того, лето сейчас или зима, и даже день или ночь. В морозы до -30° C (20° F) за окном, теплой стороной стены определенно будет внутренняя.

Иногда неопытный домовладелец или строитель устанавливают пароизоляцию по обе стороны теплоизоляции. Пароизоляция, размещенная таким образом, как правило, оказывается губительной для теплоизоляционного слоя. Пароизоляция действительно останавливает большую часть влаги, но не всю. Следовательно, небольшое количество влаги попадает в волокнистый изоляционный материал и оказывается пойманным в ловушку между двумя слоями пароизоляции. При колебании температуры влага там накапливается, что впоследствии становится огромной проблемой. Там может собраться до ведра воды, которой будет пропитано стекловолокно. Известно о целом ряде хранилищ картофеля, требующих замены теплоизоляции, поскольку изначально там была установлена теплоизоляция из стекловолокна с пароизоляционными барьерами с обеих сторон. Волокнистая изоляция должна быть вентилируема с одной стороны; по этой причине пароизоляция должна устанавливаться с той стороны, где она принесет больше пользы.

Теплопотери вследствие конвекции

Если мы преграждаем путь движению воздуха, то фактически улавливаем водяной пар. Пар конденсируется и может стать источником той влаги, которая приведет к гниению конструкций. Вода, в виде пара или уже конденсированная, значительно снижает значение коэффициента сопротивления теплопередаче изоляции

Воздух способен проникать в стены домов. Это особенно чувствуется, когда ветер дует в сторону дома. Но большинство людей, включая некоторых инженеров, не осознают, что внутри волокнистой теплоизоляции возникают существенные конвективные потоки.

В конвективный поток вовлекается большое количество воздуха, но скорость его не настолько велика, чтобы ее можно было почувствовать или даже измерить какими-либо, даже самым чувствительным, измерительным прибором. Тем не менее, воздух постоянно переносит тепло из нижней части волокнистой изоляции в ее верхнюю часть, позволяя ему улетучиваться. Если мы преграждаем путь движению воздуха, то фактически улавливаем водяной пар. Пар конденсируется и может стать источником той влаги, которая приведет к гниению конструкций. Вода, в виде пара или уже конденсированная, значительно снижает значение коэффициента сопротивления теплопередаче изоляции. Единственный способ борьбы с влагой в волокнистой изоляции – ее вентилирование. Но вентиляция означает движение воздуха, что также снижает коэффициент сопротивления теплопередаче.

Воздухопроницаемость

Через стену обычного дома проходят колоссальные потоки воздуха. Чтобы наглядно это увидеть, поднесите в ветреную погоду зажженную свечу к электрической розетке на внешней стене. Пламя будет мерцать и может даже погаснуть

Фильтрующая среда для большинства нагревательных устройств климат-контролей – это скрученное стекловолокно, такое же, которое используется для теплоизоляции. Стекловолокно используют в воздушных фильтрах потому, что оно создает меньше сопротивления потоку воздуха и более дешевое. Иначе говоря, для того, чтобы поток воздуха без труда через него проходил. Это прекрасное свойство для фильтра климат-контроля, но может ли такой материал эффективно изолировать конструкцию? Через стену обычного дома проходят колоссальные потоки воздуха. Чтобы наглядно это увидеть, поднесите в ветреную погоду зажженную свечу к электрической розетке на внешней стене. Пламя будет мерцать и может даже погаснуть.

Среднестатистический дом со всеми закрытыми дверьми и окнами пропускает в общей сложности такое количество воздуха, сколько пропускали бы распахнутые настежь двери. Даже идеально проведя работы по установке волокнистой теплоизоляции и сведя практически на нет инфильтрацию воздуха от одной стороны стены к другой, мы все-таки не сможем остановить движение воздуха в потолке и стенах в вертикальном направлении через саму теплоизоляцию.

Сплошная теплоизоляция

Большинство сплошных изоляционных материалов устанавливаются в виде плит или матов. И для большинства из них характерна одна и та же общая проблема. Они, как правило, прилегают к конструкциям не настолько плотно, чтобы предотвратить инфильтрацию воздуха

Наиболее известным видом сплошной теплоизоляции является вспененный полистирол. Другие сплошные теплоизоляционные материалы: пробка, пеностекло и полиизоцианат (полиуретан) или полиизоцианатовые маты. Последние два – это разновидности полиуретановой пены. Каждый из этих изоляционных материалов идеально подходит для многих сфер применения. Пеностекло довольно долгое время использовалось для изоляции холодных и горячих емкостей, особенно в местах выхода пара. Пробка – не менее старый резервный изоляционный материал для холодильного оборудования. EPS или вспененный полистирол, похоже, используется повсюду: от одноразовых стаканчиков и контейнеров для пищи до опоясывающей теплоизоляции фундаментов и кладки стен.

Полиуретановые маты стали уже стандартным решением для теплоизоляции крыш, особенно при проведении работ горячим способом. Их также широко используют для внешней обшивки новостроящихся домов. Коэффициент сопротивления теплопередаче полиуретанового мата, разумеется, выше, чем у любых других видов сплошной изоляции. Все из этих видов сплошной изоляции характеризуются намного более высокой производительностью, чем волокнистая теплоизоляция, вне зависимости от того, задействованы ли ветер и влага.

Если маты не наклеиваются на блочную стену, будет присутствовать инфильтрация воздуха позади него. Тогда маты становятся фактически бесполезными, поскольку воздух проходит через дренажные отверстия кладки в обход теплоизоляции и сводит на нет ее эффективность

Большинство сплошных изоляционных материалов устанавливаются в виде плит или матов. И для большинства из них характерна одна и та же общая проблема. Они, как правило, прилегают к конструкциям не настолько плотно, чтобы предотвратить инфильтрацию воздуха. И, если поднимается ветер и воздух попадает за теплоизоляцию, то уже не имеет значения, какова толщина этих матов. Такое часто бывает в конструкциях, где маты укладываются между кирпичной кладкой и блочной стеной.

Если маты не наклеиваются на блочную стену, будет присутствовать инфильтрация воздуха позади него. Тогда маты становятся фактически бесполезными, поскольку воздух проходит через дренажные отверстия кладки в обход теплоизоляции и сводит на нет ее эффективность. При установке сплошной изоляции этому вопросу должно быть уделено особое внимание. Чтобы предотвратить движение воздуха в обход теплоизоляции, швы в примыкании к конструкциям должны быть уплотнены и герметизированы.

Напыляемый пенополиуретан – единственный вид сплошного теплоизоляционного материала, который полностью защищает сам себя от инфильтрации воздуха. При надлежащем выполнении работ по монтажу сцепление напыляемой пены с поверхностью конструкции и разбухание материала обеспечивают практически полную герметизацию

Напыляемый пенополиуретан – единственный вид сплошного теплоизоляционного материала, который полностью защищает сам себя от инфильтрации воздуха. При надлежащем выполнении работ по монтажу сцепление напыляемой пены с поверхностью конструкции и разбухание материала обеспечивают практически полную герметизацию. А, по моему мнению, большинство потерь тепла в стенах дома устраняется более за счет герметизации, чем теплоизоляции.

Тепло почти не перемещается горизонтально, так, как оно это делает в вертикальном направлении. Следовательно, если дом не имеет теплоизоляции на стенах, но имеет абсолютно воздухонепроницаемое уплотнение, разница в теплопотерях будет незначительная. Однако, если не сделана теплоизоляция потолков, ситуация в корне меняется.

Напыляемый полиуретан создает наиболее эффективную преграду инфильтрации воздуха. Это – единственный материал, который, при надлежащей установке, способен заполнить угловые соединения, консольные опоры, сдвоенные стойки, фундаментные плиты, плиты перекрытия, т.д. Любой материал с наивысшим коэффициентом сопротивления теплопередаче не будет эффективен, если не создает преграду для движения воздуха.

Один с четвертью дюйм полиуретана (3 см), напыленного на стену, предотвратит больше теплопотерь, чем волокнистая теплоизоляция восьмидюймовой толщины (20 см), набитая в стены. При этом полиуретан не только обеспечивает лучшую теплоизоляцию, он также придает конструкциям дополнительную прочность.

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях:

Fatal error: Call to undefined function wp_related_posts() in /var/www/ecotermix/data/www/ecotermix.ru/wp-content/themes/ecotermix/single.php on line 34

ecotermix.ru

Теплоотдача. Закон Ньютона. Коэффициент теплообмена. Тепловой пограничный слой. Теплопередача. Коэффициент теплопередачи

Перенос теплоты от более нагретой среды к менее нагретой через разделяющую их стенку называют теплопередачей. Оба вещества, участвующих в теплопередаче, называют теплоносителями: более нагретый – горячий теплоноситель, менее нагретый – холодный теплоноситель.

Различают установившийся и неустановившийся процессы теплопередачи. При установившемся (стационарном) процессе температура является функцией только системы координат, то есть не зависит от времени (установившийся режим в аппаратах непрерывного действия). При неустановившемся (нестационарном) процессе температура изменяется в пространстве и во времени (аппараты периодического действия, остановка и пуск аппаратов непрерывного действия).

В практических условиях конвективный теплообмен между поверхностью твердой стенки и омывающей ее жидкостью (газом) называют теплоотдачей.

Расчет скорости процесса теплоотдачи осуществляется с помощью эмпирического закона охлаждения Ньютона (уравнение теплоотдачи).

При установившемся процессе уравнение имеет вид:

Q = αF(t_ж – t_ст)τ

где: Q – тепловой поток;

α – коэффициент теплоотдачи (теплообмена) (показывает, какое количество теплоты передается от теплоносителя к 1 м² поверхности стенки (или от стенки поверхностью 1 м² к теплоносителю) в единицу времени при разности температур между теплоносителем и стенкой 1°). Характеризует скорость переноса теплоты в теплоносителе. Зависит от многих факторов: режима движения, физических свойств теплоносителя (вязкость, плотность, теплопроводность), геометрических параметров каналов, состояния поверхности стенки.

F – поверхность теплоотдачи

t_ж – температура жидкости

t_ст – температура стенки

τ – время

 

Рассматривается процесс передачи теплоты теплопроводностью в твердой стенке. Обязательное условие такого процесса: разность температур поверхностей стенки. При этом образуется поток теплоты направленный от поверхности стенки с большей температурой к поверхности стенки с меньшей температурой.

При установившемся процессе закон Фурье имеет вид:

Q = λF(t’_ст – t”_ст)/δ

 

где: Q – тепловой поток;

λ – коэффициент теплопроводности (показывает, какое количество теплоты проходит вследствие теплопроводности в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при падении температуры на 1° на единицу длины нормали к изотермической поверхности), физическая характеристика вещества, определяющая способность тела проводить теплоту, зависит от природы вещества, его структуры, температуры и других факторов.

F – поверхность стенки

t’_ст – t”_ст – температурный напор, разность температур поверхностей стенки

δ – толщина стенки

 

Рассмотрим передачу теплоты сквозь многослойную плоскую стенку от горячего теплоносителя к холодному

В слое горячего теплоносителя температура изменяется от t₁ до t_ст1,

по толщине стенки от t_ст1 до t_ст2 и в слое холодного теплоносителя

от t_ст2 до t₂.

Теплопроводности слоев равны: λ₁, λ_2.

Тепловые сопротивления будут равны: δ₁/ λ₁, δ₂/ λ₂

Тепловое сопротивление всей стенки составит

R_ст = δ₁/ λ₁ + δ₂/ λ₂ + …=∑δ/λ

Коэффициент теплопередачи (всегда меньше любого из коэффициентов теплоотдачи α) будет равен:

К = 1/ (1/α₁+∑δ/λ+ 1/α₂)

Количество теплоты при передаче через многослойную стенку будет равно: Q = КF(t₁ – t₂)τ

Тепловой пограничный слой- весьма тонкий слой жидкости, прилегающий непосредственно к поверхности стенки, в пределах которого сосредоточено практически все изменение температуры жидкости: от температуры поверхности до температуры жидкости в ядре потока (см. рис.1,а).

Тепловой пограничный слой характеризуется большим поперечным градиентом температуры, под действием которого осуществляется поперечный перенос теплоты.

 

Схемы движения теплоносителей в теплообменниках. Основные уравнения расчета теплообменников в стационарном режиме.

megaobuchalka.ru