Вопрос 5 Термическое сопротивление конструкций

Вопрос 4 Задача теплопроводности через многослойную стенку

Теплота самопроизвольно переносится только в сторону убывания температуры.

Количество теплоты, переносимое через какую-либо изотермическую поверхность в единицу времени, называется тепловым потоком Q.

Тепловой поток, отнесенный к единице площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока q.

Плотность теплового потолка:

Уравнение (1-2)

Рассмотрим многослойную стенку:

Стенки, состоящие из нескольких разнородных слоев, называются многослойными.

Именно такими являются, например, стены жилых домов, в которых на основном кирпичном слое с одной стороны имеется внутренняя штукатурка, с другой - внешняя облицовка.

(рис. 1-8)

Пусть стенка состоит из трех разнородных, но плотно прилегающих друг к другу слоев.

Толщина первого слоя δ1, второго δ2 и третьего δ3.

Соответственно коэффициенты теплопроводности слоев λ1, λ2, λ3

Кроме того, известны температуры наружных поверхностей стенки t1 и t4.

Тепловой контакт между поверхностями предполагается идеальным, температуру в местах контакта мы обозначим через t₂ и t₃.

При стационарном режиме плотность теплового потока постоянна и для всех слоев одинакова. Поэтому на основании уравнения (1-2) можно написать:

(л)

Из этих уравнений легко определить температурные напоры в каждом слое:

(м)

Сумма температурных напоров в каждом слое составляет полный температурный напор. Складывая левые и правые части системы уравнений (м), получаем:

(н)

Из соотношения (н) определяем значение плотности теплового потока:

По аналогии с изложенным можно сразу написать расчетную формулу для n-слойной стенки:

Внутри каждого слоя температура изменяется по прямой, но для многослойной стенки в целом она представляет собой ломаную линию (рис. 1-8)

Вопрос 4 Задача теплопроводности через многослойную стенку

Теплота самопроизвольно переносится только в сторону убывания температуры.

Количество теплоты, переносимое через какую-либо изотермическую поверхность в единицу времени, называется тепловым потоком Q.

Тепловой поток, отнесенный к единице площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока q.

Плотность теплового потолка:

Уравнение (1-2)

Рассмотрим многослойную стенку:

Стенки, состоящие из нескольких разнородных слоев, называются многослойными.

Именно такими являются, например, стены жилых домов, в которых на основном кирпичном слое с одной стороны имеется внутренняя штукатурка, с другой - внешняя облицовка.

(рис. 1-8)

Пусть стенка состоит из трех разнородных, но плотно прилегающих друг к другу слоев.

Толщина первого слоя δ1, второго δ2 и третьего δ3.

Соответственно коэффициенты теплопроводности слоев λ1, λ2, λ3

Кроме того, известны температуры наружных поверхностей стенки t1 и t4.

Тепловой контакт между поверхностями предполагается идеальным, температуру в местах контакта мы обозначим через t₂ и t₃.

При стационарном режиме плотность теплового потока постоянна и для всех слоев одинакова. Поэтому на основании уравнения (1-2) можно написать:

(л)

Из этих уравнений легко определить температурные напоры в каждом слое:

(м)

Сумма температурных напоров в каждом слое составляет полный температурный напор. Складывая левые и правые части системы уравнений (м), получаем:

(н)

Из соотношения (н) определяем значение плотности теплового потока:

По аналогии с изложенным можно сразу написать расчетную формулу для n-слойной стенки:

Внутри каждого слоя температура изменяется по прямой, но для многослойной стенки в целом она представляет собой ломаную линию (рис. 1-8)

Вопрос 5 Термическое сопротивление конструкций

Термическое сопротивление - тепловое сопротивление, способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.

Различают:

· полное термическое сопротивление - величину, обратную коэффициенту теплопередачи,

· поверхностное термическое сопротивление - величину, обратную коэффициенту теплоотдачи,

· термическое сопротивление слоя, равное отношению толщины слоя к его коэффициенту теплопроводности.

Архитектурно-строительные решения по ограждающим конструкциям проектируемого здания должны быть такими, чтобы полное термическое сопротивление теплопередаче этих конструкции R0 = 1/ α (α - коэффициент теплопередачи) было равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче R0эк, определенному из условия обеспечения наименьшие приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R0тр по санитарно-гигиеническим условиям.

(Коэффициент теплопередачи K или α (q= α*(t1-t2) зависит от конфигурации стен, плоскостей. Его расчёт производится по предельным параметрам. Эта величина доступна в справочниках, алгоритм расчёта в СП. Даётся для каждого вида конструкции.)

По физическому смыслу общее сопротивление теплопередаче ограждения Ro - это разность температуры сред по разные стороны ограждения, которая формирует проходящий через него тепловой поток плотностью 1 Вт/ м², в то время как термическое сопротивление многослойной конструкции - разность температуры наружной и внутренней поверхностей ограждения, которая формирует проходящий через него тепловой поток плотностью 1 Вт/ м²,

Ro=Rв+ΣRТ,i+Rн, (2.22)

R Т, i- термическое сопротивление слоя с номером i, м². ºС/Вт;

Rв, Rн - сопротивления теплообмену на внутренней и наружной поверхностях, м². ºС/Вт;

Термическое сопротивление слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции определяется:

Толщина слоя конструкции δ

Коэффициент теплопроводности λ

Чем больше полученное значение R при анализе материала, тем лучше его теплозащитные свойства. Коэффициент термосопротивления строительной конструкции состоит из суммы коэффициентов материалов, составляющих конструкцию.