집 건축 자재

건물 외피 공식의 내부 표면 온도. 열전달 저항. 건물 외피의 열전달 저항

건물 외피의 열 전달은 대류, 전도 및 복사를 포함하는 복잡한 과정입니다. 그들 모두는 그들 중 하나의 우세와 함께 발생합니다. 열전달 저항을 통해 반영되는 울타리 구조의 단열 특성은 현재 건축 법규를 준수해야 합니다.

둘러싸는 구조와 공기의 열 교환은 어떻습니까?

건설에서 그들은 묻습니다. 규제 요구 사항벽을 통한 열유속의 크기와 벽을 통한 두께 결정. 계산 매개 변수 중 하나는 실내와 실외의 온도 차이입니다. 연중 가장 추운 시간을 기준으로 합니다. 또 다른 매개 변수는 열 전달 계수 K입니다. 외부 환경과 내부 환경 사이의 온도 차이가 1ºC인 1m 2 면적을 통해 1초 동안 전달되는 열의 양입니다. K 값은 재료의 특성에 따라 다릅니다. 감소함에 따라 벽의 열 차폐 특성이 증가합니다. 또한 울타리의 두께가 두꺼우면 추위가 실내로 덜 침투합니다.

외부와 내부의 대류와 복사도 가정의 열 누출에 영향을 미칩니다. 따라서 알루미늄 호일로 만든 반사 스크린이 배터리 뒤의 벽에 설치됩니다. 외부에서 환기되는 정면 내부에서도 유사한 보호가 이루어집니다.

집 벽을 통한 열 전달

외벽은 집 면적의 최대 부분을 구성하며 이를 통해 에너지 손실은 35-45%에 이릅니다. 그들이 만들어지는 건축 자재는 추위로부터 다른 보호 기능을 가지고 있습니다. 공기는 열전도율이 가장 낮습니다. 따라서 다공성 재료는 열전달 계수가 가장 낮습니다. 예를 들어, 벽돌 건물 K \u003d 0.81 W / (m 2 o C), 콘크리트 K \u003d 2.04 W / (m 2 o C), 합판 K \u003d 0.18 W / (m 2 o C) 및 폴리스티렌 보드의 경우 K = 0.038 W / (m 2 o C).

계산에서 계수 K의 역수인 건물 외피의 열 전달에 대한 저항이 사용됩니다. 그것은 정규화 된 값이며 난방 비용과 구내 체류 조건이 그것에 달려 있기 때문에 특정 설정 값보다 낮아서는 안됩니다.

계수 K는 건축 외피 재료의 수분 함량에 의해 영향을 받습니다. 원료에서 물은 기공에서 공기를 대체하고 열전도율은 20배 더 높습니다. 결과적으로 울타리의 열 차폐 특성이 저하됩니다. 젖은 벽돌 벽건조에 비해 30% 더 많은 열을 전달합니다. 따라서 그들은 물이 유지되지 않는 재료로 집의 정면과 지붕을 라이닝하려고합니다.

벽과 개구부를 통한 열 손실은 바람에 크게 좌우됩니다. 베어링 구조- 통기성이 있고 외부(침투)와 내부(배출)에서 공기가 통과합니다.

.
1.1 코스의 목적과 목적.
1.2 교과목 .
1.3 단일 에너지 시스템으로서의 건물.
2. 외부 울타리를 통한 열 및 습기 전달.
2.1 건물에서 열전달의 기초 .
2.1.1 열전도율.
2.1.2 대류.
2.1.3 방사선.
2.1.4 에어 갭의 열 저항 .

2.1.6 다층 벽을 통한 열 전달.
2.1.7 열전달에 대한 저항 감소.
2.1.8 울타리 섹션의 온도 분포.
2.2 구조를 둘러싸는 수분 체계.
2.2.1 울타리의 습기 원인.
2.2.2 외부 울타리 감쇠의 부정적인 영향.
2.2.3 건축 자재와 수분의 소통.
2.2.4 습한 공기.
2.2.5 재료의 수분 함량.
2.2.6 흡착 및 탈착.
2.2.7 울타리의 증기 투과성.
2.3 외부 장벽의 공기 투과성.
2.3.1 기본.
2.3.2 울타리의 외부 및 내부 표면의 압력 차이.
2.3.3 통기성 건축 자재.

2.1.5 내부 및 외부 표면의 열전달 계수.

온도가 tn인 외부 환경과 온도 tv가 있는 방을 분리하는 벽을 고려하십시오. 외부 표면은 대류에 의해 외부 공기와 열을 교환하고 복사 표면은 온도 탐을 갖는 주변 표면과 열을 교환합니다. N. 내부에서도 마찬가지입니다. 벽을 통과하는 밀도 q, W/m2의 열유속은 다음과 같다고 쓸 수 있습니다.

, (2.13)

어디 tcr. 에 및 tcr. n은 고려 중인 벽의 내부 및 외부 평면을 둘러싸는 표면의 온도입니다. 각각 °C입니다.
앗. c, αc. n - 벽의 내부 및 외부 표면에 대한 대류 열 전달 계수, m2. оС/W;
알. c, 알. n - 벽의 내부 및 외부 표면에 대한 복사 열 전달 계수, m2. OS/W.
엔지니어링 계산에서 둘러싸는 구조의 표면에서의 열 전달은 복사 및 대류 구성 요소로 구분되지 않는다는 것이 허용됩니다. 열 흡수는 일반 계수 αv, W / (m2. °C)로 추정되는 가열 된 방의 외부 인클로저 내부 표면과 외부 표면 - 열 전달에서 발생하며 강도는 다음과 같습니다. 열전달 계수 αn, W / (m2. °C)에 의해 결정됩니다. 또한 일반적으로 공기와 주변 표면의 온도가 서로 동일하다는 것, 즉 tamb가 허용됩니다. \u003d tv 및 tcr. n \u003d tn. 그건:

, (2.14)

따라서 울타리의 외부 및 내부 표면의 열 전달 계수는 각 측면의 복사 및 대류 열 전달 계수의 합과 같다고 가정합니다.

. (2.15)

물리적 의미에 따라 외부 또는 내부 표면의 열 전달 계수는 표면과 환경의 온도 차이가 1 °C인 해당 표면이 환경에(또는 그 반대로) 발산하는 열유속 밀도입니다. . 열 전달 계수의 역수는 일반적으로 내부 Rv, m2에 대한 열 전달 저항이라고 합니다. оС/W 및 실외 Rn, m2. оС/W, 울타리 표면:

아르 자형 안에 = 1/ α 안에 ; 아르 자형 N =1/ α N . ( 2.16)

1. 소개

1.1 코스의 목적과 목적

1.2 교과목

1.3 건물 전체 에너지 시스템

2. 외부 울타리를 통한 열 및 습기 전달

2.1 건물에서 열전달의 기초

2.1.1 열전도율

2.1.2 대류

2.1.3 방사선

2.1.4 에어 갭의 열 저항

2.1.5 내부 및 외부 표면의 열전달 계수

2.1.6 샌드위치 벽을 통한 열전달

2.1.7 열전달에 대한 저항 감소

2.1.8 울타리 섹션의 온도 분포

2.2 둘러싸는 구조물의 습도 체계

2.2.1 울타리 습기의 원인

2.2.2 습윤 옥외 인클로저의 부정적인 영향

2.2.3 수분과 건축 자재의 관계

2.2.4 습한 공기

2.2.5 재료 수분

2.2.6 흡착 및 탈착

2.2.7 울타리의 증기 투과성

2.3 외부 인클로저의 통기성

2.3.1 기본 사항

2.3.2 울타리의 외부 및 내부 표면의 압력 차이

1. 소개

1.1 코스의 목적과 목적

교과서 "열 물리학 강의"는 "열 및 가스 공급 및 환기" 전문 분야의 틀 내에서 같은 이름의 분야를 공부하는 학생들을 대상으로 합니다. 매뉴얼의 내용은 해당 분야의 프로그램에 해당하며 주로 모스크바 주립 토목 공학 대학에서 제공되는 강의 과정에 중점을 둡니다. 이 과정의 목적은 미기후를 제공하는 기술을 연구하기 위한 기초로서 체계적인 프레젠테이션을 통해 건물의 열풍 및 습도 체제의 물리적 본질에 대한 접근 방식을 형성하는 것입니다. 이 분야의 임무는 다음과 같습니다. 건물 외피의 열 역할에 대한 일반적인 아이디어 형성 및 미기후를 단일 에너지 시스템으로 제공하는 엔지니어링 시스템 작동; 학생에게 추가 전문 작업, 즉 미기후 시스템 구축의 설계 및 운영에서 이론적 조항 및 계산 방법을 사용하는 능력을 가르칩니다. 이 분야를 마스터한 결과 학생은 기후 및 미기후 용어를 포함하여 건물의 열, 공기 및 습도 조건을 결정하는 개념을 알아야 합니다. 열 및 습기 과정을 결정하는 건물 시스템의 재료, 구조 및 요소 및 수량의 열, 습기, 공기 전달 법칙; 외부 인클로저 구조의 열 보호 표준, 건물의 외부 및 내부 환경 매개 변수 규제. 학생은 건물의 모든 요소에서 열 및 물질 전달 문제를 공식화하고 해결할 수 있어야 하며 외부 울타리의 보호 특성에 대한 검증 계산을 수행하고 복사 및 대류 열 전달 계수를 계산할 능력과 의지를 입증할 수 있어야 합니다. 방을 향한 표면에.

1.2 교과목

건물 열 물리학 연구건축과 관련된 열전달, 수분 전달, 공기 여과의 과정.

기본적으로 건물 열 물리학은 건물 외피의 표면과 두께에서 발생하는 과정을 연구합니다. 또한, 확립된 전통에 따라 간결성을 위해 종종 건물 봉투간단히 호출 울타리. 또한 열 물리학을 구축하는 데 중요한 위치가 부여됩니다. 야외 울타리, 난방된 건물을 외부 환경 또는 난방되지 않은 건물(가열되지 않은 기술 하위 필드, 지하실, 다락방, 현관 등)과 분리합니다.

과학이 주로 건물 봉투를 언급한다는 사실에도 불구하고, 난방 및 환기 전문가에게 건물 열 물리학은 매우 중요합니다.. 사실은 먼저 건물의 열 손실이 전력에 영향을 미친다는 것입니다. 난방 시스템및 난방 기간 동안의 열 소비. 둘째, 외부 울타리의 습도 체계는 열 보호에 영향을 미치고 결과적으로 주어진 건물 미기후를 제공하는 시스템의 힘에 영향을 미칩니다. 셋째, 외부 울타리 내부 표면의 열전달 계수는 구조물의 열 전달에 대한 총 감소 저항을 평가할 뿐만 아니라 이 울타리 내부 표면의 온도를 추정하는 역할을 합니다. 넷째, "조밀한" 창은 공기 침투에 대해 잘 정의된 저항을 가지고 있습니다. 그리고 최대 5층의 저층 건물의 "밀집한"창을 사용하면 열 손실 계산의 침투를 무시할 수 있으며 낮은 층의 높은 층에서는 이미 눈에.니다. 다섯째, 침투의 유무뿐만 아니라 환기 시스템, 특히 자연 환기 시스템의 작동은 건물의 공기 체제에 따라 다릅니다. 여섯째, 건물의 미기후 평가의 가장 중요한 구성 요소인 외부 및 내부 울타리 내부 표면의 복사 온도는 주로 건물의 열 보호에서 파생됩니다. 일곱째, 인클로저와 방의 내열성은 특히 공기 교환이 최소 외부 공기 비율에 가까운 현대 건물에서 가변적인 열 영향을 받는 방의 온도 불변성에 영향을 미칩니다.

외부 울타리의 설계 및 열 공학 평가에는 여러 가지 기능이 있습니다. 건물 단열재는 현대 건축에서 비싸고 책임감 있는 구성 요소이므로 단열재의 두께를 합리적으로 수용하는 것이 중요합니다. 오늘날의 열 공학 계산의 세부 사항야외 울타리가 연결되어 있습니다.

첫째, 건물의 열 보호에 대한 요구 사항이 증가했습니다.

둘째, 열전도 계수가 너무 작아 작동 조건에서 값을 확인하는 데 매우 신중한 태도가 필요한 건물 외피에서 효과적인 히터의 역할을 고려해야 할 필요가 있습니다.

셋째, 울타리에 다양한 연결이 나타 났기 때문에 울타리의 열 전달에 대한 저항이 감소하는 한 울타리와 다른 울타리의 복잡한 접합부가 있습니다. 다양한 유형의 열전도 개재물이 건물의 열 보호에 미치는 영향을 평가하려면 특별한 세부 연구에 의존해야 합니다.

1.3 단일 에너지 시스템으로서의 건물

건물의 열적 미기후 형성에 영향을 미치는 모든 요인과 과정(외부 및 내부 영향)의 총체를 건물의 열 체제라고 합니다.

울타리는 외부 환경으로부터 건물을 보호할 뿐만 아니라 열과 습기를 교환하고 공기가 내부와 외부로 통과하도록 합니다. 건물 구내의 주어진 열 체제를 유지하는 작업 (공기의 온도 및 습도, 이동성, 방의 복사 온도를 필요한 수준으로 유지)은 난방, 환기 및 공조의 엔지니어링 시스템에 할당됩니다. 그러나 이러한 시스템의 화력 및 작동 모드를 결정하는 것은 울타리의 열 습기 보호 및 열 관성 특성의 영향을 고려하지 않고는 불가능합니다. 따라서 건물의 미기후를 위한 공조 시스템에는 난방, 환기 및 공조를 위한 건물 외피 및 엔지니어링 시스템과 같은 서비스되는 건물의 지정된 미기후를 제공하는 모든 엔지니어링 도구가 포함됩니다. 따라서 현대식 건물은 단일 에너지 시스템인 열과 물질 전달의 복잡한 상호 연결된 시스템입니다.

자제를 위한 질문

1 건물 열 물리학에서 무엇을 공부합니까?

2. 울타리란 무엇입니까?

3. 실외 펜싱이란 무엇입니까?

4. 난방 및 환기 전문가에게 건물 열물리학이 중요한 이유는 무엇입니까?

5. 현대 건물의 열 공학 계산의 특이성은 무엇입니까?

6. 건물의 열 체제는 무엇입니까?

7. 건물 외피는 건물의 열 영역에서 어떤 역할을 합니까?

8. 난방 및 환기 시스템은 내부 환경의 어떤 매개변수를 지원합니까?

9. 건물 공조 시스템이란 무엇입니까?

10. 건물을 단일 에너지 시스템으로 간주하는 이유는 무엇입니까?

2. 외부 울타리를 통한 열 및 습기 전달

2.1 건물에서 열전달의 기초

열의 이동은 항상 따뜻한 환경에서 더 차가운 환경으로 발생합니다. 온도차로 인해 공간의 한 지점에서 다른 지점으로 열을 전달하는 과정을 열전달세 가지 기본 유형의 열 전달을 포함하므로 집합적입니다. 열전도(전도), 대류 및 복사. 이런 식으로, 잠재적인열전달은 온도차.

2.1.1 열전도율

열 전도성- 고체, 액체 또는 기체 물질의 고정 입자 사이의 열 전달 유형. 따라서 열전도율은 서로 직접 접촉하는 물질 환경 구조의 입자 또는 요소 간의 열 교환입니다. 열전도율을 연구할 때 물질은 연속 질량으로 간주되고 분자 구조는 무시됩니다. 순수한 형태의 열전도율은 액체 및 기체 매체에서 물질의 부동성을 보장하는 것이 실질적으로 불가능하기 때문에 고체에서만 발생합니다.

대부분의 건축 자재는 다공체. 기공에는 이동할 수 있는, 즉 대류에 의해 열을 전달하는 능력이 있는 공기가 들어 있습니다. 건축 자재의 열전도율의 대류 성분은 작기 때문에 무시할 수 있다고 믿어집니다. 복사열 교환은 벽 표면 사이의 기공 내부에서 발생합니다. 재료의 기공에서 복사에 의한 열 전달은 주로 기공의 크기에 의해 결정됩니다. 기공이 클수록 벽의 온도 차이가 더 크기 때문입니다. 열전도율을 고려할 때, 이 과정의 특성은 물질의 총 질량, 즉 골격과 기공과 관련이 있습니다.

건물 외피는 일반적으로 평면 평행 벽, 한 방향으로 수행되는 열 전달. 또한 일반적으로 외부를 둘러싸는 구조의 열 공학 계산에서 다음과 같은 경우 열 전달이 발생한다고 가정합니다. 고정 열 조건즉, 열 흐름, 각 지점의 온도, 건축 자재의 열물리적 특성과 같은 공정의 모든 특성에 대한 시간의 불변성입니다. 따라서 고려하는 것이 중요합니다. 균질한 물질에서 1차원 고정 열전도 과정, 이는 푸리에 방정식으로 설명됩니다.

어디 큐티 - 표면 열유속 밀도에 수직인 평면을 통과 열 흐름, W/㎡;

λ - 재료의 열전도율, W/m. C에 대해;

티- x축을 따라 변화하는 온도, °C;

태도라고 한다 온도 구배, 약 S/m, 대학원티. 온도 구배는 열 흡수 및 열유속 감소와 관련된 온도 증가를 향합니다. 식 (2.1)의 오른쪽에 있는 빼기 기호는 열유속의 증가가 온도의 증가와 일치하지 않음을 보여줍니다.

열전도율 λ는 재료의 주요 열 특성 중 하나입니다. 식 (2.1)에서 다음과 같이 재료의 열전도율은 재료에 의한 열 전도의 척도이며, 온도 구배를 갖는 흐름 방향에 수직인 영역의 1m 2 를 통과하는 열유속과 수치적으로 동일합니다. 1 o C / m과 동일한 흐름을 따라 (그림 1). λ 값이 클수록 이러한 재료의 열전도 과정이 더 강렬할수록 열유속이 커집니다. 따라서 단열재는 열전도율이 0.3 W/m 미만인 재료로 간주됩니다. S에 대해

등온선; - ------ - 열 전류 라인.

그들의 변화에 따른 건축 자재의 열전도율 변화 밀도거의 모든 건축 자재가 해골- 주요 건축 자재 및 공기. K.F. 예를 들어, Fokin은 다음 데이터를 인용합니다. 성질에 따라 절대적으로 조밀한 물질(기공 없음)의 열전도율은 0.1 W/m o C(플라스틱의 경우) ~ 14 W/m o C(결정질의 경우)입니다. 결정질 표면을 따라 열이 흐르는 물질), 공기는 약 0.026 W / m o C의 열전도율을 가지고 있습니다. 재료의 밀도가 높을수록 (공극률이 낮을수록) 열전도율 값이 커집니다. 가벼운 단열재는 상대적으로 밀도가 낮습니다.

골격의 다공성과 열전도율의 차이는 동일한 밀도에서도 재료의 열전도율의 차이로 이어집니다. 예를 들어, 동일한 밀도 ρ에서 다음 재료(표 1) 0 \u003d 1800 kg / m 3, 열전도율 값이 다릅니다.

1 번 테이블.

밀도가 같은 재료의 열전도율은 1800kg/m 3 입니다.

재료	열전도율, W / (m o C)
시멘트 - 모래 모르타르	0,93
벽돌	0,76
아스팔트	0,72
포틀랜드 시멘트 스톤	0,46
석면 시멘트	0,35

재료의 밀도가 감소함에 따라 재료 골격의 열전도도의 전도성 구성 요소의 영향이 감소하기 때문에 재료의 열전도율 l이 감소하지만 복사 구성 요소의 영향은 증가합니다. 따라서 특정 값 이하로 밀도가 감소하면 열전도율이 증가합니다. 즉, 열전도율이 최소값을 갖는 일정한 밀도값이 있다. 직경 1mm의 기공에서 20 ° C에서 복사에 의한 열전도율은 0.0007 W / (m ° C), 직경 2 mm - 0.0014 W / (m ° C) 등으로 추정됩니다. 따라서 복사에 의한 열전도율은 다음을 가진 단열재에 중요합니다. 낮은 밀도및 큰 기공 크기.

재료의 열전도율은 열전달이 일어나는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 재료의 열전도도 증가는 물질 골격 분자의 운동 에너지 증가로 설명됩니다. 재료의 기공에있는 공기의 열전도율도 증가하고 복사에 의한 열 전달 강도가 증가합니다. 건설 현장에서 온도에 대한 열전도율의 의존성 매우 중요한최대 100 ° C의 온도에서 얻은 재료의 열전도율 값을 실험식 O.E. 0 ° C에서 값으로 다시 계산할 필요가 없습니다. 블라소프:

λ o = λ t / (1+β . t), (2.2)

여기서 λ o는 0 o C에서 재료의 열전도율입니다.

λ t - t에서 재료의 열전도율 약 C;

β - 다양한 재료에 대한 열전도율 변화의 온도 계수, 1/o C, 약 0.0025 1/o C와 같습니다.

t는 열전도율이 λ t 와 같은 재료의 온도입니다.

두께 δ의 평평한 균질 벽의 경우(그림 2), 균질 벽을 통해 열전도율에 의해 전달되는 열유속은 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.

어디 τ 1 ,τ2- 벽면의 온도 값, o C.

식 (2.3)에서 벽 두께에 대한 온도 분포는 선형임을 알 수 있습니다. 값 δ/λ는 재료층의 열저항그리고 표시 RT, m 2. 약 C/W:

그림 2. 평평한 균질 벽의 온도 분포

따라서 열유속 큐티, W / m 2, 두께의 균일한 평면 평행 벽을 통해 δ , m, 열전도율이 λ, W/m인 재료에서. C에 대해 다음 형식으로 작성할 수 있습니다.

층의 열 저항은 열 전도 저항으로, 1 W/m 2 의 표면 밀도로 열유속이 통과하는 동안 층의 반대 표면의 온도 차이와 같습니다.

열전도율에 의한 열전달은 건물 외피의 재료 층에서 발생합니다.

2.1.2 대류

전달- 물질 입자의 이동에 의한 열 전달. 대류는 액체 및 기체 물질뿐만 아니라 액체 또는 기체 매질과 고체 표면 사이에서만 발생합니다. 이 경우 열과 열전도율이 전달됩니다. 표면 근처의 경계 영역에서 대류와 열전도의 결합된 효과를 대류 열 전달이라고 합니다.

대류는 건물 울타리의 외부 및 내부 표면에서 발생합니다. 방의 내부 표면의 열교환에서 대류가 재생됩니다. 필수적인 역할. 표면과 그에 인접한 공기의 다른 온도에서 열은 더 낮은 온도로 전달됩니다. 대류에 의해 전달되는 열유속은 표면을 세척하는 액체 또는 기체의 운동 모드, 이동 매체의 온도, 밀도 및 점도, 표면 거칠기, 표면과 주변 온도 간의 차이에 따라 달라집니다. 중간.

표면과 기체(또는 액체) 사이의 열교환 과정은 기체 운동의 발생 특성에 따라 다르게 진행됩니다. 구별하다 자연 대류 및 강제 대류.첫 번째 경우에는 표면과 가스 사이의 온도 차이로 인해 가스의 이동이 발생하고 두 번째 경우에는 이 프로세스 외부의 힘(팬 작동, 바람)으로 인해 발생합니다.

일반적으로 강제대류는 자연대류의 과정을 동반할 수 있으나 강제대류의 강도가 자연대류의 강도를 현저히 상회하기 때문에 강제대류를 고려할 때 자연대류를 무시하는 경우가 많다.

미래에는 속도와 온도가 공기의 어느 지점에서나 시간적으로 일정하다고 가정할 때 대류 열 전달의 고정 과정만 고려됩니다. 그러나 실내 요소의 온도가 다소 느리게 변하기 때문에 고정 조건에 대해 얻은 종속성을 공정으로 확장할 수 있습니다. 방의 비 고정 열 조건, 각 고려 순간에 울타리의 내부 표면에 대한 대류 열 전달 과정이 정지된 것으로 간주됩니다. 정지 조건에 대해 얻은 종속성은 예를 들어 방을 난방하기 위한 재순환 장치(팬 코일 또는 히트 펌프 모드의 분할 시스템)가 다음과 같이 자연 상태에서 강제로 대류 특성이 갑자기 변하는 경우까지 확장될 수 있습니다. 방에서 켰다. 첫째, 새로운 공기 이동 체제가 신속하게 설정되고, 둘째, 열 전달 프로세스의 엔지니어링 평가에 필요한 정확도가 전환 상태 동안 열유속 보정 부족으로 인해 발생할 수 있는 부정확성보다 낮습니다.

난방 및 환기에 대한 계산의 엔지니어링 실습에서는 건물 외피 또는 파이프 표면과 공기(또는 액체) 사이의 대류 열 전달이 중요합니다. 실제 계산에서 대류 열유속을 추정하기 위해(그림 3) Newton 방정식이 사용됩니다.

, (2.6)

어디 ~에- 이동 매체에서 표면으로 또는 그 반대로 대류에 의해 전달되는 열유속, W;

고마워- 벽 표면을 세척하는 공기의 온도, o C;

τ - 벽면의 온도, o C;

α ~- 벽면의 대류 열 전달 계수, W / m 2. o C.

그림 3 공기와 벽의 대류 열교환

대류 열전달 계수, ~에- 대기 온도와 체표면 온도의 차이가 1℃일 때 대류 열전달에 의해 공기로부터 고체 표면으로 전달되는 열량과 수치적으로 동일한 물리량.

이 접근 방식을 사용하면 대류 열 전달의 물리적 과정의 전체 복잡성이 열 전달 계수에 있습니다. ~에. 당연히 이 계수의 값은 많은 인수의 함수입니다. 실제 사용을 위해 매우 근사한 값이 허용됩니다. ~에.

식 (2.5)는 다음과 같이 편리하게 다시 쓸 수 있습니다.

어디 R에 - 대류 열 전달에 대한 저항둘러싸는 구조의 표면에 m 2. o C / W, 표면 밀도가 1 W / m 2 인 열유속이 통과하는 동안 울타리 표면의 온도차와 공기 온도와 같습니다. 공중에 표면 또는 그 반대로. 저항 R에대류 열전달 계수의 역수 ~에:

2.1.3 방사선

복사(복사 열 전달)는 열로 변환하는 전자기파에 의해 복사 매체를 통해 표면에서 표면으로 열이 전달되는 것입니다(그림 4).

그림 4. 두 표면 사이의 복사열 전달

절대 영도 이외의 온도를 가진 모든 물리적 물체는 전자기파의 형태로 에너지를 주변 공간으로 방출합니다. 전자기 복사의 특성은 파장으로 특징지어집니다. 열로 인식되고 0.76 - 50 마이크론 범위의 파장을 갖는 복사를 적외선이라고 합니다.

예를 들어, 복사열 교환은 방을 향한 표면 사이, 다양한 건물의 외부 표면 사이, 지구와 하늘의 표면 사이에서 발생합니다. 실내 인클로저의 내부 표면과 히터 표면 사이의 복사열 교환은 중요합니다. 이 모든 경우에 열파를 전달하는 복사 매체는 공기입니다.

복사열 전달에서 열유속을 계산하는 실습에서 단순화된 공식이 사용됩니다. 복사에 의한 열 전달 강도 q l, W / m 2는 복사 열 전달과 관련된 표면의 온도 차이에 의해 결정됩니다.

, (2.9)

여기서 τ 1 및 τ 2는 복사열을 교환하는 표면의 온도 값입니다. o C;

α l - 벽면의 복사 열 전달 계수, W / m 2. o C.

복사열에 의한 열전달 계수, 엘- 1oC의 표면 온도 차이에서 복사에 의해 한 표면에서 다른 표면으로 전달되는 열의 양과 수치적으로 동일한 물리량.

개념을 소개합니다 복사열 전달에 대한 저항 R l건물 외피의 표면에 m 2. o C / W, 표면 밀도가 1W인 열유속의 표면에서 표면으로 통과할 때 복사열을 교환하는 울타리 표면의 온도차와 동일 / m2.

그런 다음 방정식 (2.8)은 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

저항 R l복사 열 전달 계수의 역수 엘:

2.1.4 에어 갭의 열 저항

균일성, 열전달 저항 닫힌 에어 갭라고 불리는 건물 외피의 층 사이에 위치 내열성 R 인. p, m 2. 약 C / W.

에어 갭을 통한 열 전달 방식은 그림 5에 나와 있습니다.

그림 5. 에어 갭에서의 열 전달

에어 갭을 통과하는 열유속 큐 다. 피, W / m 2, 열전도율(2)에 의해 전달되는 흐름으로 구성 큐티, W/m 2 , 대류 (1) ~에, W/m 2 및 복사 (3) q l, W/m 2 .

큐 다. n =q t +q ~ +큐엘 . (2.12)

이 경우 복사에 의해 전달되는 플럭스의 비율이 가장 큽니다. 온도 차이가 5 ° C 인 표면의 닫힌 수직 공기층을 생각해 봅시다. 층의 두께가 10mm에서 200mm로 증가하면 복사로 인한 열 흐름 비율이 60%에서 증가합니다 80%로. 이 경우 열전도율에 의해 전달되는 열의 비율은 38%에서 2%로 떨어지고 대류 열 흐름의 비율은 2%에서 20%로 증가합니다.

이러한 구성 요소의 직접 계산은 다소 번거롭습니다. 따라서 에서 규범 문서데이터는 20세기의 50년대에 K.F. M.A.의 실험 결과를 기반으로 한 Fokin. 미히예프. 에어 갭의 한쪽 또는 양쪽 표면에 열 반사 알루미늄 호일이 있어 에어 갭을 구성하는 표면 사이의 복사열 교환을 방해하는 경우 열 저항을 두 배로 늘려야 합니다. 닫힌 에어 갭의 열 저항을 높이려면 연구에서 다음과 같은 결론을 염두에 두는 것이 좋습니다.

1) 얇은 두께의 중간층이 열적으로 효율적입니다.

2) 울타리에 하나의 큰 것보다 작은 두께의 여러 층을 만드는 것이 더 합리적입니다.

3) 이 경우 펜스의 외부 표면에 더 가까운 에어 갭을 배치하는 것이 바람직합니다. 겨울 시간복사에 의한 열유속이 감소합니다.

4) 외벽의 수직 층은 층간 천장 수준에서 수평 다이어프램으로 차단되어야 합니다.

5) 복사에 의해 전달되는 열유속을 줄이기 위해 중간층 표면 중 하나는 약 ε=0.05의 방사율을 갖는 알루미늄 호일로 덮일 수 있습니다. 에어 갭의 양면을 호일로 덮는 것은 한 표면을 덮는 것에 비해 열 전달을 크게 감소시키지 않습니다.

자제를 위한 질문

1. 열전달 가능성은 무엇입니까?

2. 열전달의 기본 유형을 나열하십시오.

3. 열전달이란 무엇입니까?

4. 열전도율이란?

5. 재료의 열전도율은 얼마입니까?

6. 내부 t in 및 외부 t n 표면의 알려진 온도에서 다층 벽에서 열전도율에 의해 전달되는 열유속에 대한 공식을 쓰십시오.

7. 열저항이란?

8. 대류란 무엇입니까?

9. 대류에 의해 공기에서 표면으로 전달되는 열유속의 공식을 쓰십시오.

10. 대류 열전달 계수의 물리적 의미.

11. 방사선이란 무엇입니까?

12. 복사에 의해 한 표면에서 다른 표면으로 전달되는 열유속에 대한 공식을 쓰십시오.

13. 복사열전달계수의 물리적 의미.

14. 건물 외피에 있는 밀폐된 공극의 열전달에 대한 저항의 이름은 무엇입니까?

15. 에어 갭을 통한 총 열 흐름은 어떤 성질의 열 흐름으로 구성됩니까?

16. 에어 갭을 통한 열 흐름에서 우세한 열 흐름의 특성은 무엇입니까?

17. 에어 갭의 두께는 그 안의 흐름 분포에 어떤 영향을 미치나요?

18. 에어 갭을 통한 열 흐름을 줄이는 방법은 무엇입니까?

2.1.5 내부 및 외부 표면의 열전달 계수

온도가 tin인 방과 온도가 tn인 외부 환경을 분리하는 벽을 생각해 보십시오. 대류에 의한 외부 표면은 외부 공기와 열을 교환하고 복사열 - 온도 t env를 갖는 주변 표면과. N. 내부에서도 마찬가지입니다. 벽을 통과하는 밀도 q, W / m 2의 열유속은 다음과 같다고 쓸 수 있습니다.

어디 환경 안에그리고 환경 N- 고려 중인 벽의 내부 및 외부 평면을 둘러싸는 표면의 온도, 각각 o C;

α k. in, α k. n - 벽의 내부 및 외부 표면에 대한 대류 열 전달 계수, m 2. o C / W;

α 엘. c, α 나. n - 벽의 내부 및 외부 표면에 대한 복사 열 전달 계수, m 2. o C / W.

엔지니어링 계산에서 둘러싸는 구조의 표면에서의 열 전달은 복사 및 대류 구성 요소로 구분되지 않는다는 것이 허용됩니다. 열 흡수는 총 계수 α in, W / (m 2. o C)로 추정되는 가열 된 방의 외부 울타리 내부 표면에서 발생하고 외부 표면 - 열 전달, 강도 열전달 계수 α n, W / (m 2 o C)에 의해 결정됩니다. 또한, 일반적으로 공기와 주변 표면의 온도는 서로 같다고 인정됩니다. 환경 in \u003d t in 및 t env. n \u003d t n.그건

따라서 다음과 같이 받아들여진다. 외부 및 내부 표면의 열전달 계수울타리는 각 측면의 복사 및 대류 열 전달 계수의 합과 같습니다.

물리적 측면에서 외부 또는 내부 표면의 열전달 계수는 표면과 환경의 온도 차이가 1oC일 때 해당 표면이 환경에(또는 그 반대로) 방출하는 열유속 밀도입니다. 열전달 계수의 역수는 일반적으로 내부의 열전달 저항R in, m 2. 약 C/W, 실외R n, m 2. o C / W, 펜싱 표면:

R in \u003d 1 /α에서;R n \u003d 1 /α n. ( 2.16)

2.1.6 샌드위치 벽을 통한 열전달

n개의 층으로 구성된 다층 벽의 한 면에 온도가 유지되면 에, 그리고 다른 한편으로 엔 에, 열유속이 있습니다. 큐, W/m 2 (그림 6).

이 열 흐름은 온도가 있는 매질에서 이동합니다. 에, o C, 온도가 있는 매체로 엔, o C, 온도 τ in, o C로 내부 환경에서 내부 표면으로 순차적으로 전달:

q= (1/R c). (t in - τ in), (2.17)

그런 다음 내부 표면에서 열 저항이 있는 첫 번째 레이어를 통해 RT,1첫 번째 레이어와 두 번째 레이어의 접합부:

q= (1/RT,1). (τ in -t1) , (2.18)

그 후 다른 모든 레이어를 통해

q= (1/RT, 나). (나는 -1 -나) , (2.19)

그리고 마지막으로 온도와 함께 외부 표면에서 τ n온도가 있는 실외 환경에 엔:

q= (1/R n). (τ n -t n) , (2.20)

어디 RT,나- 숫자가 있는 층의 열저항 나, m 2. 약 C/W;

R에서,R n- 내부 및 외부 표면의 열 전달 저항, m 2. o C / W;

t 나는 -1 - 온도, o C, 숫자가 있는 층의 접합부 i-1그리고 나;

나는- 온도, o C, 숫자가 있는 층의 접합부 나그리고 나+1.

그림 6. 다층벽을 통한 열전달 시 온도 분포

온도 차이와 관련하여 (2.16) - (2.19)를 다시 작성하고 요약하면 평등을 얻습니다.

에- 엔= q. (R에서+RT ,1 +RT ,2 +…+RT, 나+…. + RT,엔+R n) ( 2.21)

괄호 안의 표현 - 열 흐름의 과정을 따라 직렬로 위치한 울타리의 평면 평행 층의 열 저항과 표면의 열 전달 저항의 합을 호출합니다 울타리의 총 열전달 저항 로, m 2. 약 C/W:

R o \u003d R in+ΣRT, 나+R n, (2.22)

울타리의 개별 레이어의 열 저항 합계 - 열 저항 RT, m 2. 약 C/W:

R T =R T,1 +R Т,2 +…+R 인. 피 + .... +RT,N, (2.23)

어디 RT,1,R Т,2 ,…,RT,N- 열 흐름의 과정을 따라 직렬로 위치한 둘러싸는 구조의 층의 개별 평면 평행 층의 열 저항, m 2. o C / W, 공식 (2.4)에 의해 결정됨;

R 인. 피- 폐쇄 에어 갭의 열 저항, m 2. o C / W, 2.1.4절에 따름

물리적 의미에 따르면 울타리의 열 전달에 대한 총 저항 로- 이것은 울타리의 다른 면에 있는 매체 사이의 온도차로, 밀도가 1W / m 2인 매체를 통과하는 열유속을 형성하는 반면 샌드위치 구조의 열 저항- 1 W / m 2의 밀도로 통과하는 열유속을 형성하는 울타리의 외부 표면과 내부 표면 사이의 온도차, (2.22)에서 열유속은 다음과 같습니다. 큐, 울타리를 통과하는 W / m 2는 울타리의 다른 면에 있는 매체의 온도차에 비례합니다( ~에 -ㄴ)열전달에 대한 총 저항에 반비례 로

q= (1/로). (~에 -t n), (2.24)

2.1.7 열전달에 대한 저항 감소

열전달에 대한 총 저항을 도출할 때 평면 평행 울타리가 고려되었습니다. 그리고 가장 현대적인 둘러싸는 구조의 표면은 등온이 아닙니다. 즉, 구조에 존재하는 다양한 열 전도성 개재물의 존재로 인해 구조의 외부 및 내부 표면의 다른 부분의 온도가 동일하지 않습니다 /

따라서 개념 둘러싸는 구조의 열 전달에 대한 저항 감소,이는 동일한 면적의 단층 밀폐 구조의 열전달 저항으로, 이를 통해 실제 구조와 동일한 열 흐름이 실내 및 실외 공기의 동일한 온도 차이로 통과합니다. 주어진 열 전달 저항은 1m 2의 면적이 아니라 전체 구조 또는 그 단면을 의미한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이것은 열 전도 개재물이 규칙적으로 놓인 연결뿐만 아니라 기둥에 정면을 고정하는 큰 요소와 기둥 자체, 벽을 절단하고 한 울타리를 다른 울타리에 인접하여 발생할 수 있기 때문입니다.

따라서 구조(또는 구조의 단면)의 열 전달에 대한 감소된 저항은 다음 식으로 결정할 수 있습니다.

어디 큐- 구조물(또는 구조물의 단면)을 통과하는 열유속, W;

ㅏ- 구조물의 면적 (또는 구조물의 단면), m 2.

식은 그 의미에서 구조를 통한 열유속의 면적 평균(또는 단위 면적으로 축소) 밀도입니다. 즉, 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

(2.24) 및 (2.25)에서 다음과 같습니다.

효과적인 단열재를 사용하여 구조를 둘러싸는 방식으로 층이 만들어집니다. 단열재가능한 한 구조의 넓은 영역을 덮습니다. 열 전도성 개재물의 단면은 가능한 한 작게 만들어집니다. 따라서 열 전도 개재물에서 멀리 떨어진 구조의 섹션을 선택하는 것이 가능합니다. 이 영역에서 열전도 개재물의 영향을 무시하면 열 차폐 특성은 다음을 사용하여 특성화할 수 있습니다. 열전달에 대한 조건부 저항식 (2.22)에 의해 정의된다. 고려 된 섹션의 조건부 열 전달 저항 값에 대한 구조의 감소 된 열 전달 저항 값의 비율을 호출합니다 열 균일 계수:

열 공학적 균일성 계수의 값은 단열재의 가능성이 얼마나 완전히 사용되었는지, 즉 열전도 개재물의 영향이 무엇인지를 평가합니다.

이 계수는 거의 항상 1보다 작습니다.

단일성에 대한 평등은 열 전도성 개재물이없고 단열재 층을 사용할 가능성이 최대로 사용됨을 의미합니다. 그러나 그러한 구조는 실제로 존재하지 않습니다.

열 공학 균질성 계수는 구조의 다차원 온도장의 직접 계산에 의해 결정되거나, 단순화된 방식으로 로, 막대 연결의 경우 로 결정됩니다.

열전달에 대한 감소된 저항의 역수를 둘러싸는 구조 K의 열전달 계수, W/m 2. 약 C:

울타리의 열전달 계수 에게울타리를 통과하는 열유속의 밀도와 같으며 반대쪽 매체의 온도차는 1oC입니다. 따라서 열유속 큐, 열 전달로 인해 울타리를 통과하는 W / m 2는 다음 공식으로 찾을 수 있습니다.

q= 케이(~에 -ㄴ) . ( 2.30)

2.1.8 울타리 섹션의 온도 분포

중요한 실제 작업은 울타리 섹션의 온도 분포를 계산하는 것입니다(그림 7). 미분 방정식 (2.1)에서 열 전달 저항에 대해 선형이므로 온도를 쓸 수 있습니다. 엑스울타리의 모든 섹션에서:

, (2.31)

어디 R 엑스인그리고 R x-n- 내부 공기에서 점 x로 및 외부 공기에서 점 x로의 열 전달에 대한 저항, m 2. o C / W.

그림 7. 다층 벽의 온도 분포. a) 층 두께의 척도, b) 열 저항의 척도

그러나 식 (2.30)은 열 흐름의 1차원성을 교란하지 않는 인클로저를 나타냅니다. 열 전달에 대한 저항 감소가 특징 인 실제 울타리의 경우 울타리 단면의 온도 분포를 계산할 때 열 전달 저항의 감소를 고려해야합니다 R 엑스인그리고 R x-n열 공학 균일성 계수 사용:

자제를 위한 질문

1. 표면의 열전달 계수(물리적 의미)는 무엇입니까?

2. 울타리 외부 표면의 열전달 계수를 구성하는 것은 무엇입니까?

3. 울타리 내부 표면의 열전달 계수를 구성하는 것은 무엇입니까?

4. 열 흐름을 따라 평면 평행 층이 있는 다층 건물 외피의 열 저항을 구성하는 것은 무엇입니까?

5. 열 흐름을 따라 평면 평행 층이 있는 다층 건물 외피의 열 전달에 대한 총 저항을 구성하는 것은 무엇입니까? 열전달에 대한 총 저항에 대한 공식을 쓰십시오.

6. 열 흐름을 따라 평면 평행 층이 있는 다층 건물 외피의 열 저항의 물리적 의미.

7. 열 흐름을 따라 평면 평행 층이 있는 다층 건물 외피의 총 열 전달 저항의 물리적 의미.

8. 둘러싸는 구조의 열 전달에 대한 저항 감소의 물리적 의미.

9. 건물 외피의 열전달에 대한 조건부 저항은 얼마입니까?

10. 건물 외피의 열 균일 계수는 얼마입니까?

11. 건물 외피의 열전달 계수는 얼마입니까?

12. 온도가 t인 내부 환경에서 온도가 n인 외부 환경으로 다층벽을 통해 열전달로 인해 전달되는 열유속의 공식을 쓰십시오.

13. λ 1 > λ 2인 경우 알려진 주변 온도 t in 및 t n에서 2층 벽의 온도 분포에 대한 정성적 그림을 그립니다.

14. λ 1 인 경우 알려진 주변 온도 t in 및 t n에서 2층 벽의 온도 분포에 대한 정성적 그림을 그립니다.

15. 매체 t in 및 t n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 열전도 계수 λ 1 및 λ 2의 알려진 온도에서 2층 벽의 내부 표면 온도를 결정하는 공식을 작성하십시오.

16. 매체 t in 및 t n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 열전도 계수 λ 1 및 λ 2의 알려진 온도에서 2층 벽 τ n in의 외부 표면 온도를 결정하는 공식을 작성하십시오.

17. 알려진 매체 온도 t in 및 t n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 열전도 계수 λ 1 및 λ 2에서 2층 벽의 층 사이의 온도를 결정하는 공식을 작성하십시오.

18. 매체 t in 및 t n, 층 두께, 열전도 계수의 알려진 온도에서 다층 벽의 임의의 섹션에서 온도 t x를 결정하는 공식을 작성하십시오.

2.2 둘러싸는 구조물의 습도 체계

울타리의 습도 체제는 열 체제와 밀접한 관련이 있으므로 열 물리학을 구축하는 과정에서 연구됩니다. 울타리에 있는 건축 자재의 가습은 건물의 위생 및 운영 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.

2.2.1 울타리 습기의 원인

울타리에 습기가 들어가는 방식이 다르며 그 안에 있는 건축 자재의 수분 함량을 줄이기 위한 조치는 습기의 원인에 따라 다릅니다. 이러한 이유는 다음과 같습니다.

시공(초기) 수분, 즉 건물 건설 후 울타리에 남아있는 수분입니다. 예를 들어 콘크리트, 벽돌 및 조각 블록 놓기와 같은 많은 건설 공정이 "습식"입니다. 셀룰러 콘크리트, 팽창 점토 콘크리트 및 기타, 석고. 겨울철 습식 건설 공정의 기간을 줄이기 위해 건식 공정이 사용됩니다. 예를 들어, 텅 앤 그루브 석고 소수성 패널은 플로어 바이 플로어 섹션의 외벽 내부 레이어에 배치됩니다. 솔직한 내부 석고건식 벽체 시트로 교체되었습니다.

건물을 운영한 지 처음 2~3년 동안 울타리에서 건축 습기를 제거해야 합니다. 따라서 난방 및 환기 시스템이 잘 작동하여 물의 증발과 관련된 추가 부하를 견디는 것이 매우 중요합니다.

지상 수분, 모세관 흡입에 의해 지면에서 울타리를 뚫을 수 있는 수분. 지면 습기가 울타리에 들어가는 것을 방지하기 위해 건축업자는 방수 및 수증기 차단층을 설치합니다. 방수층이 손상되면 지면의 수분이 벽의 건축 자재의 모세관을 통해 지면에서 2~2.5m 높이까지 올라갈 수 있습니다.

대기 수분, 비스듬한 비가 오는 동안, 처마 장식 부분에서 지붕이 새는 경우 및 외부 배수구가 오작동하는 경우 울타리를 관통할 수 있습니다. 비 습기의 가장 강한 영향은 외부 공기의 높은 습도와 함께 바람과 함께 장기간 이슬비가 내리는 완전한 구름에서 관찰됩니다. 습기가 젖은 외부 표면에서 벽으로 들어가는 것을 방지하기 위해 수분의 액상을 잘 통과하지 못하는 특수 질감 층이 사용됩니다. 조인트 밀봉에 주의 벽 패널대형 패널 하우징 구조에서 창 및 기타 개구부의 주변을 밀봉하기 위한 용도.

작동 수분내부 출처에서 울타리로 들어갑니다 : 물 사용 또는 방출과 관련된 생산 공정 중, 건물의 습식 청소 중, 급수 및 하수도 네트워크가 중단되는 동안. 실내에서 정기적으로 물을 사용하면 방수 바닥과 벽이 만들어집니다. 사고 발생 시 건물 외피의 습기를 최대한 빨리 제거해야 합니다.

흡습성 수분재료의 흡습성으로 인해 인클로저 내부에 위치합니다. 흡습성은 공기로부터 수분을 흡수(흡수)하는 재료의 특성입니다. 온도와 상대 습도가 일정한 공기 중에 건축 제품을 오래 머무르면 재료에 포함된 수분의 양이 변하지 않습니다(평형). 이러한 수분 함량의 균형은 외부 공기-습윤 환경의 습열 상태에 해당하며, 재료의 특성에 따라( 화학적 구성 요소, 다공성 등)은 더 크거나 작을 수 있습니다. 울타리에 흡습성이 높은 재료를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 동시에, 예를 들어 교회와 같이 사람들이 주기적으로 머무르는 장소에서 흡습성 고약 (석회)의 사용이 시행됩니다. 공기가 가습될 때 습기를 흡수하고 공기 습도가 감소할 때 방출하는 벽을 "호흡"이라고 합니다.

수증기, 공기 중에 위치하여 건축 자재의 모공을 채우고 있습니다. 불리한 조건에서는 울타리 내부에 습기가 응결될 수 있습니다. 피하기 위해 부정적인 결과울타리 내부의 결로 현상이 발생하는 경우 결로의 위험을 줄이고 여름과 겨울에 응축된 수분을 완전히 건조할 수 있는 조건을 만들 수 있도록 적절하게 설계해야 합니다.

응축된 수분실내 공기의 습도가 높고 울타리 내부 표면의 온도가 이슬점 이하인 울타리 내부 표면. 울타리 내부 표면의 댐핑을 방지하기위한 조치는 실내 공기의 습도를 줄이는 건물의 환기와 부드러운 표면 모두에서 온도 감소를 배제한 건물 외피의 단열과 관련이 있습니다. 울타리 및 열 전도 개재물 장소.

2.2.2 습윤 옥외 인클로저의 부정적인 영향

재료의 수분 함량이 증가함에 따라, 열적 특성재료의 열전도율 계수를 증가시켜 울타리를 설치하면 건물의 열 손실이 증가하고 난방을 위한 높은 에너지 소비가 발생합니다.

열전도율은 재료의 기공에 있는 물이 공기보다 22배 높은 약 0.58 W/m o C의 열전도 계수를 갖기 때문에 재료의 수분 함량이 증가함에 따라 증가합니다. 낮은 습도에서 재료의 열전도율 증가의 높은 강도는 재료가 축축해질 때 작은 기공과 모세관이 먼저 물로 채워지기 때문에 재료의 열전도율에 미치는 영향은 다음과 같습니다. 큰 모공의 효과보다 더 큽니다. 얼음의 열전도율은 2.3 W/m o C로 공기보다 80배나 높기 때문에 젖은 재료가 얼면 열전도 계수가 훨씬 더 급격하게 증가합니다. 공극의 모양과 위치에 크게 영향을 받기 때문에 모든 건축 자재의 수분 함량에 대한 재료의 열전도율의 일반적인 수학적 의존성을 확립하는 것은 불가능합니다. 건물 구조의 가습은 열 차폐 품질을 감소시켜 젖은 재료의 열전도 계수를 증가시킵니다.

젖은 층이있는 인클로저의 내부 표면에는 건조한 층보다 낮은 온도가 형성되어 실내에 좋지 않은 복사 환경을 만듭니다. 울타리 표면의 온도가 이슬점보다 낮으면 이 표면에 응결이 형성될 수 있습니다. 젖은 건축 자재는 곰팡이, 곰팡이 및 기타 미생물, 포자와 작은 입자가 사람들에게 알레르기 및 기타 질병을 유발하는 발달에 유리한 환경이므로 용납되지 않습니다. 따라서 건물 구조의 감쇠가 악화됩니다. 위생적 특성울타리.

재료의 수분 함량이 높을수록 재료의 내한성이 떨어지므로 수명이 짧습니다. 재료의 기공과 층의 접합부에서 얼면 물이 얼음으로 변할 때 팽창하기 때문에 물이 이러한 기공을 깨뜨립니다. 습기에 약하지만 합판, 석고와 같은 습기에 강하지 않은 재료로 만들어진 울타리에서도 변형이 발생합니다. 따라서 실외 인클로저에 비 습기 방지 재료의 사용이 제한됩니다. 따라서 건축 자재를 적시는 것은 기술적 자질울타리.

2.2.3 수분과 건축 자재의 관계

물과의 상호작용의 특성상 솔리드 바디로 나뉩니다 습윤(친수성)그리고 비습윤성(소수성).친수성 건축 자재에는 콘크리트, 석고 및 수성 결합제가 포함됩니다. 소수성 - 역청, 수지, 젖지 않는 바인더의 미네랄 울. 친수성 물질은 물과 적극적으로 상호 작용하는 반면 부분적으로 습윤성인 물질과 비가수성인 물질은 덜 활발히 상호 작용합니다.

재료와 공기 중의 수분 또는 물과 직접 접촉하는 상호 작용의 특성에 크게 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다. 모세관 다공성 구조대부분의 건축 자재. 수분과 상호 작용할 때 건축 자재의 물리적, 기계적 및 열적 특성이 변할 수 있습니다.

건물 외피의 수분 이동 방식과 불리한 프로세스 또는 그 결과를 예방하는 방법을 올바르게 이해하려면 수분과 건축 자재 간의 통신 형태를 알아야 합니다.

수분과 물질 간의 관계에 대한 입증된 에너지 분류 시스템은 Academician P.A.에 의해 개발되었습니다. 리바인더. 수분을 물질에 결합시키는 에너지의 성질과 에너지 준위의 크기에 따라 이 연결의 세 가지 유형이 구별됩니다.

결합의 화학적 형태이 경우 수분은 화학 반응에 필요하기 때문에 재료의 수분이 가장 내구성이 있습니다. 이러한 수분은 결정성 수화물과 같은 물질의 구조적 격자의 일부이며 수분 교환 과정에 참여하지 않습니다. 따라서 울타리를 통한 수분 전달 과정을 고려할 때 무시할 수 있습니다.

물리 화학적 결합건축 자재의 수분은 재료의 모공과 모세관 내부 표면의 흡착으로 나타납니다. 흡착된 수분은 친수성 물질의 표면과 결합의 높은 에너지 준위를 특징으로 하는 1차 단분자층의 수분과 모세관력에 의해 유지되는 수막을 구성하는 후속 고분자층의 수분으로 세분화됩니다. 단분자 및 부분 다분자 수분을 제거하기 위해 기존의 자연 건조력 자연 조건그리고 룸 컨디션. 결합의 물리화학적 형태는 또한 식물 기원의 유기 물질의 식물 세포에서 삼투압으로(구조적으로) 결합된 수분을 포함합니다. 이 수분은 자연 건조로 제거할 수 있습니다.

물리적 기계적 연결모세관 압력과 친수성 물질의 습윤력에 의해 모공과 모세관의 수분 보유량을 결정합니다. 이 수분은 압력이 모세관 압력을 초과하면 재료 내부로 이동하고 자연 건조 중에 구조물의 표층에서 증발합니다. 물과 미세 모세관 사이의 결합은 물리적 및 기계적 강도가 가장 높습니다.

2.2.4 습한 공기

대기는 산소, 질소, 이산화탄소그리고 소량의 불활성 가스에는 항상 수증기 형태의 약간의 수분이 포함되어 있습니다. 건조한 공기와 수증기의 혼합물을 습한 공기.

기술적 계산에 대한 충분한 정확도로 다음을 가정할 수 있습니다. 습한 공기이상 기체 혼합물의 모든 법칙을 따릅니다. 혼합물의 일부인 증기를 포함한 각 가스는 전체 혼합물과 동일한 부피를 차지합니다.

증기는 그 아래에 있습니다. 부분 압력, Mendeleev-Klaiperon 방정식에 의해 결정됩니다.

어디 미- i 번째 가스의 질량, 이 경우 수증기, kg;

아르 자형- 8 314.41 J / (kmol. K)와 동일한 보편적 가스 상수;

티- 절대 규모의 혼합물 온도, K;

V- 가스 혼합물이 차지하는 부피, m 3;

μ 나- 기체의 분자량, kg/mol. 수증기 μ p \u003d 18.01528 kg / kmol의 경우.

Dalton의 법칙에 따르면 혼합물의 기체 성분 분압의 합은 다음과 같습니다. 전체 혼합 압력. 습한 공기로 간주됩니다. 이진 혼합물, 구성 수증기와 건조한 부분 대기 , 유효 분자량은 μ(≈ 29 kg/mol)입니다. 습한 공기의 기압 P b, Pa는 건조 공기 est의 부분 압력 Pa와 증기의 부분 압력 ep, Pa의 합입니다.

수증기의 부분압은 또한 수증기압.

공기 가습 측정을 특성화하기 위해 개념이 사용됩니다. 상대 습도동일한 온도 및 압력에서 완전 포화 단위의 % 또는 분수 단위로 수증기에 대한 공기 포화도를 나타내는 φ in.

상대 습도 100%에서 공기는 수증기로 완전히 포화되어 있으며 부자. 포화 수증기의 부분압은 또한 포화 압력공기, 수증기 또는 최대 수증기압 E를 표시합니다. 상대 습도 φ in의 값은 특정 조건에서 습한 공기의 수증기 분압 ep의 비율과 같습니다. 기압동일한 조건에서 포화 압력 E까지의 온도:

또는 φ,% . (2.36)

포화 수증기의 부분압(수증기의 최대 탄성)은 주어진 기압에서 온도 t의 함수입니다.

그 값은 실험적으로 결정되며 특수 표에 나와 있습니다. 또한 온도에 대한 E의 의존성을 근사화하는 여러 공식이 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 공식이 있습니다.

-60 o C ~ 0 o C의 온도에서 얼음 표면 위

, (2.38)

0 ° C ~ 83 ° C의 온도에서 순수한 물 표면 위

, (2.39)

위생사는 사람이 머물기에 30%에서 60%의 상대 습도 범위를 정상으로 간주합니다. 상대습도가 60% 이상이면 피부에서 수분 증발이 어려워 건강이 악화됩니다. 30% 이하의 낮은 상대습도에서는 사람의 피부표면과 점막의 증발이 증가하여 피부건조, 인후통, 감기의 원인이 됩니다.

주어진 절대 습도의 공기 온도가 증가함에 따라 상대 습도식 (2.36)에 따라 수증기의 분압 값은 변하지 않고 포화 압력은 온도 증가로 인해 증가하기 때문에 감소합니다. 반대로 공기가 냉각되면 포화 압력 E의 감소로 인해 상대 습도가 증가합니다. 공기가 특정 온도에서 냉각됨에 따라 ep가 E와 같을 때 공기의 상대 습도는 같아집니다. 100%가 되면 공기가 수증기로 완전히 포화됩니다. 특정 절대 습도를 가진 공기가 완전한 포화 상태에 있는 온도 t p, o C를 이슬점.공기가 이슬점 아래로 냉각되면 수분의 일부가 공기에서 응축되기 시작합니다. 이 경우 공기는 수증기로 포화 상태를 유지하고 공기 포화 압력 E는 도달한 온도에 따라 감소합니다. 또한 각 순간의 기온은 형성된 절대 공기 습도에 대한 이슬점이 됩니다.

습한 공기가 공기 이슬점 tp 미만의 온도 τ in인 외부 인클로저의 내부 표면과 접촉하면 수증기가 이 표면에 응축됩니다. 따라서 울타리의 내부 표면과 두께에 결로가 없는 조건은 온도를 이슬점 이상으로 유지하는 것입니다. 즉, 울타리 섹션의 각 지점에서 수증기 분압은 다음과 같아야 합니다. 포화 압력보다 작습니다.

2.2.5 재료 수분

자연 공기 환경의 모세관 다공성 물질에는 항상 화학적으로 결합되지 않은 일정한 양의 수분이 있습니다. 천연 재료의 샘플이 건조되면 질량이 감소합니다. 무게 수분 재료ω in,%는 건조 상태의 샘플 질량에 대한 샘플에 포함된 수분 질량의 비율로 결정됩니다.

, (2.40)

어디 남 1- 젖은 샘플의 무게, kg,

남 2- 건조 샘플의 질량, kg.

대량 수분ω 약,%는 샘플 부피에 대한 샘플에 포함된 수분 부피의 비율에 의해 결정됩니다.

어디 V 1- 샘플의 수분 양, m 3, V 2- 샘플 자체의 부피, m 3 .

재료에 대한 중량 ω in과 체적 수분 함량 ω 사이에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

, (2.42)

어디 ρ -건조 상태의 재료 밀도, kg / m 3.

습도는 종종 계산에 사용됩니다.

2.2.6 흡착 및 탈착

일정한 온도와 상대 습도를 가진 습한 공기에서 재료 샘플을 오래 머무르면 샘플에 포함된 수분의 질량이 변하지 않습니다. 평형. 공기의 상대 습도가 증가하면 재료의 수분 질량이 증가하고 온도가 증가하면 감소합니다. 이것은 공기 환경의 열 및 수분 상태에 해당하는 재료의 평형 수분 함량이며, 화학 성분, 다공성 및 재료의 기타 특성에 따라 다소 다를 수 있습니다. 습한 공기 환경에 놓인 건조한 물질을 습윤시키는 과정을 수착, 그리고 습한 공기 환경에서 지나치게 습한 물질의 수분 함량을 줄이는 과정 - 탈착.

온도가 일정하고 상대 습도가 증가하는 공기 환경에서 재료의 평형 수분 함량 변화 패턴은 흡착 등온선으로 표현됩니다.

대부분의 건축 자재의 경우 흡착 및 탈착 등온선이 일치하지 않습니다. 동일한 상대 습도 φ에서 건축 자재의 중량 수분 함량의 차이를 호출합니다. 흡착 히스테리시스. 그림 8은 발포 규산염의 수증기 흡착 및 탈착 등온선을 보여줍니다. 에 . 그림 8에서 예를 들어 수착 중 φ = 40%인 경우 규산염 폼은 중량 수분 함량 ω в = 1.75%를 가지며 탈착 중 ω в = 4%이므로 수착 히스테리시스는 4입니다. -1.75 = 3.25%.

그림 8. 흡착(1) 및 탈착(2) 중 발포 규산염의 중량 수분 함량

건축 자재의 수착 수분 함량 값은 예를 들어 다음과 같은 다양한 문학적 출처에 나와 있습니다.

2.2.7 울타리의 증기 투과성

울타리 내부 표면의 수증기 응결을 배제한다고 해서 울타리 두께에 습기 응결이 없다고 보장할 수는 없습니다.

건축 자재의 수분은 고체, 액체 및 증기의 세 가지 단계로 나눌 수 있습니다. 각 단계는 자체 법칙에 따라 퍼집니다. 러시아의 기후 조건에서 가장 시급한 문제는 겨울철 수증기의 이동입니다. 는 실험적 연구를 통해 알려져 있다. 증기 전달 가능성- 추진력은 공기 중의 수증기의 부분압이다. 이, 파. 울타리의 건축 자재 내부에는 습한 공기가 재료의 기공에 있습니다. 증기는 더 높은 부분 압력에서 더 낮은 부분 압력으로 이동합니다.

추운 계절에는 실내 공기 온도가 실외보다 훨씬 높습니다. 더 높은 온도는 더 많은 것에 해당합니다 고압수증기 포화 이자형. 실내공기의 상대습도가 실외공기의 상대습도보다 낮음에도 불구하고 실내공기 중의 수증기 분압은 전자외부 공기의 수증기 분압을 크게 초과합니다. 엔. 따라서 증기의 흐름은 실내에서 외부로 향하게 됩니다. 울타리를 통해 증기가 침투하는 과정은 확산 과정. 즉, 수증기가 울타리를 통해 확산됩니다. 확산은 순전히 분자적 현상으로, 한 가스의 분자가 다른 가스의 분자로 대체됩니다. 이 경우에는 건축 자재의 기공에 있는 건조한 공기 분자가 수증기 분자로 대체됩니다. 그리고 울타리를 통해 수증기가 확산되는 과정을 증기 투과성.

용어의 혼동을 피하기 위해 즉시 다음을 명시합니다. 증기 투과성- 이것은 물질의 성질과 그 물질로 이루어진 구조가 수증기를 스스로 통과시키는 성질이며, 증기 투과성재료 또는 인클로저를 통해 증기가 침투하는 과정입니다.

증기 투과성 μ에 따라 달라집니다. 물리적 특성재료 자체를 통해 확산되는 수증기를 통과시키는 능력을 반영합니다. 물질 μ의 증기 투과도는 흐름에 수직인 영역의 m 2 를 통과하는 수증기의 확산 흐름 mg/h와 정량적으로 동일하며 흐름을 따라 수증기 분압 구배는 1 Pa/m입니다. .

계산 된 μ 값은 참조 표에 나와 있습니다. 또한 등방성 재료의 경우 μ는 수분 흐름의 방향에 의존하지 않으며 등방성(목재, 섬유질 구조 또는 압축된 기타 재료)의 경우 μ 값은 방향의 비율에 따라 주어집니다. 증기와 섬유의 흐름.

단열재의 증기 투과성은 일반적으로 느슨하고 개방된 기공으로, 예를 들어 밀도가 ρ = 50 kg / m 3 인 합성 바인더의 미네랄 울 보드의 경우 증기 투과 계수가 큰 값을 갖습니다. μ = 0.60 mg / (시간 m. Pa )과 같습니다. 밀도가 높은 재료는 낮은 증기 투과 계수에 해당합니다. 예를 들어 고밀도 골재의 무거운 콘크리트는 μ = 0.03 mg / (h.m. Pa)입니다. 그러나 예외가 있습니다. 밀도가 ρ = 25 - 45 kg / m 3 인 폐쇄 셀 단열재인 압출 폴리스티렌 폼은 μ = 0.003 - 0.018 mg / (h.m. Pa)이며 실제로 자체를 통해 증기를 통과시키지 않습니다.

증기 투과성이 최소인 재료는 다음과 같이 사용됩니다. 수증기 장벽 층. 판재 및 박층용 증기 막μ 값이 매우 작기 때문에 참조 표는 증기 투과 저항과 이러한 층의 두께를 제공합니다.

공기의 증기 투과성은 대류가 없을 때 μ=0.0062m2h Pa/mg이고 대류 중에 μ=0.01m2h Pa/mg입니다. 따라서 증기 투과성에 대한 저항을 계산할 때 연속성을 제공하지 않는 울타리의 증기 차단층(틈이 있음)(담장의 내부 결합에 의해 파손된 증기 차단 필름, 시트 증기 차단층 , 겹쳐지지만 증기 장벽 매 스틱으로 조인트를 번지지 않고)이 상황을 고려하지 않은 것보다 증기 투과성이 더 큽니다.

물리학에서 완전한 것으로 알려져 있습니다. 증기 투과와 열전도 과정의 유추. 게다가 관찰된다. 울타리 표면의 열 전달 및 수분 전달 과정의 유사. 따라서 다음을 고려할 수 있습니다. 열 전달과 수분 전달의 복잡한 과정 사이의 유추울타리를 통해. 표 2는 이러한 프로세스의 직접적인 유사성을 나타냅니다.

표 2

증기 확산 중 열 전달과 수분 전달 과정 간의 유추

열 필드

습도 분야

온도

실내 공기 에, o C;

내면 τ in, o C;

층의 접합부에서 나는, o C;

외부 표면 τ n, o C;

외부 공기 엔, S에 대해

수증기의 부분압:

내부 공기에서 전자, 파;

내면에 전자 부사장, 파;

층의 접합부에서 이자형나, 파;

외부 표면 e np, 파;

외부 공기에서 엔, 파.

재료의 열전도율

λ , 승 / (m.o C)

재료의 증기 투과성

μ, mg/(h.m. Pa)

내열층

두께 δ, m,

RT=δ/ λ , m 2. 약 C/W

증기 저항층두꺼운 δ , 중,

R p \u003d δ / μ, m 2. h. Pa / mg (2.43)

열전달 계수

내부 표면에 α in, W / (m 2. o C);

외부 표면에 α n, W / (m 2. o C).

수분 반환 계수

내부 표면 β in, mg / (시간 m 2. Pa);

외부 표면 β n, mg / (시간 m 2. Pa).

울타리 표면의 열 전달 저항

내부에 R in \u003d 1 / α in, m 2. o C / W;

외부에서 R n \u003d 1 / α n, m 2. o C / W;

울타리 표면의 습기 방출에 대한 내성

내부 R p. in \u003d 1 / β in, m 2. h. Pa / mg; (2.44)

외부 R p.n \u003d 1 / β n, m 2. h. Pa / mg. (2.45)

울타리의 총 열전달 저항

R o \u003d R in + Σδ / λ + R n, m 2. o C / W

울타리의 증기 투과에 대한 전반적인 저항

R 약. p \u003d R p. in + Σδ / λ + R p. n, m 2. h. Pa / mg (2.46)

울타리를 통한 열유속 밀도

q \u003d (t in -t n) / R o, W / m 2

울타리를 통한 수분 확산 플럭스의 밀도

g \u003d (e in -e n) / R o. p, mg / (h.m 2) (2.47)

물리적 의미에 따라 투습층울타리 - 이것은 1mg / h의 증기 흐름이 해당 영역의 1m 2를 통해 확산되도록 층 표면에 생성되어야하는 수증기의 탄성의 차이입니다.

둘러싸는 구조의 증기 투과성에 대한 총 저항(증기 확산 중)은 식 (2.43)에서 다음과 같이 모든 층의 증기 투과성에 대한 저항과 표면의 수분 교환에 대한 저항의 합입니다.

수분 전달 계수는 일반적으로 증기 투과성에 대한 총 저항의 엔지니어링 계산에 사용되지 않으며 계산에서 값이 R p와 같다고 가정할 때 표면의 수분 전달에 대한 저항을 직접 사용합니다. .in = 0.0267m 2.h.Pa / mg, R p.n, \u003d 0.0052m 2.h.Pa / mg.

울타리를 통해 확산되는 수증기의 탄성은 두께를 통과할 때 e와 e n의 값 사이에서 변경됩니다. 울타리의 임의의 섹션에서 수증기 e x의 부분압을 찾으려면(그림 9), 공식 (2.30)과 유사한 공식을 사용하여 울타리 섹션의 온도 분포를 결정합니다.

어디 R p. in-x, R p. n-x-점 x에서 내부 및 외부 공기까지의 증기 투과성에 대한 저항, 각각 m 2. h. Pa / mg.

그림 9. 울타리 단면에 대한 수증기의 부분압 및 포화압 분포

자기 통제에 대한 질문.

1. 울타리 표면 또는 두께의 수분 손실 원인.

2. 표면 또는 울타리 두께의 수분 손실의 부정적인 결과.

3. 친수성 건축 자재와 소수성의 차이점은 무엇입니까?

4. 대부분의 건축 자재의 구조는 무엇입니까?

5. 결합 에너지의 특성과 에너지 준위의 크기에 따라 건축 자재와 결합하는 세 가지 유형의 수분은 무엇입니까?

6. 습한 공기란 무엇입니까?

7. 습한 공기에서 수증기의 부분압은 얼마입니까?

8. 습한 공기의 기압을 구성하는 것은 무엇입니까?

9. 상대 습도란 무엇입니까?

10. 어떤 종류의 공기를 포화 수증기라고 합니까?

11. 이슬점이라고 하는 온도는 무엇입니까?

12. 건물 외피 부분의 어느 지점에서나 응축수가 없는 조건은 무엇입니까?

13. 재료의 중량 수분 함량은 어떻게 결정됩니까?

14. 재료의 체적 수분 함량은 어떻게 결정됩니까?

15. 재료의 평형 수분 함량은 얼마입니까?

16. 흡착과 탈착이란 무엇입니까? *

17. 흡착 히스테리시스의 징후는 무엇입니까?

18. 건물 외피의 수증기 전달 가능성은 무엇입니까?

19. 울타리를 통한 증기의 확산은 무엇입니까?

20. 증기 투과성이란 무엇입니까?

21. 증기 투과율이란 무엇입니까?

22. 물질 μ의 증기 투과도와 정량적으로 동일한 것은 무엇입니까?

23. 수증기 장벽이란 무엇입니까?

24. 층의 증기 투과성에 대한 저항의 물리적 의미는 무엇입니까?

25. 건물 외피의 증기 투과성에 대한 총 저항은 얼마입니까?

26. 울타리의 증기 투과성에 대한 총 저항에 대한 공식을 쓰십시오.

27. 알려진 온도 t in 및 상대 습도 φ in에서 공기 중 수증기의 부분압을 결정하는 방법은 무엇입니까?

28. 포화 수증기의 압력을 결정하는 것은 무엇입니까?

29. μ 1 > μ 2인 경우 환경 e in 및 e n의 알려진 압력에서 2층 벽의 수증기 분압 분포의 정성적 그림을 그립니다.

30. μ 1 인 경우 환경 e in 및 e n의 알려진 압력에서 2층 벽의 수증기 분압 분포에 대한 정성적 그림을 그립니다.

31. 2층 외벽의 내부 표면에 대한 수증기 분압을 결정하는 공식을 쓰십시오. pov 매체 e in 및 e n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 증기 투과성 μ 1 및 μ 2의 알려진 압력에서.

32. 2층 벽 e n의 외부 표면에 있는 수증기의 부분압을 결정하는 공식을 쓰십시오. pov 매체 e in 및 e n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 증기 투과성 μ 1 및 μ 2의 알려진 압력에서.

33. 매질 e in 및 e n, 층 두께 δ 1 및 δ 2, 증기 투과성 μ 1 및 μ 2의 알려진 압력에서 2층 벽 e의 층 사이의 수증기 분압을 결정하는 공식을 작성하십시오.

34. 매질 e in 및 e n, 층 두께 δ i , 증기 투과율 μ i 의 알려진 압력에서 다층 벽의 임의 단면에서 수증기 분압 e x 를 결정하는 공식을 작성하십시오.

2.3 외부 인클로저의 통기성

2.3.1 기본 사항

통기성건축 자재 및 그들을 통해 공기가 흐를 수 있도록 둘러싸는 구조의 속성이라고, 통기성또한 시간당 울타리의 1m 2를 통과하는 kg 단위의 공기 소비량을 고려하십시오. G, kg / (m 2. h).

통기성울타리를 통해 누출을 통한 공기 침투 과정을 호출합니다. 외부에서 내부로 공기가 침투하는 것을 침투, 그리고 방에서 외부로 - 유출.

두 가지 유형의 누출이 있습니다. 공기 여과: 건축 자재의 기공그리고 슬롯을 통해. 틈은 벽 패널의 접합부, 창틀의 틈, 창틀에 인접한 창틀 등을 형성합니다. 통해 제외 횡단 여과, 공기가 울타리를 통과하는 방향으로 통과합니다. R.E.의 용어에 따르면 울타리 표면에 수직으로 존재합니다. Briling, 두 가지 유형의 여과 - 세로 및 내부.

일반적으로 모든 실외 인클로저에는 통기성이 있지만 일반적으로 창, 발코니 문 및 스테인드 글라스 창을 통한 침투만 열 손실 계산에 고려됩니다. 나머지 울타리의 밀도 규범은 방의 열 균형에 큰 영향을 미치는 공기 투과성의 가능성을 배제합니다.

2장에서 이미 언급했듯이, 조밀한 층이 내부에서 만들어지며 구조를 둘러싸는 수증기 장벽으로 만들어집니다. 이 층은 일반적으로 횡단 여과를 위해 충분히 기밀합니다. 그러나 정면 층이 외부에서 조밀하지 않으면 길이 방향 여과가 발생할 수 있습니다. 이는 바람의 영향으로 차가운 외부 공기가 건물 외피를 통과하여 다른 곳으로 나간다는 것을 의미합니다. 이로 인해 추가 열 손실이 발생합니다.

미네랄 울, 폴리스티렌 폼 또는 기타 발포 재료 층으로 된 환기 된 외관이있는 현대적인 외벽에서 세로 여과가 관찰 될 수 있으며 이는 여과 된 공기가 대기로 열을 제거하여 이러한 구조의 감소 된 저항을 국부적으로 감소시킵니다.

둘러싸는 구조물의 양면에 공기 침투에 대한 좋은 보호가 제공되고 내부 레이어가 통기성 재료로 만들어 지더라도 움직임과 유사하게 울타리 두께의 온도 차이로 인해 구조물 내부의 공기 이동이 발생할 수 있습니다. 밀폐된 공간의 공기. 그러나 내부 여과는 일반적으로 울타리의 열 전달 계수를 눈에 띄게 증가시키지 않습니다.

침투 및 유출, 그리고 일반적으로 모든 공기 여과는 다음의 영향으로 발생합니다. 총 기압 강하 ∆ 피, Pa, 울타리의 다른 측면에서.

그건, 항공 운송 가능성재료와 둘러싸는 구조물을 통해 건물 내부와 외부의 기압 차이가 발생합니다. 먼저 차가운 실외 공기와 따뜻한 실내 공기의 밀도가 다르기 때문에 설명됩니다. 중력 성분둘째, 바람의 작용에 의해 바람이 불어오는 쪽에서 다가오는 흐름에 양의 추가 압력을 만들고 바람이 불어오는 쪽에서 희박하게 만듭니다. 바람 성분.

2.3.2 울타리의 외부 및 내부 표면의 압력 차이

가스 칼럼에서 정적 중력 압력높이가 가변적입니다.

중력 압력 R gr, Pa, 높이에 있는 외기의 임의 지점에서 시간지구 표면에서,

(2.49)

어디 R 기압-기준 영점 수준의 대기압 Pa;

g- 자유낙하 가속도, m/s 2 ;

ρ n- 외부 공기의 밀도, kg/m 3 .

풍압 P wind, Pa는 건물의 다른 표면에 대한 바람의 방향에 따라 달라지며, 이는 공기 역학적 계수 C에 의한 계산에서 고려되며 동적 풍압의 어느 비율이 정압인지 보여줍니다 바람이 불어오는 쪽, 측면 및 바람이 불어오는 쪽 정면.

건물의 과도한 바람 정압은 동적 풍압에 비례합니다. ρ n.v2/2그의 속도로 V, m/s.

풍속은 개방된 지역의 지상에서 10m 높이의 기상 관측소에서 측정됩니다.

건물과 높이에서 풍속은 다양합니다. 다른 유형의 지형과 다른 높이에서 풍속의 변화를 고려하기 위해 계수가 적용됩니다. 케이 딘, 그 값은 SNiP 2.01.07-85 *에 의해 규제됩니다. 계수 케이 딘, 높이에 따른 풍압 변화 고려 시간, 지형의 종류에 따라 제시됩니다. 다음 지형 유형이 허용됩니다.

A - 바다, 호수 및 저수지, 사막, 대초원, 산림 대초원, 툰드라의 열린 해안;

B - 높이가 10m 이상인 장애물로 고르게 덮인 도시 지역, 숲 및 기타 지역;

C - 높이 25m 이상의 건물이 있는 도시 지역.

이 지역이 30h의 거리(구조 높이 h가 최대 60m 및 2km인 더 높은 높이)에서 구조물의 바람이 부는 쪽에서 보존되는 경우 이 유형의 지역에 구조물이 있는 것으로 간주됩니다.

위와 같이 각 입면의 풍압은

(2.50)

어디 엔- 외부 공기의 밀도, kg/m 3 ;

V- 풍속, m/s;

c - 계산된 정면의 공기 역학적 계수;

케이 딘- 에 따라 취한 건물 높이에 따른 풍속 압력의 변화를 고려하기 위한 계수.

대부분의 건물에 대한 SNiP 2.01.07-85*에 따르면 바람이 불어오는 쪽의 공기역학 계수 값은 c와 같습니다. N=0.8, 그리고 리 - c 시간= - 0,6.

중력과 풍압은 서로 독립적이므로 외부 공기의 총 압력을 구하려면 알 나르건물에서 접혀 있습니다.

조건부 제로 압력의 경우 조건, Pa, V.P.의 제안으로 Titov, 건물의 바람이 불어오는 쪽의 절대 압력은 공기가 이동할 수 있는 지표면에서 가장 멀리 떨어진 건물 요소의 수준에서 취합니다(바람이 들어오는 정면의 상단 창, 지붕의 배기 샤프트). .

어디 시- 건물의 바람이 불어오는 쪽에 해당하는 공기역학 계수;

시간- 건물의 높이 또는 공기 이동이 가능한 상부 요소의 지상 높이, m.

그런 다음 총 과압 R n, Pa는 건물 높이 h의 한 지점에서 외부 공기 중에 형성되며 다음 공식에 의해 결정됩니다.

그림 10은 중력의 다이어그램을 보여줍니다 R gr, 및 바람 Р 풍압 및 조건부 제로 압력이 허용되는 수준 Р arb.

각 방은 건물의 정면에 대한 다양한 압력 Р в, Pa 및 중력 압력에 의해 형성된 압력의 합인 자체 총 초과 내부 압력을 생성합니다. R gr, in, 파.

건물의 모든 방의 공기 온도는 거의 같기 때문에 내부 중력 압력은 방 중심의 높이 h에만 의존합니다.

(2.54)

어디 r에서- 내부 공기 밀도, kg/m 3 .

그림 10. 기류의 형성 고층 빌딩자연 환기

계산의 단순함을 위해 내부 중력 압력은 일반적으로 마이너스 기호가 있는 외부 압력으로 표시됩니다.

(2.55)

이것은 건물 외부의 가변 중력 성분을 제거하므로 각 방의 총 압력은 높이에 따라 일정해집니다.

공기 밀도 ρ, kg/m 3 은 (2.33)에서 다음 공식에 의해 결정될 수 있습니다.

여기서 t는 공기 온도입니다.

한 층의 동일한 방향의 방에 대한 내부 총 과압 P in의 값은 각 방에 대해 자체 내부 압력 값이 형성된다는 사실로 인해 다를 수 있습니다. 건물의 내부 압력을 결정하는 것은 건물의 공기 체제를 완전히 계산하는 작업이며 이는 매우 힘든 작업입니다. 그러나 계산을 단순화하기 위해 내부 압력 P in은 일반적으로 계단의 압력과 동일합니다.

건물의 내부 압력을 계산하는 간단한 방법이 있습니다. 가장 일반적인 계산은 건물의 조건부로 일정한 내부 압력이 식에 따라 바람과 중력 압력의 절반으로 취해질 때 정면에 고르게 분포된 창문이 있는 건물에 유효합니다.

에서 제안한 P in, Pa 값을 계산하는 더 복잡한 두 번째 방법은 풍압이 정면 영역에 대해 평균화된다는 점에서 첫 번째 방법과 다릅니다. 정면 중 하나를 바람이 부는 것으로 간주할 때 내부 압력에 대한 표현은 다음과 같은 형식을 취합니다.

어디서 N,c b,시- 바람이 불어오는 쪽, 측면 및 바람이 불어오는 쪽 정면의 공기역학 계수

엔, 에이, 에이- 바람이 불어오는 쪽, 측면 및 바람이 불어오는 정면의 창 및 스테인드 글라스 창 영역, m 2.

열 손실을 계산할 때 각 정면이 바람이 부는 방향이 될 수 있음을 고려합니다. 내부 압력 참고 피 인, (2.58)에 따라 취한 는 각 파사드마다 다릅니다. 이 차이는 더 눈에 띌수록 다른 정면의 창과 스테인드 글라스 창의 밀도가 다릅니다. 정면을 따라 창문이 균일하게 분포된 건물의 경우 값 피 인, (2.57)에서 얻은 값에 접근합니다. 따라서 내부 압력을 계산하기 위한 공식 (2.58)의 사용은 정면을 따라 빛 개구부의 분포가 명확하게 고르지 않거나 해당 건물이 인접한 건물 또는 하나의 정면 또는 일부에 인접한 경우 정당화됩니다. 창문이 전혀 없습니다.

높이에 관계없이 바람이 불어오는 정면의 울타리 반대편에 있는 외부 및 내부 압력의 차이 시간공식 (2.55)을 고려하면 다음과 같습니다.

압력차 ∆P다른 층의 동일한 정면 창의 경우 차이에 따라 중력 압력(첫 번째 항) 값만 다릅니다. 헉기준 제로로 간주되는 건물의 상단 지점과 해당 창의 중심. 그림 13은 환기가 균형 잡힌 건물의 흐름 분포 패턴을 보여줍니다.

2.3.3 건축 자재의 통기성

대부분의 건축 자재는 다공체입니다. 다른 재료의 기공의 크기와 구조는 동일하지 않으므로 압력 차이에 따라 재료의 통기성이 다른 방식으로 나타납니다.

그림 11은 공기 투과성의 의존성에 대한 정성적 그림을 보여줍니다. G압력차로부터 ΔР건축 자재용, K.F. 포킨.

그림 11. 공기 투과성에 대한 재료 다공성의 영향.1 - 균일한 다공성을 갖는 재료(예: 발포 콘크리트); 2 - 기공이 있는 재료 다양한 크기(충전 유형); 3 - 낮은 통기성 재료(목재, 시멘트 모르타르 등), 4 - 젖은 재료.

0에서 점까지 직선 ㅏ곡선 1에서 압력차의 작은 값에서 균일한 다공성을 갖는 재료의 기공을 통한 공기의 층류 이동을 나타냅니다. 이 지점 이상에서는 곡선 부분에 난류 운동이 발생합니다. 기공 크기가 다른 재료의 경우 작은 압력차에서도 공기의 이동이 난기류이며 이는 라인 2의 곡률에서 볼 수 있습니다. 반면에 통기성이 낮은 재료의 경우 기공을 통한 공기의 이동은 균일한 층상 상당히 큰 압력 차이에서 의존성 G~에서 ΔР모든 압력 차이에 대해 선형입니다(라인 3). 낮은 젖은 재료(곡선 4)에서 ΔР, 특정 최소 압력차 미만 ΔP 최소, 통기성이 없고 이 값을 초과해야만 물질의 기공에 포함된 물의 표면장력의 힘을 이겨낼 수 있을 만큼의 압력차가 있을 때 공기의 이동이 일어난다. 재료의 수분 함량이 높을수록 값이 커집니다. ΔP 최소.

재료의 기공에서 층류 공기 이동으로 의존성이 유효합니다.

여기서 G는 울타리 또는 재료 층의 통기성, kg / (m 2. h)입니다.

나- 재료의 공기 투과성 계수, kg / (m. Pa. h);

δ - 재료 층의 두께, m.

재료의 통기성 계수열전도율 계수와 유사하고 1 Pa / m의 압력 구배에서 흐름 방향에 수직인 영역의 1m 2를 통과하는 공기 흐름(kg)과 수치적으로 동일한 재료의 공기 투과도를 나타냅니다. .

다양한 건축 자재에 대한 통기성 계수 값은 서로 크게 다릅니다.

예를 들어, 미네랄 울의 경우 i ≈ 0.044 kg / (m. Pa. h), 고압 증기 멸균되지 않은 발포 콘크리트의 경우 i ≈ 5.3.10 - 4 kg / (m. Pa. h), 고체 콘크리트의 경우 i ≈ 5.1.10 - 6kg / (m. Pa. h),

공식 (2.60)의 난기류 공기 이동으로 교체해야 함 ΔР에 ΔРN. 동시에 지수는 N 0.5 - 1 내에서 다양합니다. 그러나 실제로 공식 (2.60)은 재료의 기공에서 기류의 난류 영역에도 사용됩니다.

현대 규제 문헌에서는 통기성 계수의 개념을 사용하지 않습니다. 소재와 디자인이 특징 통기성R 그리고, kg / (m.h). 다른 면의 압력차에서 ∆Р o = 10 Pa, 층류 공기 이동으로 다음 공식에 의해 발견됩니다.

여기서 G는 재료 또는 구조 층의 통기성, kg / (m 2. h)입니다.

그 차원에서 울타리의 공기 침투에 대한 저항은 공기 전달 전위의 차원을 포함하지 않습니다 - 압력. 이러한 상황은 규제 문서에서 실제 압력차 ΔP를 표준 압력 값 ΔP o = 10 Pa로 나누면 공기 투과 저항이 압력차 ΔP o = 10 Pa로 감소한다는 사실 때문에 발생했습니다.

값이 주어진다 통기성일부 재료 및 구조의 레이어용.

창호의 경우 혼합 모드에서 공기의 이동이 발생하는 누출에서 공기 침투에 대한 저항 , kg / (m. h)는 다음 식에서 결정됩니다.

, (2.62)

자제를 위한 질문

1. 재질과 펜스의 통기성은?

2. 통기성이란?

3. 침투란 무엇입니까?

4. 유출이란 무엇입니까?

5. 통기성 과정의 어떤 정량적 특성을 통기성이라고 합니까?

6. 울타리에서 공기가 걸러지는 두 가지 유형의 누출은 무엇입니까?

7. R.E.의 용어에 따르면 세 가지 유형의 여과는 무엇입니까? 브릴링가?

8. 통기성 가능성은 무엇입니까?

9. 울타리의 반대쪽에서 압력 차이를 형성하는 두 가지 성질은 무엇입니까?

10. 재료의 통기성 계수는 무엇입니까?

11. 건물 외피의 통기성은 얼마입니까?

12. 건축 자재의 기공을 통한 공기의 층류 이동 중 공기 침투에 대한 저항을 결정하는 공식을 작성하십시오.

13. 창의 통기성을 결정하는 공식을 작성하십시오.

그리고 어떤 경우에는 에어컨.

중앙 난방 시스템의 장치는 구내에서 필요한 공기 온도의 유지를 보장하고 편안함의 수준을 높입니다.

현재까지 난방 시스템이 장착되지 않은 가정은 상상할 수 없습니다. 난방 시스템은 편안한 삶의 필수 요소입니다.

이 과정 프로젝트에서는 공공 건물의 난방 시스템을 계산했습니다. 난간은 절연되어 있습니다. 난방 시스템은 에너지 절약에 관한 법률의 요구 사항을 고려하여 현재 SNiP 및 GOST에 따라 설계되었습니다. 상업용 열 측정 장치가 개발되었으며 차단 및 제어 밸브의 설치가 고려되고 있습니다.

둘러싸는 구조물의 열전달 계수 결정.

외벽의 열전달 계수 결정.

초기 데이터:

공사면적 - 블라디미르;

예상 실내 공기 온도 색조= 16оС;

실내 습도 - 정상.

부록 1*에 따른 습도 영역* SNiP II-3-79* - 습한, 정상 습도에서 부록 2에 따른 작동 조건 - 매개변수 B.

벽 건설:

1. 시멘트-모래 모르타르: δ1= 0.02 m;

λ λ1 = 93W/m оС;

2. 미네랄 울 매트: δ2 = ? 중; γ2= 75kg/m3; λ2 = 0.064, W/m oC;

3. 셀룰러 콘크리트: δ3 = 0.24; γ3= 1000kg/m3; λ3 = 0.47, W/mоС;

4. 복잡한 솔루션: δ4 = 0.02m; λ4 = 0.87W/m oC.

열전도 계수 λ는 재료의 밀도 γ와 작동 조건에 따라 결정됩니다(SNiP II-3-79*의 매개변수 B, 부록 3*).

αint = 8.7W/m2°C

αext = 23W/m2°C

계산 순서.

1. 난방 기간의 도일 결정:

Dd \u003d (색조 - tht) Zht \u003d (16-(-3.5)) 213 \u003d 4153.5 °C 일.

2. 탭에 따른 열전달 저항의 정규화 값 결정. 4. SNiP:

Rreg = a Dd + b = 0.0003 4153.5+1.6=2.8

3. 총 열 저항의 결정:

4. R0 ≥ Rreg인 열 조건을 기반으로 R0을 Rreg와 동일시합니다.

2.8 = m2 °C/W

5. 절연층의 두께 결정:

δ2 \u003d (2.8-0.71) 0.064 \u003d 0.133 m.

6. δ2를 고려한 총 열 저항 결정

7. 열 조건 확인: R0 ≥ Rreg.

2.9 > 2.8 => 조건 충족.

8. 다락방 바닥의 열전달 계수:

비 다락방 바닥의 열전달 계수 결정.

표지 디자인:

1. 지붕 재료의 4개 층: δ1=0.25m; λ1=0.17 W/m оС;

2. 시멘트 스크 리드: δ2= 0.02m; γ2= 1800kg/m3; λ 2 \u003d 0.93 W / m ° C;

3. 미네랄 울 보드: δ3 = ? 중; γ3= 200kg/m3; λ3 = 0.076 W/m оС;

4. 시멘트 스크 리드: δ4= 0.02m; γ4= 1800kg/m3; λ 4 \u003d 0.93 W / m ° C;

5. 철근 콘크리트 슬래브: δ5 = 0.22m; γ5= 2500kg/m3; λ5 = 2.04W/m oC.

계산을 위한 데이터를 찾습니다.

색조= 16 °C;

텍스트= - 28°C;

zht= 213일;

ㅁㅊ= -3.5 оС;

α 정수= 8.7 W/m2 °C; ,

α 내선= 23 W/m2 °C;

계산 순서:

1. 난방 기간의 도일을 결정하십시오.

Dd = (색조 - tht) . zht \u003d (16 - (-3.5)) 213 \u003d 4153.5 °C 일.

2. 표 1 *에 따라 필요한 열 저항을 결정합니다.

요건=a Dd+b=0.0003 4153.5 +1.6=2.8 m2 oC/W

3. 총 열 저항을 결정합니다.

4. Ro ≥ Rreq인 열 조건을 기반으로 하면 다음과 같습니다.

5. 절연층의 두께를 구합니다.

δ3 \u003d (2.8 - 0.71) 0.076 \u003d 0.158m;

6. δ3을 고려하여 총 열 저항을 결정합니다.

;

7. 열 상태 확인: R0 ≥ Rreq

2.78 ≥ 2.8 => 조건 충족됨;

8. 열전달 계수:

외부 문의 열전달 계수 결정.

1. 공식에 따라 외벽의 필요한 열 저항을 결정합니다.

2. 외부 문의 열 저항:

아르 자형0dv =0,6 · 요구.성.=0,6 · 2.8 \u003d 1.68 m2 ° C / W,

3. 도어 열전달 계수:

계산 결과는 표 1.1에 요약되어 있습니다.

울타리의 열전달 계수 요약표.

표 1.1.

울타리의 이름	M2OS/W	W/m2os
외벽
지붕 없는 바닥
외부 문
창 구멍
지상 I 구역의 바닥

3.1.4 채택된 난방 시스템의 선택 및 정당화.

지하실과 다락방이없는 생산 2 층 건물이 있기 때문에 배선이 낮은 2 파이프 난방 시스템을 선택합니다. 배선이 낮은 2 파이프 가열 시스템을 사용하면 공급 및 반환 라인이 바닥이나 바닥 바닥 위로 지나가고 냉각수가 각 라디에이터에 독립적으로 들어갑니다. 시스템에서 공기를 제거하려면 공기 배출 밸브를 상부 라디에이터에 설치해야 합니다. 이러한 유형의 배선의 장점은 우수한 시스템 조정, 각 난방 장치를 끄는 기능, 건물이 건설될 때 시스템을 연결할 수 있는 기능, 오버런 난방 장치의 부재, 라이저 및 공급 장치의 부재를 포함합니다. 윤곽.

3.1.5 난방 시스템의 수리학적 계산을 위한 기본 계산 공식.

1) 설계 순환 압력은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

ΔР아르 자형=100 · 엘크+B· 3 · 시간이것· N이것(티G-티~에 대한);