Domov stavebné materiály

Teplota vnútorného povrchu vzorca obvodového plášťa budovy. Odolnosť proti prenosu tepla. Odpor prestupu tepla obvodového plášťa budovy

Prenos tepla v obvodových plášťoch budov je zložitý proces zahŕňajúci konvekciu, vedenie a žiarenie. Všetky sa vyskytujú spolu s prevahou jedného z nich. Tepelnoizolačné vlastnosti plotových konštrukcií, ktoré sa prejavujú odolnosťou proti prestupu tepla, musia zodpovedať platným stavebným predpisom.

Ako prebieha výmena tepla vzduchu s uzatváracími štruktúrami

V stavebníctve sa pýtajú regulačné požiadavky na veľkosť tepelného toku cez stenu a cez ňu určiť jej hrúbku. Jedným z parametrov pre jeho výpočet je teplotný rozdiel medzi vonkajškom a vnútri miestnosti. Za základ sa považuje najchladnejšie obdobie roka. Ďalším parametrom je koeficient prestupu tepla K - množstvo tepla preneseného za 1 s na plochu 1 m 2 s rozdielom teplôt medzi vonkajším a vnútorným prostredím 1 ºС. Hodnota K závisí od vlastností materiálu. S jej znižovaním sa zvyšujú tepelno-tieniace vlastnosti steny. Navyše, ak je hrúbka plotu väčšia, chlad prenikne do miestnosti menej.

Konvekcia a sálanie zvonku a zvnútra tiež ovplyvňujú úniky tepla z domu. Preto sú na steny za batériami inštalované reflexné clony z hliníkovej fólie. Podobná ochrana sa robí aj vo vnútri odvetraných fasád zvonku.

Prestup tepla cez steny domu

Obvodové steny tvoria maximálnu časť plochy domu a cez ne dosahujú energetické straty 35-45%. Stavebné materiály, z ktorých sú vyrobené, majú rôznu ochranu pred chladom. Vzduch má najnižšiu tepelnú vodivosť. Preto majú pórovité materiály najnižšie koeficienty prestupu tepla. Napríklad pre stavebné tehly K \u003d 0,81 W / (m 2 o C), pre betón K \u003d 2,04 W / (m 2 o C), pre preglejku K \u003d 0,18 W / (m 2 o C) a pre polystyrénové dosky K = 0,038 W / (m 2 o C).

Vo výpočtoch sa používa prevrátená hodnota súčiniteľa K - odpor prestupu tepla obvodového plášťa budovy. Je to normalizovaná hodnota a nemala by byť nižšia ako určitá nastavená hodnota, pretože od nej závisia náklady na vykurovanie a podmienky pobytu v priestoroch.

Koeficient K je ovplyvnený vlhkosťou materiálu obvodového plášťa budovy. V surovine voda vytláča vzduch z pórov a jej tepelná vodivosť je 20-krát vyššia. V dôsledku toho sa zhoršia tepelno-tieniace vlastnosti plotu. Mokrý Tehlová stena prepúšťa o 30% viac tepla v porovnaní so suchým. Fasádu a strechy domov sa preto snažia obložiť materiálmi, na ktorých sa voda nezadržiava.

Straty tepla stenami a otvorovými škárami do značnej miery závisia od vetra. Nosné konštrukcie- priedušné a vzduch nimi prechádza zvonku (infiltrácia) a zvnútra (exfiltrácia).

.
1.1 Účel a ciele kurzu.
1.2 Predmet kurzu .
1.3 Budova ako jednotný energetický systém.
2. Prenos tepla a vlhkosti cez vonkajšie ploty.
2.1 Základy prestupu tepla v budove .
2.1.1 Tepelná vodivosť.
2.1.2 Konvekcia.
2.1.3 Žiarenie.
2.1.4 Tepelný odpor vzduchovej medzery .

2.1.6 Prestup tepla cez viacvrstvovú stenu.
2.1.7 Znížený odpor voči prenosu tepla.
2.1.8 Rozloženie teploty v sekcii plotu.
2.2 Vlhkostný režim obvodových konštrukcií.
2.2.1 Príčiny vlhkosti v plotoch.
2.2.2 Negatívne účinky tlmenia vonkajších plotov.
2.2.3 Komunikácia vlhkosti so stavebnými materiálmi.
2.2.4 Vlhký vzduch.
2.2.5 Vlhkosť materiálu.
2.2.6 Sorpcia a desorpcia.
2.2.7 Paropriepustnosť plotov.
2.3 Priedušnosť vonkajších bariér.
2.3.1 Základy.
2.3.2 Tlakový rozdiel na vonkajšom a vnútornom povrchu plotov.
2.3.3 Priedušnosť stavebné materiály.

2.1.5 Koeficienty prestupu tepla na vnútornom a vonkajšom povrchu.

Uvažujme o stene oddeľujúcej miestnosť s teplotou tv od vonkajšieho prostredia s teplotou tn. Vonkajší povrch si vymieňa teplo s vonkajším vzduchom konvekciou a sálavý povrch si vymieňa teplo s okolitými povrchmi, ktoré majú teplotný tamb. n. To isté platí aj zvnútra. Dá sa napísať, že tepelný tok s hustotou q, W/m2 prechádzajúci stenou sa rovná:

, (2.13)

kde tcr. v a tcr. n je teplota povrchov obklopujúcich vnútornú a vonkajšiu rovinu uvažovanej steny, v tomto poradí, °C;
αk. c, αc. n - koeficienty prestupu tepla konvekciou na vnútornom a vonkajšom povrchu steny, m2. оС/W;
al. c, al. n - koeficienty prestupu sálavého tepla na vnútorných a vonkajších plochách steny, m2. OS/W.
V inžinierskych výpočtoch sa uznáva, že prenos tepla na povrchoch obvodových konštrukcií nie je rozdelený na sálavé a konvekčné zložky. Predpokladá sa, že k absorpcii tepla dochádza na vnútornom povrchu vonkajšieho krytu vo vykurovanej miestnosti, odhadovanej všeobecným koeficientom αv, W / (m2. °C), a na vonkajšom povrchu - prenos tepla, ktorého intenzita je určený súčiniteľom prestupu tepla αn, W / (m2. °C). Okrem toho sa všeobecne uznáva, že teplota vzduchu a okolitých povrchov sú navzájom rovnaké, to znamená tamb. v \u003d tv a tcr. n \u003d tn. To je:

, (2.14)

Preto sa predpokladá, že koeficienty prestupu tepla na vonkajšom a vnútornom povrchu plotu sa rovnajú súčtu koeficientov prestupu tepla sálaním a konvekciou na každej strane:

. (2.15)

Koeficient prestupu tepla na vonkajšom alebo vnútornom povrchu podľa fyzikálneho významu je hustota tepelného toku odovzdávaná príslušným povrchom svojmu okoliu (alebo naopak) pri rozdiele teplôt povrchu a prostredia 1 °C. . Prevrátené hodnoty súčiniteľov prestupu tepla sa zvyčajne nazývajú odpory proti prestupu tepla na vnútornom Rv, m2. оС/W, a vonkajšie Rn, m2. оС/W, plochy oplotenia:

R v = 1/ α v ; R n =1/ α n . ( 2.16)

1. Úvod

1.1 Účel a ciele kurzu

1.2 Predmet kurzu

1.3 Stavba ako celok energetický systém

2. Prenos tepla a vlhkosti cez vonkajšie ploty

2.1 Základy prestupu tepla v budove

2.1.1 Tepelná vodivosť

2.1.2 Konvekcia

2.1.3 Žiarenie

2.1.4 Tepelný odpor vzduchovej medzery

2.1.5 Koeficienty prestupu tepla na vnútornom a vonkajšom povrchu

2.1.6 Prestup tepla cez sendvičovú stenu

2.1.7 Znížený odpor voči prenosu tepla

2.1.8 Rozloženie teploty v sekcii plotu

2.2 Vlhkostný režim obvodových konštrukcií

2.2.1 Príčiny vlhkosti v plotoch

2.2.2 Negatívne účinky vlhčenia vonkajších priestorov

2.2.3 Vzťah vlhkosti k stavebným materiálom

2.2.4 Vlhký vzduch

2.2.5 Vlhkosť materiálu

2.2.6 Sorpcia a desorpcia

2.2.7 Paropriepustnosť plotov

2.3 Priedušnosť vonkajších krytov

2.3.1 Základy

2.3.2 Tlakový rozdiel na vonkajšom a vnútornom povrchu plotov

1. Úvod

1.1 Účel a ciele kurzu

Učebnica „Prednášky zo stavebnej tepelnej fyziky“ je určená pre študentov rovnomenného odboru v rámci špecializácie „Zásobovanie teplom a plynom a vetranie“. Obsah príručky zodpovedá programu disciplíny a je z veľkej časti zameraný na priebeh prednášok na Moskovskej štátnej univerzite stavebného inžinierstva. Cieľom predmetu je formou systematickej prezentácie priblížiť fyzikálnu podstatu tepelno-vzduchového a vlhkostného režimu budovy ako základu pre štúdium technológie zabezpečovania mikroklímy. Úlohy disciplíny zahŕňajú: vytvorenie všeobecnej predstavy o tepelnej úlohe vonkajšieho plášťa budovy a prevádzke inžinierskych systémov, ktoré zabezpečujú jej mikroklímu ako jediný energetický systém; naučiť študenta schopnosti využívať teoretické ustanovenia a výpočtové metódy v ďalšej odbornej práci, teda pri projektovaní a prevádzke systémov mikroklímy budov. V dôsledku zvládnutia disciplíny musí študent poznať pojmy, ktoré určujú tepelné, vzdušné a vlhkostné pomery budovy, vrátane klimatologickej a mikroklimatickej terminológie; zákonitosti prestupu tepla, vlhkosti, vzduchu v materiáloch, konštrukciách a prvkoch stavebných sústav a veličín, ktoré určujú tepelné a vlhkostné procesy; normy tepelnej ochrany vonkajších obvodových konštrukcií, regulácia parametrov vonkajšieho a vnútorného prostredia budovy. Študent musí vedieť formulovať a riešiť problémy prestupu tepla a hmoty vo všetkých prvkoch stavby a preukázať schopnosť a ochotu vykonať overovací výpočet ochranných vlastností vonkajších plotov a vypočítať koeficienty prestupu tepla sálavým a konvekčným prúdom. na povrchy smerujúce do miestnosti.

1.2 Predmet kurzu

Štúdium tepelnej fyziky budov procesy prenosu tepla, prenosu vlhkosti, filtrácie vzduchu vo vzťahu k stavbe.

Stavebná tepelná fyzika v podstate študuje procesy prebiehajúce na povrchoch a v hrúbke obvodového plášťa budovy. Navyše podľa ustálenej tradície a pre stručnosť často obálky budov nazývaný jednoducho ploty. Okrem toho má významné miesto v stavebnej tepelnej fyzike vonkajšie ploty, ktoré oddeľujú vykurované priestory od vonkajšieho prostredia alebo od nevykurovaných priestorov (nevykurované technické podpolia, pivnice, podkrovia, vestibuly a pod.)

Napriek tomu, že veda sa týka hlavne obvodových plášťov budov, pre špecialistov na vykurovanie a vetranie je tepelná fyzika budov veľmi dôležitá. Faktom je, že po prvé, tepelné straty budovy ovplyvňujúce výkon vykurovacie systémy a ich spotrebu tepla počas vykurovacieho obdobia. Po druhé, vlhkostný režim vonkajších plotov ovplyvňuje ich tepelnú ochranu a následne aj silu systémov, ktoré zabezpečujú danú stavebnú mikroklímu. Po tretie, koeficienty prestupu tepla na vnútornom povrchu vonkajších plotov zohrávajú úlohu nielen pri posudzovaní celkového zníženého odporu proti prestupu tepla konštrukcie, ale aj pri odhade teploty na vnútornom povrchu tohto plotu. Po štvrté, „husté“ okná majú dobre definovaný odpor proti prenikaniu vzduchu. A pri "hustých" oknách v nízkopodlažných budovách do 5 poschodí možno infiltráciu pri výpočte tepelných strát zanedbať a vo vyšších podlažiach na nižších podlažiach to už bude citeľné. Po piate, nielen prítomnosť alebo neprítomnosť infiltrácie, ale aj prevádzka ventilačných systémov, najmä prirodzených, závisí od vzdušného režimu budovy. Po šieste, teplota žiarenia vnútorných povrchov vonkajších a vnútorných plotov, najdôležitejšia zložka hodnotenia mikroklímy priestorov, je hlavne derivátom tepelnej ochrany budovy. Po siedme, tepelná odolnosť krytov a miestností ovplyvňuje stálosť teploty v miestnostiach pri premenlivých tepelných vplyvoch na ne, najmä v moderných budovách, v ktorých je výmena vzduchu blízka minimálnej rýchlosti vonkajšieho vzduchu.

Pri navrhovaní a tepelnotechnickom hodnotení vonkajších plotov existuje množstvo funkcií. Zateplenie budov je nákladná a zodpovedná zložka modernej výstavby, preto je dôležité rozumne akceptovať hrúbku izolácie. Špecifiká dnešného tepelnotechnického výpočtu vonkajšie oplotenie je pripojené:

po prvé so zvýšenými požiadavkami na tepelnú ochranu budov;

po druhé, s potrebou vziať do úvahy úlohu účinných ohrievačov v obvodových plášťoch budov, ktorých koeficienty tepelnej vodivosti sú také malé, že vyžadujú veľmi starostlivý prístup k potvrdeniu ich hodnôt v prevádzkových podmienkach;

po tretie, v dôsledku toho, že sa v plotoch objavili rôzne spojenia, zložité spojenia jedného plotu s druhým, ktoré znižujú odolnosť plotu proti prenosu tepla. Posúdenie vplyvu rôznych typov tepelne vodivých inklúzií na tepelnú ochranu budov si vyžaduje spoliehanie sa na špeciálne podrobné štúdie.

1.3 Budova ako jednotný energetický systém

Súhrn všetkých faktorov a procesov (vonkajšie a vnútorné vplyvy), ktoré ovplyvňujú tvorbu tepelnej mikroklímy priestorov, sa nazýva tepelný režim budovy.

Ploty nielen chránia priestory pred vonkajším prostredím, ale tiež si s nimi vymieňajú teplo a vlhkosť, umožňujú prúdenie vzduchu dovnútra aj von. Úlohou udržiavať daný tepelný režim priestorov budovy (udržiavanie požadovanej úrovne teploty a vlhkosti vzduchu, jeho pohyblivosť, teplotu žiarenia v miestnosti) sú inžinierske systémy vykurovania, vetrania a klimatizácie. Určenie tepelného výkonu a režimu prevádzky týchto systémov je však nemožné bez zohľadnenia vplyvu tepelno-vlhkostných ochranných a tepelno-inerciálnych vlastností plotov. Preto klimatizačný systém pre mikroklímu priestorov zahŕňa všetky inžinierske nástroje, ktoré poskytujú špecifikovanú mikroklímu obsluhovaných priestorov: obvodové plášte budov a inžinierske systémy na vykurovanie, vetranie a klimatizáciu. Moderná budova je teda komplexný prepojený systém prenosu tepla a hmoty – jeden energetický systém.

Otázky na sebaovládanie

1 Čo sa študuje v stavebnej tepelnej fyzike?

2. Čo je to plot?

3. Čo je vonkajšie oplotenie?

4. Prečo je stavebná termofyzika dôležitá pre špecialistu na vykurovanie a vetranie?

5. Aké sú špecifiká tepelnotechnického výpočtu moderných budov?

6. Aký je tepelný režim budovy?

7. Akú úlohu zohrávajú plášte budovy v tepelnom režime budovy?

8. Aké parametre vnútorného prostredia podporujú vykurovacie a vetracie systémy?

9. Čo je to systém klimatizácie budovy?

10. Prečo je budova považovaná za jednotný energetický systém?

2. Prenos tepla a vlhkosti cez vonkajšie ploty

2.1 Základy prestupu tepla v budove

K pohybu tepla dochádza vždy z teplejšieho prostredia do chladnejšieho. Proces prenosu tepla z jedného bodu v priestore do druhého v dôsledku teplotného rozdielu sa nazýva prenos tepla a je kolektívny, pretože zahŕňa tri základné typy prenosu tepla: vedenie tepla (kondukcia), prúdenie a žiarenie. Touto cestou, potenciál prenos tepla je teplotný rozdiel.

2.1.1 Tepelná vodivosť

Tepelná vodivosť- druh prenosu tepla medzi pevnými časticami pevnej, kvapalnej alebo plynnej látky. Tepelná vodivosť je teda výmena tepla medzi časticami alebo prvkami štruktúry materiálneho prostredia, ktoré sú vo vzájomnom priamom kontakte. Pri štúdiu tepelnej vodivosti sa látka považuje za spojitú hmotu, jej molekulárna štruktúra sa ignoruje. Vo svojej čistej forme sa tepelná vodivosť vyskytuje iba v pevných látkach, pretože v kvapalných a plynných médiách je prakticky nemožné zabezpečiť nehybnosť látky.

Väčšina stavebných materiálov je pórovité telá. Póry obsahujú vzduch, ktorý má schopnosť pohybovať sa, teda prenášať teplo konvekciou. Predpokladá sa, že konvekčnú zložku tepelnej vodivosti stavebných materiálov možno zanedbať pre jej malosť. Výmena sálavého tepla prebieha vo vnútri póru medzi povrchmi jeho stien. Prestup tepla sálaním v póroch materiálov je určený najmä veľkosťou pórov, pretože čím väčší je pór, tým väčší je teplotný rozdiel na jeho stenách. Pokiaľ ide o tepelnú vodivosť, charakteristiky tohto procesu súvisia s celkovou hmotnosťou látky: kostra a póry spolu.

Obal budovy je zvyčajne planparalelné steny, prenos tepla, v ktorom sa vykonáva v jednom smere. Okrem toho sa v tepelnotechnických výpočtoch vonkajších obvodových konštrukcií zvyčajne predpokladá, že k prenosu tepla dochádza vtedy stacionárne tepelné podmienky, to znamená so stálosťou všetkých charakteristík procesu v čase: tepelný tok, teplota v každom bode, termofyzikálne charakteristiky stavebných materiálov. Preto je dôležité zvážiť proces jednorozmerného stacionárneho vedenia tepla v homogénnom materiáli, ktorá je opísaná Fourierovou rovnicou:

kde qT - povrchová hustota tepelného toku prechádzajúca rovinou kolmou na tepelný tok, W/m2;

λ - tepelná vodivosť materiálu, W/m. približne C;

t- zmena teploty pozdĺž osi x, °C;

Postoj, je tzv teplotný gradient, približne S/m, a je označený gradt. Teplotný gradient smeruje k zvýšeniu teploty, čo je spojené s absorpciou tepla a poklesom tepelného toku. Znamienko mínus na pravej strane rovnice (2.1) ukazuje, že zvýšenie tepelného toku sa nezhoduje so zvýšením teploty.

Tepelná vodivosť λ je jednou z hlavných tepelných charakteristík materiálu. Ako vyplýva z rovnice (2.1), tepelná vodivosť materiálu je mierou vedenia tepla materiálom, ktorá sa číselne rovná tepelnému toku prechádzajúcemu cez 1 m 2 plochy kolmej na smer prúdenia s teplotným gradientom. pozdĺž toku rovnajúceho sa 1 o C / m (obr. 1). Čím väčšia je hodnota λ, tým intenzívnejší je proces tepelnej vodivosti v takomto materiáli, tým väčší je tepelný tok. Preto sa za tepelnoizolačné materiály považujú materiály s tepelnou vodivosťou menšou ako 0,3 W/m. o S.

izotermy; - ------ - vedenia tepelného prúdu.

Zmena tepelnej vodivosti stavebných materiálov so zmenou ich hustota je spôsobené tým, že takmer každý stavebný materiál pozostáva z kostra- hlavný stavebný materiál a vzduch. K.F. Napríklad Fokin uvádza tieto údaje: tepelná vodivosť absolútne hustej látky (bez pórov) má v závislosti od povahy tepelnú vodivosť od 0,1 W / m o C (pre plasty) do 14 W / m o C (pre kryštalické látky). látky s tepelným tokom po kryštalickom povrchu), kým vzduch má tepelnú vodivosť asi 0,026 W/m o C. Čím vyššia je hustota materiálu (menšia pórovitosť), tým väčšia je hodnota jeho tepelnej vodivosti. Je zrejmé, že ľahké tepelnoizolačné materiály majú relatívne nízku hustotu.

Rozdiely v pórovitosti a tepelnej vodivosti skeletu vedú k rozdielom v tepelnej vodivosti materiálov aj pri rovnakej hustote. Napríklad nasledujúce materiály (tabuľka 1) s rovnakou hustotou, ρ 0 \u003d 1800 kg / m 3, majú rôzne hodnoty tepelnej vodivosti:

Stôl 1.

Tepelná vodivosť materiálov s rovnakou hustotou je 1800 kg/m 3 .

Materiál	Tepelná vodivosť, W / (m o C)
Cementovo-piesková malta	0,93
Tehla	0,76
Asfalt	0,72
Portlandský cementový kameň	0,46
azbestový cement	0,35

So znižovaním hustoty materiálu klesá jeho tepelná vodivosť l, nakoľko sa znižuje vplyv vodivej zložky tepelnej vodivosti kostry materiálu, ale zvyšuje sa vplyv radiačnej zložky. Preto zníženie hustoty pod určitú hodnotu vedie k zvýšeniu tepelnej vodivosti. To znamená, že existuje určitá hodnota hustoty, pri ktorej má tepelná vodivosť minimálnu hodnotu. Existujú odhady, že pri 20 ° C v póroch s priemerom 1 mm je tepelná vodivosť žiarením 0,0007 W / (m ° C), s priemerom 2 mm - 0,0014 W / (m ° C) atď. Tepelná vodivosť sálaním sa teda stáva významnou pre tepelnoizolačné materiály s nízka hustota a veľké veľkosti pórov.

Tepelná vodivosť materiálu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou, pri ktorej dochádza k prenosu tepla. Zvýšenie tepelnej vodivosti materiálov sa vysvetľuje zvýšením kinetickej energie molekúl kostry látky. Zvyšuje sa aj tepelná vodivosť vzduchu v póroch materiálu a intenzita prenosu tepla v nich sálaním. V stavebnej praxi závislosť tepelnej vodivosti od teploty veľký význam nemusí prepočítavať hodnoty tepelnej vodivosti materiálov získaných pri teplotách do 100 ° C, na ich hodnoty 0 ° C, empirický vzorec O.E. Vlasov:

λ o = λ t / (1+β . t), (2,2)

kde λ o je tepelná vodivosť materiálu pri 0 o C;

λ t - tepelná vodivosť materiálu pri t asi C;

β - teplotný koeficient zmeny tepelnej vodivosti, 1/ o C, pre rôzne materiály, rovný asi 0,0025 1/ o C;

t je teplota materiálu, pri ktorej sa jeho tepelná vodivosť rovná λ t .

Pre plochú homogénnu stenu hrúbky δ (obr. 2) možno tepelný tok prenesený tepelnou vodivosťou cez homogénnu stenu vyjadriť rovnicou:

kde τ 1 ,τ2- hodnoty teploty na povrchu stien, o C.

Z výrazu (2.3) vyplýva, že rozloženie teploty po hrúbke steny je lineárne. Hodnota δ/λ je pomenovaná tepelný odpor vrstvy materiálu a označené RT, m 2. približne C/W:

Obr.2. Rozloženie teploty v rovnej homogénnej stene

Preto tepelný tok q T, W / m 2, cez homogénnu planparalelnú stenu s hr δ , m, z materiálu s tepelnou vodivosťou λ, W/m. o C, možno zapísať v tvare

Tepelný odpor vrstvy je odpor tepelnej vodivosti rovný rozdielu teplôt na protiľahlých povrchoch vrstvy pri prechode tepelného toku cez ňu s plošnou hustotou 1 W/m 2 .

Prenos tepla tepelnou vodivosťou prebieha v materiálových vrstvách plášťa budovy.

2.1.2 Konvekcia

Konvekcia- prenos tepla pohybom častíc hmoty. Konvekcia prebieha len v kvapalných a plynných látkach, ako aj medzi kvapalným alebo plynným prostredím a povrchom pevného telesa. V tomto prípade dochádza k prenosu tepla a tepelnej vodivosti. Kombinovaný efekt konvekcie a vedenia tepla v hraničnej oblasti blízko povrchu sa nazýva konvekčný prenos tepla.

Konvekcia prebieha na vonkajších a vnútorných plochách plotov budov. Pri výmene tepla vnútorných povrchov miestnosti hrá konvekcia zásadnú úlohu. Pri rôznych teplotách povrchu a priľahlého vzduchu sa teplo prenáša na nižšiu teplotu. Tepelný tok prenášaný konvekciou závisí od spôsobu pohybu kvapaliny alebo plynu obmývajúceho povrch, od teploty, hustoty a viskozity pohybujúceho sa média, od drsnosti povrchu, od rozdielu teplôt povrchu a okolia. stredná.

Proces výmeny tepla medzi povrchom a plynom (alebo kvapalinou) prebieha odlišne v závislosti od povahy výskytu pohybu plynu. Rozlišovať prirodzená a nútená konvekcia. V prvom prípade k pohybu plynu dochádza v dôsledku teplotného rozdielu medzi povrchom a plynom, v druhom - v dôsledku síl vonkajších pre tento proces (prevádzka ventilátora, vietor).

Nútená konvekcia vo všeobecnosti môže byť sprevádzaná procesom prirodzenej konvekcie, ale keďže intenzita nútenej konvekcie výrazne prevyšuje intenzitu prirodzenej konvekcie, pri uvažovaní o nútenej konvekcii sa prirodzená konvekcia často zanedbáva.

V budúcnosti sa budú brať do úvahy iba stacionárne procesy konvekčného prenosu tepla za predpokladu, že rýchlosť a teplota sú v každom bode vzduchu konštantné. Ale keďže sa teplota prvkov v miestnosti mení pomerne pomaly, závislosti získané pre stacionárne podmienky možno rozšíriť na proces nestacionárne tepelné podmienky miestnosti, v ktorom sa v každom uvažovanom okamihu proces konvekčného prenosu tepla na vnútorných plochách plotov považuje za stacionárny. Závislosti získané pre stacionárne podmienky možno rozšíriť aj na prípad náhlej zmeny charakteru konvekcie z prirodzenej na nútenú, napríklad keď je recirkulačné zariadenie na vykurovanie miestnosti (fancoil alebo split systém v režime tepelného čerpadla). zapnuté v miestnosti. Po prvé, nový režim pohybu vzduchu sa nastaví rýchlo a po druhé, požadovaná presnosť technického hodnotenia procesu prenosu tepla je nižšia ako možné nepresnosti z chýbajúcej korekcie tepelného toku počas prechodového stavu.

Pre inžiniersku prax výpočtov pre vykurovanie a vetranie je dôležitý konvekčný prenos tepla medzi povrchom plášťa budovy alebo potrubia a vzduchom (alebo kvapalinou). V praktických výpočtoch sa na odhad konvekčného tepelného toku (obr. 3) používajú Newtonove rovnice:

, (2.6)

kde q to- tepelný tok, W, prenášaný konvekciou z pohybujúceho sa média na povrch alebo naopak;

ta- teplota vzduchu obmývajúceho povrch steny, o C;

τ - teplota povrchu steny, o C;

α až- súčiniteľ prestupu tepla konvekciou na povrchu steny, W/m 2. o C.

Obr.3 Konvekčná výmena tepla steny so vzduchom

koeficient prestupu tepla konvekciou, a to- fyzikálna veličina, ktorá sa číselne rovná množstvu tepla odovzdaného zo vzduchu na povrch pevného telesa prenosom tepla konvekciou pri rozdiele medzi teplotou vzduchu a teplotou povrchu telesa rovnajúcom sa 1 o C.

Pri tomto prístupe celá zložitosť fyzikálneho procesu konvekčného prenosu tepla spočíva v koeficiente prestupu tepla, a to. Prirodzene, hodnota tohto koeficientu je funkciou mnohých argumentov. Pre praktické použitie sú akceptované veľmi približné hodnoty a to.

Rovnicu (2.5) možno pohodlne prepísať ako:

kde R až - odolnosť proti konvekčnému prenosu tepla na povrchu obvodovej konštrukcie, m 2, o C / W, rovnajúcej sa teplotnému rozdielu na povrchu plotu a teplote vzduchu pri prechode tepelného toku s plošnou hustotou 1 W / m 2 od povrch do vzduchu alebo naopak. Odpor R až je prevrátená hodnota súčiniteľa prestupu tepla konvekciou a to:

2.1.3 Žiarenie

Sálanie (prenos tepla sálaním) je prenos tepla z povrchu na povrch prostredníctvom sálavého prostredia elektromagnetickými vlnami, ktoré sa premieňajú na teplo (obr. 4).

Obr.4. Prenos sálavého tepla medzi dvoma povrchmi

Každé fyzické telo, ktoré má inú teplotu ako absolútnu nulu, vyžaruje energiu do okolitého priestoru vo forme elektromagnetických vĺn. Vlastnosti elektromagnetického žiarenia charakterizuje vlnová dĺžka. Žiarenie, ktoré je vnímané ako tepelné a má vlnové dĺžky v rozsahu 0,76 – 50 mikrónov, sa nazýva infračervené.

Napríklad k výmene tepla sálaním dochádza medzi povrchmi obrátenými do miestnosti, medzi vonkajšími povrchmi rôznych budov, povrchmi zeme a oblohy. Dôležitá je sálavá výmena tepla medzi vnútornými plochami obstavieb miestnosti a povrchom ohrievača. Vo všetkých týchto prípadoch je sálavé médium, ktoré prenáša tepelné vlny, vzduch.

V praxi výpočtu tepelného toku pri prenose tepla sálaním sa používa zjednodušený vzorec. Intenzita prenosu tepla sálaním q l, W / m 2 je určená teplotným rozdielom plôch podieľajúcich sa na prenose tepla sálaním:

, (2.9)

kde τ 1 a τ 2 sú teplotné hodnoty povrchov, ktoré si vymieňajú sálavé teplo, o C;

α l - súčiniteľ prestupu sálavého tepla na povrchu steny, W/m 2. o C.

Koeficient prestupu tepla sálaním, a l- fyzikálna veličina, ktorá sa číselne rovná množstvu tepla preneseného z jedného povrchu na druhý sálaním pri rozdiele povrchových teplôt rovnajúcom sa 1 o C.

Predstavujeme koncept odolnosť proti prenosu sálavého tepla R l na povrchu obvodového plášťa budovy, m 2, o C / W, rovný rozdielu teplôt na plochách vymieňajúcich si sálavé teplo, pri prechode z povrchu na povrch tepelného toku s plošnou hustotou 1 W. / m2.

Potom možno rovnicu (2.8) prepísať takto:

Odpor R l je prevrátená hodnota koeficientu prestupu tepla sálaním a l:

2.1.4 Tepelný odpor vzduchovej medzery

Pre rovnomernosť, odpor prenosu tepla uzavreté vzduchové medzery umiestnený medzi vrstvami plášťa budovy, tzv tepelná odolnosť R in. p, m 2. približne C / W.

Schéma prestupu tepla vzduchovou medzerou je na obr.5.

Obr.5. Prenos tepla vo vzduchovej medzere

Tepelný tok prechádzajúci vzduchovou medzerou q c. P, W / m 2, pozostáva z prietokov prenášaných tepelnou vodivosťou (2) q t, W/m 2 , konvekcia (1) q to, W/m2 a žiarenia (3) ql, W/m2.

q c. n =qt+q až +q l . (2.12)

V tomto prípade je podiel toku prenášaného žiarením najväčší. Uvažujme uzavretú vertikálnu vzduchovú vrstvu, na ktorej povrchoch je rozdiel teplôt 5 °C. S nárastom hrúbky vrstvy z 10 mm na 200 mm sa podiel tepelného toku sálaním zvyšuje zo 60 %. na 80 %. V tomto prípade klesá podiel tepla odovzdaného tepelnou vodivosťou z 38 % na 2 % a podiel prúdenia tepla prúdením sa zvyšuje z 2 % na 20 %.

Priamy výpočet týchto komponentov je dosť ťažkopádny. Preto v normatívne dokumenty sú uvedené údaje o tepelnom odpore uzavretých vzduchových priestorov, ktoré v 50. rokoch dvadsiateho storočia zostavil K.F. Fokin na základe výsledkov experimentov M.A. Mikheev. Ak je na jednej alebo oboch plochách vzduchovej medzery tepelne odrážajúca hliníková fólia, ktorá bráni sálavej výmene tepla medzi plochami, ktoré rámujú vzduchovú medzeru, tepelný odpor by sa mal zdvojnásobiť. Pre zvýšenie tepelného odporu uzavretých vzduchových medzier sa odporúča mať na pamäti nasledujúce závery zo štúdií:

1) tepelne účinné sú medzivrstvy malej hrúbky;

2) je racionálnejšie urobiť v plote niekoľko vrstiev malej hrúbky ako jednu veľkú;

3) je žiaduce umiestniť vzduchové medzery bližšie k vonkajšiemu povrchu plotu, pretože v tomto prípade zimný čas tepelný tok sálaním klesá;

4) vertikálne vrstvy vo vonkajších stenách musia byť blokované horizontálnymi membránami na úrovni medzipodlažných stropov;

5) na zníženie tepelného toku prenášaného žiarením môže byť jeden z povrchov medzivrstvy pokrytý hliníkovou fóliou, ktorá má emisivitu približne e=0,05. Prekrytie oboch plôch vzduchovej medzery fóliou výrazne neznižuje prestup tepla v porovnaní s pokrytím jednej plochy.

Otázky na sebaovládanie

1. Aký je potenciál prenosu tepla?

2. Uveďte základné druhy prenosu tepla.

3. Čo je to prenos tepla?

4. Čo je tepelná vodivosť?

5. Aká je tepelná vodivosť materiálu?

6. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný tepelnou vodivosťou vo viacvrstvovej stene pri známych teplotách vnútorných t in a vonkajších t n povrchov.

7. Čo je tepelný odpor?

8. Čo je to konvekcia?

9. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný konvekciou zo vzduchu na povrch.

10. Fyzikálny význam súčiniteľa prestupu tepla konvekciou.

11. Čo je to žiarenie?

12. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný žiarením z jedného povrchu na druhý.

13. Fyzikálny význam súčiniteľa prestupu tepla sálaním.

14. Ako sa nazýva odolnosť proti prestupu tepla uzavretej vzduchovej medzery v obvodovom plášti budovy?

15. Akej povahy pozostáva celkový tepelný tok vzduchovou medzerou z tepelných tokov?

16. Aký charakter tepelného toku prevláda v toku tepla vzduchovou medzerou?

17. Ako ovplyvňuje hrúbka vzduchovej medzery rozloženie prúdenia v nej.

18. Ako znížiť tok tepla vzduchovou medzerou?

2.1.5 Koeficienty prestupu tepla na vnútornom a vonkajšom povrchu

Uvažujme stenu oddeľujúcu miestnosť s teplotou t in od vonkajšieho prostredia s teplotou t n. Vonkajší povrch konvekciou vymieňa teplo s vonkajším vzduchom a sálavý - s okolitými povrchmi s teplotou t env. n. To isté platí aj zvnútra. Dá sa napísať, že tepelný tok s hustotou q, W / m 2 prechádzajúci stenou sa rovná

kde t env. v a t env. n- teplota povrchov obklopujúcich vnútornú a vonkajšiu rovinu uvažovanej steny o C;

α k. in, α k. n - koeficienty prestupu tepla konvekciou na vnútornom a vonkajšom povrchu steny, m 2. o C / W;

α l. c, al. n - koeficienty prestupu sálavého tepla na vnútorných a vonkajších plochách steny, m 2. o C / W.

V inžinierskych výpočtoch sa uznáva, že prenos tepla na povrchoch obvodových konštrukcií nie je rozdelený na sálavé a konvekčné zložky. Predpokladá sa, že k absorpcii tepla dochádza na vnútornom povrchu vonkajšieho plotu vo vykurovanej miestnosti, odhadovanej celkovým koeficientom α in, W / (m 2. o C), a na vonkajšom povrchu - prenosu tepla, intenzita ktorý je určený súčiniteľom prestupu tepla α n, W / (m 2 o C). Okrem toho sa všeobecne uznáva, že teplota vzduchu a okolitých povrchov sú navzájom rovnaké, tzn t env. v \u003d t in, a t env. n \u003d t n. Teda

Preto sa pripúšťa, že koeficienty prestupu tepla na vonkajších a vnútorných povrchoch ploty sa rovnajú súčtu koeficientov prenosu tepla sálaním a konvekciou na každej strane:

Súčiniteľ prestupu tepla na vonkajšom alebo vnútornom povrchu je vo fyzikálnom vyjadrení hustota tepelného toku odovzdávaná príslušným povrchom svojmu okoliu (alebo naopak) pri rozdiele teplôt povrchu a okolia 1 o C. prevrátené hodnoty koeficientov prestupu tepla sa bežne nazývajú odolnosť proti prestupu tepla na vnútornej straneR in, m 2. asi C / W, a vonkajšieR n, m 2. o C / W, plochy oplotenia:

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

2.1.6 Prestup tepla cez sendvičovú stenu

Ak je na jednej strane viacvrstvová stena pozostávajúca z n vrstiev, teplota sa udržiava t in a na druhej strane t n t in, potom dochádza k tepelnému toku q, W/m2 (obr. 6).

Tento tepelný tok sa pohybuje z média s teplotou t in, o C, na médium s teplotou t n, o C, prechádzajúce postupne z vnútorného prostredia na vnútorný povrch s teplotou τ v, o C:

q= (1/R c). (t in - τ in), (2.17)

potom z vnútorného povrchu cez prvú vrstvu s tepelným odporom RT,1 na spojenie prvej a druhej vrstvy:

q= (1/RT,1). (τ v -t1), (2.18)

potom cez všetky ostatné vrstvy

q= (1/RT, i). (t i -1 -t i), (2.19)

a nakoniec z vonkajšieho povrchu s teplotou τ n do vonkajšieho prostredia s teplotou t n:

q= (1/R n). (τ n -t n), (2.20)

kde RT,i- tepelný odpor vrstvy s číslom i m2. približne C/W;

R in,R n- odolnosť proti prestupu tepla na vnútorných a vonkajších plochách, m 2. o C / W;

t i -1 - teplota, o C, na styku vrstiev s číslami i-1 a i;

t i- teplota, o C, na styku vrstiev s číslami i a i+1.

Obr.6. Rozloženie teploty pri prenose tepla cez viacvrstvovú stenu

Prepísaním (2.16) - (2.19) vzhľadom na teplotné rozdiely a ich sčítaním dostaneme rovnosť:

t in- t n= q. (R in+R T ,1 +R T ,2 +…+RT, i+…. + RT,n+R n) ( 2.21)

Výraz v zátvorkách - súčet tepelných odporov planparalelných vrstiev plotu umiestnených v sérii pozdĺž priebehu tepelného toku a odporu proti prestupu tepla na jeho plochách sa nazýva celkový odpor prestupu tepla plotu R o, m 2. približne C/W:

R o \u003d R in+ΣR Т, i+R n, (2.22)

a súčet tepelných odporov jednotlivých vrstiev plota - jeho tepelný odpor RT, m 2. približne C/W:

RT =RT,1+R Т,2 +…+R in. p +…. +RT,n, (2.23)

kde RT,1,R Т,2 ,…,RT,n- tepelné odpory jednotlivých planparalelných vrstiev vrstiev obvodovej konštrukcie umiestnených v sérii pozdĺž priebehu tepelného toku, m 2. o C / W, určené vzorcom (2.4);

R in. P- tepelný odpor uzavretej vzduchovej medzery, m 2 o C / W, podľa bodu 2.1.4

Podľa fyzikálneho významu celková odolnosť plotu voči prenosu tepla R o- ide o teplotný rozdiel medzi médiami na rôznych stranách plotu, ktoré tvoria tepelný tok prechádzajúci ním s hustotou 1 W / m 2, pričom tepelný odpor sendvičovej konštrukcie- teplotný rozdiel medzi vonkajším a vnútorným povrchom plotu, ktorý tvorí ním prechádzajúci tepelný tok s hustotou 1 W / m 2, Z (2.22) vyplýva, že tepelný tok q, W/m 2 prechádzajúci plotom je úmerný teplotnému rozdielu médií na rôznych stranách plotu ( t in -t n) a nepriamo úmerné celkovému odporu voči prenosu tepla R o

q= (1/R o). (t in -t n), (2.24)

2.1.7 Znížený odpor voči prenosu tepla

Pri odvodení celkového odporu proti prestupu tepla sa uvažovalo s planparalelným plotom. A povrchy väčšiny moderných obvodových konštrukcií nie sú izotermické, to znamená, že teplota v rôznych častiach vonkajšieho a vnútorného povrchu konštrukcie nie je rovnaká v dôsledku prítomnosti rôznych tepelne vodivých inklúzií prítomných v konštrukcii /

Preto ten koncept znížená odolnosť proti prestupu tepla obvodovej konštrukcie,čo je odpor proti prestupu tepla jednovrstvovej obvodovej konštrukcie rovnakej plochy, cez ktorú prechádza rovnaký tepelný tok so skutočnou konštrukciou s rovnakým rozdielom medzi teplotou vnútorného a vonkajšieho vzduchu. Je dôležité poznamenať, že daný odpor prestupu tepla sa vzťahuje na celú konštrukciu alebo jej časť, a nie na plochu 1 m2. Tepelne vodivé inklúzie môžu byť spôsobené nielen pravidelne kladenými spojmi, ale aj pomerne veľkými prvkami upevnenia fasád na stĺpoch a samotnými stĺpmi, ktoré sa zarezávajú do steny a pripájajú jeden plot k druhému.

Preto znížený odpor konštrukcie (alebo časti konštrukcie) proti prenosu tepla možno určiť výrazom:

kde Q- tepelný tok prechádzajúci konštrukciou (alebo časťou konštrukcie), W;

A- plocha stavby (alebo časti stavby), m2.

Výraz je vo svojom význame plošná spriemerovaná (alebo redukovaná na jednotku plochy) hustota tepelného toku cez štruktúru, to znamená, že sa dá napísať:

Z (2.24) a (2.25) vyplýva:

Obvodové konštrukcie využívajúce účinné tepelnoizolačné materiály sú vyrobené tak, že vrstva tepelnoizolačný materiál pokrýva, pokiaľ je to možné, veľkú plochu konštrukcie. Prierezy tepelne vodivých inklúzií sú čo najmenšie. Preto je možné vyčleniť časť konštrukcie vzdialenú od tepelne vodivých inklúzií. Ak zanedbáme vplyv teplovodivých inklúzií v tejto oblasti, potom jej tepelno-tieniace vlastnosti možno charakterizovať pomocou podmienená odolnosť voči prenosu tepla definovaný vzorcom (2.22). Pomer hodnoty zníženého odporu prestupu tepla konštrukcie k hodnote podmieneného odporu prestupu tepla uvažovaného úseku je tzv. koeficient tepelnej rovnomernosti:

Hodnota súčiniteľa tepelnotechnickej rovnomernosti hodnotí, nakoľko sú využité možnosti tepelnoizolačného materiálu, alebo inak povedané, aký je vplyv tepelne vodivých inklúzií.

Tento koeficient je takmer vždy menší ako jednota.

Jeho rovnosť k jednote znamená, že neexistujú žiadne tepelne vodivé inklúzie a maximálne sa využívajú možnosti použitia vrstvy tepelne izolačného materiálu. Takéto štruktúry však prakticky neexistujú.

Súčiniteľ tepelnotechnickej homogenity sa určuje priamym výpočtom viacrozmerného teplotného poľa konštrukcie alebo zjednodušene pomocou , a v prípade tyčových spojov pomocou .

Prevrátená hodnota zníženého odporu voči prenosu tepla sa nazýva súčiniteľ prestupu tepla obvodovej konštrukcie K, W/m 2. približne C:

Súčiniteľ prestupu tepla plotu Komu sa rovná hustote tepelného toku prechádzajúceho plotom, s rozdielom teplôt médií na jeho opačných stranách 1 o C. Preto tepelný tok q, W / m 2 prechádzajúci plotom v dôsledku prenosu tepla, možno nájsť podľa vzorca:

q= K. (t in -t n). ( 2.30)

2.1.8 Rozloženie teploty v sekcii plotu

Dôležitou praktickou úlohou je vypočítať rozloženie teploty na úseku plotu (obr. 7). Z diferenciálnej rovnice (2.1) vyplýva, že je lineárna vzhľadom na odpor proti prestupu tepla, takže môžeme zapísať teplotu TX v ktorejkoľvek časti plotu:

, (2.31)

kde R x-in a R x-n- odolnosť voči prenosu tepla z vnútorného vzduchu do bodu x a z vonkajšieho vzduchu do bodu x, m 2 o C / W.

Obr.7. rozloženie teploty vo viacvrstvovej stene. a) na stupnici hrúbok vrstiev, b) na stupnici tepelných odporov

Avšak výraz (2.30) sa týka krytu bez narušenia jednorozmernosti tepelného toku. Pre skutočný plot, ktorý sa vyznačuje zníženým odporom proti prestupu tepla, je potrebné pri výpočte rozloženia teploty po priereze plota brať do úvahy pokles odporu pri prestupe tepla. R x-in a R x-n pomocou koeficientu rovnomernosti tepelnej techniky:

Otázky na sebaovládanie

1. Aký je (fyzikálny význam) súčiniteľ prechodu tepla na povrchu?

2. Čo tvorí súčiniteľ prestupu tepla na vonkajšom povrchu plotu?

3. Čo tvorí súčiniteľ prestupu tepla na vnútornej ploche plota?

4. Čo tvorí tepelný odpor viacvrstvového plášťa budovy s planparalelnými vrstvami pozdĺž tepelného toku.

5. Čo tvorí celkový odpor proti prestupu tepla viacvrstvového plášťa budovy s rovinne paralelnými vrstvami pozdĺž tepelného toku. Napíšte vzorec pre celkový odpor voči prenosu tepla.

6. Fyzikálny význam tepelného odporu viacvrstvového plášťa budovy s planparalelnými vrstvami pozdĺž tepelného toku.

7. Fyzikálny význam celkového odporu prestupu tepla viacvrstvového plášťa budovy s rovinne paralelnými vrstvami pozdĺž tepelného toku.

8. Fyzikálny význam zníženého odporu proti prestupu tepla obvodovej konštrukcie.

9. Aký je podmienený odpor prestupu tepla obvodového plášťa budovy.

10. Aký je koeficient tepelnej rovnomernosti obvodového plášťa budovy.

11. Aký je súčiniteľ prechodu tepla obvodovým plášťom budovy?

12. Napíšte vzorec pre odovzdávaný tepelný tok pri prechode tepla z vnútorného prostredia s teplotou t in do vonkajšieho prostredia s teplotou t n cez viacvrstvovú stenu.

13. Nakreslite kvalitatívny obraz rozloženia teplôt v dvojvrstvovej stene pri známych teplotách okolia t in a t n, ak λ 1 >λ 2.

14. Nakreslite kvalitatívny obraz rozloženia teploty v dvojvrstvovej stene pri známych teplotách okolia t in a t n, ak λ 1

15. Napíšte vzorec na určenie teploty vnútorného povrchu dvojvrstvovej steny v pri známych teplotách médií t in a t n, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, súčiniteľoch tepelnej vodivosti λ 1 a λ 2.

16. Napíšte vzorec na určenie teploty vonkajšieho povrchu dvojvrstvovej steny τ n in pri známych teplotách médií t in a t n, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, súčiniteľoch tepelnej vodivosti λ 1 a λ 2.

17. Napíšte vzorec na určenie teploty medzi vrstvami dvojvrstvovej steny t pri známych teplotách média t in a t n, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, súčiniteľoch tepelnej vodivosti λ 1 a λ 2.

18. Napíšte vzorec na určenie teploty t x v ľubovoľnom reze viacvrstvovej steny pri známych teplotách média t in a t n, hrúbkach vrstiev, súčiniteľoch tepelnej vodivosti.

2.2 Vlhkostný režim obvodových konštrukcií

Vlhkostný režim plotov úzko súvisí s ich tepelným režimom, preto sa študuje v rámci stavebnej tepelnej fyziky. Vlhčenie stavebných materiálov v plotoch nepriaznivo ovplyvňuje hygienickú a prevádzkovú výkonnosť budov.

2.2.1 Príčiny vlhkosti v plotoch

Spôsoby prenikania vlhkosti do plotov sú rôzne a opatrenia na zníženie vlhkosti stavebných materiálov v nich závisia od príčiny vlhkosti. Tieto dôvody sú nasledovné.

Konštrukčná (počiatočná) vlhkosť, teda vlhkosť zostávajúca v plote po postavení stavby. Množstvo stavebných procesov je „mokrých“, napríklad betónovanie, kladenie tehál a kusových tvárnic: pórobetón, keramzitbetón a iné, omietanie. Na skrátenie trvania mokrých stavebných procesov v zimných podmienkach sa používajú suché procesy. Napríklad sadrové hydrofobizované panely s perom a drážkou sú umiestnené vo vnútorných vrstvách vonkajších stien sekcie po podlahe. Prostý vnútorná omietka nahradené sadrokartónovými doskami.

Stavebná vlhkosť musí byť z plotov odstránená v prvých 2 - 3 rokoch prevádzky objektu. Preto je veľmi dôležité, aby v ňom dobre fungovali vykurovacie a vetracie systémy, ktoré znesú dodatočnú záťaž spojenú s vyparovaním vody.

zemná vlhkosť, vlhkosť, ktorá dokáže preniknúť do plota zo zeme kapilárnym nasávaním. Aby sa do plotu nedostala zemná vlhkosť, stavitelia inštalujú hydroizolačné a parotesné vrstvy. Pri poškodení hydroizolačnej vrstvy môže vzlínať zemná vlhkosť cez kapiláry v stavebných materiáloch stien do výšky 2 - 2,5 m nad terén.

atmosférickej vlhkosti, ktoré môžu preniknúť cez plot pri šikmom daždi, keď strechy zatekajú v oblasti ríms a pri poruche vonkajších odtokov. Najsilnejší vplyv dažďovej vlhkosti pozorujeme pri plnej oblačnosti s dlhotrvajúcim mrholením s vetrom, s vysokou vlhkosťou vonkajšieho vzduchu. Aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti do steny z navlhčeného vonkajšieho povrchu, používajú sa špeciálne textúrované vrstvy, ktoré zle prechádzajú kvapalnou fázou vlhkosti. Pozornosť sa venuje tesneniu spojov stenové panely vo veľkopanelovej bytovej výstavbe, na utesnenie obvodov okien a iných otvorov.

Prevádzková vlhkosť sa dostane do oplotenia z vnútorných zdrojov: pri výrobných procesoch spojených s používaním alebo vypúšťaním vody, pri mokrom čistení priestorov, pri prestávkach vo vodovodných a kanalizačných sieťach. Pri pravidelnom používaní vody v interiéri sa vyrábajú vodotesné podlahy a steny. V prípade havárií je potrebné čo najskôr odstrániť vlhkosť z plášťa budovy.

Hygroskopická vlhkosť umiestnené vo vnútri krytu kvôli hygroskopickosti jeho materiálov. Hygroskopickosť je vlastnosť materiálu absorbovať (sorbovať) vlhkosť zo vzduchu. Pri dlhodobom pobyte stavebného výrobku na vzduchu s konštantnou teplotou a relatívnou vlhkosťou sa množstvo vlhkosti obsiahnuté v materiáli nemení (rovnováha). Táto rovnováha obsahu vlhkosti zodpovedá hygrotermálnemu stavu vonkajšieho vzduchovo-vlhkého prostredia a v závislosti od vlastností materiálu ( chemické zloženie, pórovitosť atď.) môže byť väčšia alebo menšia. V plotoch je nežiaduce používať materiály s vysokou hygroskopicitou. Súčasne sa praktizuje používanie hygroskopických náplastí (vápno) na miestach, kde sa ľudia pravidelne zdržiavajú, napríklad v kostoloch. Steny, ktoré absorbujú vlhkosť pri zvlhčení vzduchu a uvoľňujú ju, keď vlhkosť vzduchu klesá, vraj „dýchajú“.

parná vlhkosť, nachádzajúce sa vo vzduchu, vypĺňajúce póry stavebných materiálov. Za nepriaznivých podmienok môže vo vnútri plotov kondenzovať vlhkosť. Vyhnúť sa negatívne dôsledky kondenzácii vlhkosti vo vnútri plotu, musí byť správne navrhnutý, aby sa znížilo riziko kondenzácie a vytvorili sa podmienky pre úplné vysušenie vlhkosti skondenzovanej počas zimy v lete.

skondenzovanej vlhkosti na vnútorných plochách plotov pri vysokej vlhkosti vnútorného vzduchu a teplote vnútorného povrchu plotu je pod rosným bodom. Opatrenia na boj proti vlhnutiu vnútorného povrchu plotov sú spojené s vetraním priestorov, ktoré znižuje vlhkosť vnútorného vzduchu, a s izoláciou obvodového plášťa budovy, ktorá vylučuje pokles teploty, a to ako na hladkom povrchu. plotu a v miestach tepelne vodivých inklúzií.

2.2.2 Negatívne účinky vlhčenia vonkajších priestorov

Je známe, že so zvýšením obsahu vlhkosti v materiáloch tepelné vlastnosti oplotenie zvýšením súčiniteľa tepelnej vodivosti materiálov, čo vedie k zvýšeniu tepelných strát objektu a vysokej spotrebe energie na vykurovanie.

Tepelná vodivosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa vlhkosťou materiálu v dôsledku skutočnosti, že voda v póroch materiálu má súčiniteľ tepelnej vodivosti asi 0,58 W/m o C, čo je 22-krát viac ako u vzduchu. Vysoká intenzita zvýšenia tepelnej vodivosti materiálu pri nízkej vlhkosti je spôsobená tým, že pri navlhčení materiálu dochádza najskôr k naplneniu malých pórov a kapilár vodou, čo má vplyv na tepelnú vodivosť materiálu. väčší ako účinok veľkých pórov. Súčiniteľ tepelnej vodivosti sa zvyšuje ešte výraznejšie, ak mokrý materiál zamrzne, pretože ľad má tepelnú vodivosť 2,3 W / m o C, čo je 80-krát viac ako vzduch. Nie je možné stanoviť všeobecnú matematickú závislosť tepelnej vodivosti materiálu od jeho vlhkosti pre všetky stavebné materiály, pretože je značne ovplyvnená tvarom a umiestnením pórov. Vlhčenie stavebných konštrukcií vedie k zníženiu ich tepelnoizolačných vlastností, čo vedie k zvýšeniu súčiniteľa tepelnej vodivosti vlhkého materiálu.

Na vnútorných plochách krytu s mokrými vrstvami sa vytvára nižšia teplota ako pri suchých vrstvách, čo vytvára nepriaznivé radiačné prostredie v miestnosti. Ak je teplota na povrchu plotu pod rosným bodom, môže sa na tomto povrchu vytvárať kondenzácia. Vlhký stavebný materiál je neprijateľný, pretože je v ňom priaznivým prostredím pre rozvoj húb, plesní a iných mikroorganizmov, ktorých spóry a drobné čiastočky spôsobujú u ľudí alergie a iné ochorenia. Zhoršuje sa teda vlhnutie stavebných konštrukcií hygienické vlastnosti ploty.

Čím vyšší je obsah vlhkosti v materiáli, tým je materiál menej mrazuvzdorný, a preto je krátkodobý. Voda mrzne v póroch materiálov a na spojoch vrstiev a tieto póry láme, pretože voda sa pri premene na ľad zväčšuje. Deformácia sa vyskytuje aj v plotoch vystavených vlhkosti, ale vyrobených z materiálov, ktoré nie sú odolné voči vlhkosti, ako je preglejka, sadra. Preto je použitie materiálov, ktoré nie sú odolné voči vlhkosti, vo vonkajších krytoch obmedzené. Preto môže mať navlhčenie stavebných materiálov negatívny vplyv na technické kvality ploty.

2.2.3 Vzťah vlhkosti k stavebným materiálom

Podľa povahy jeho interakcie s vodou pevné telesá sa delia na mokrý (hydrofilný) a nezmáčateľné (hydrofóbne). Hydrofilné stavebné materiály zahŕňajú betón, sadru a spojivá na vodnej báze. Na hydrofóbne - bitúmen, živice, minerálna vlna na nezmáčateľných spojivách. Hydrofilné materiály aktívne interagujú s vodou, zatiaľ čo čiastočne zmáčateľné a nezmáčateľné materiály interagujú menej aktívne.

Faktor výrazne ovplyvňujúci charakter interakcie materiálu s vlhkosťou vo vzduchu, alebo v priamom kontakte s vodou je kapilárno-porézna štruktúra väčšina stavebných materiálov. Pri interakcii s vlhkosťou sa môžu meniť fyzikálne, mechanické a tepelné vlastnosti stavebných materiálov.

Pre správne pochopenie spôsobov pohybu vlhkosti v obvodových plášťoch budov a spôsobov predchádzania nepriaznivým procesom alebo ich následkom je potrebné poznať formy komunikácie medzi vlhkosťou a stavebnými materiálmi.

Podložený systém energetickej klasifikácie vzťahu medzi vlhkosťou a materiálom vyvinul akademik P.A. Rebinder. Podľa charakteru energie viazania vlhkosti na látku a veľkosti energetickej hladiny sa rozlišujú tri typy tohto spojenia.

Chemická forma väzby vlhkosť s materiálom je najodolnejšia, pretože vlhkosť je v tomto prípade nevyhnutná pre chemické reakcie. Takáto vlhkosť je súčasťou štruktúrnej mriežky materiálov, ako sú kryštalické hydráty, a nezúčastňuje sa procesov výmeny vlhkosti. Preto pri zvažovaní procesov prenosu vlhkosti cez plot ho možno ignorovať.

Fyzikálno-chemická väzba vlhkosť so stavebnými materiálmi sa prejavuje adsorpciou na vnútornom povrchu pórov a kapilár materiálu. Adsorbovaná vlhkosť sa delí na vlhkosť primárnych monomolekulových vrstiev, ktorá sa vyznačuje vysokou energetickou úrovňou väzby s povrchom hydrofilných materiálov, a vlhkosť následných polymolekulových vrstiev, ktoré tvoria vodný film držaný kapilárnymi silami. Na odstránenie monomolekulovej a čiastočne polymolekulovej vlhkosti, prirodzené vysychanie sily v konvenčnom prírodné podmienky a podmienky miestnosti. K fyzikálno-chemickej forme väzby patrí aj osmoticky (štrukturálne) viazaná vlhkosť v rastlinných bunkách organických materiálov rastlinného pôvodu. Túto vlhkosť je možné odstrániť prirodzeným sušením.

Fyzikálno-mechanické spojenie určuje zadržiavanie vlhkosti v póroch a kapilárach silami kapilárneho tlaku a zmáčaním hydrofilných materiálov. Táto vlhkosť sa pohybuje vo vnútri materiálu, keď tlaky prevyšujú kapilárny tlak a odparuje sa z povrchových vrstiev konštrukcií počas prirodzeného vysychania. Väzba medzi vodou a mikrokapilárami má najvyššiu fyzikálnu a mechanickú pevnosť.

2.2.4 Vlhký vzduch

Atmosférický vzduch sa skladá z kyslíka, dusíka, oxid uhličitý a malé množstvo inertných plynov vždy obsahuje nejakú vlhkosť vo forme vodnej pary. Zmes suchého vzduchu a vodnej pary je tzv vlhký vzduch.

S dostatočnou presnosťou pre technické výpočty to môžeme predpokladať vlhký vzduch dodržiava všetky zákony ideálnej zmesi plynov. Každý plyn, vrátane pary, ktorá je súčasťou zmesi, zaberá rovnaký objem ako celá zmes.

Para je pod ním čiastočný tlak, ktorá je určená Mendelejevovou-Klaiperonovou rovnicou:

kde M i- hmotnosť i-tého plynu, v tomto prípade vodnej pary, kg;

R- univerzálna plynová konštanta, rovná 8 314,41 J / (kmol. K);

T- teplota zmesi v absolútnom meradle, K;

V- objem, ktorý zaberá zmes plynov, m 3;

μ i- molekulová hmotnosť plynu, kg/mol. Pre vodnú paru μ p \u003d 18,01528 kg / kmol.

Súčet parciálnych tlakov plynných zložiek zmesi je podľa Daltonovho zákona plný tlak zmesi. Vlhký vzduch sa považuje za binárna zmes, skladajúci sa z vodná para a suchá časť atmosférický vzduch , ktorého efektívna molekulová hmotnosť je μ v ≈ 29 kg/mol. barometrický tlak vlhkého vzduchu P b, Pa, je súčet parciálneho tlaku suchého vzduchu e st, Pa a parciálneho tlaku pary e p, Pa:

Parciálny tlak vodnej pary je tiež tzv tlak vodnej pary.

Na charakterizáciu miery zvlhčovania vzduchu sa používa pojem relatívna vlhkosťφ in, ktorý ukazuje stupeň nasýtenia vzduchu vodnou parou v % alebo zlomkoch jednotky plného nasýtenia pri rovnakej teplote a tlaku.

Pri relatívnej vlhkosti 100% je vzduch úplne nasýtený vodnou parou a je tzv bohatý. Parciálny tlak nasýtenej vodnej pary sa tiež nazýva saturačný tlak vzduch, vodná para príp maximálny tlak vodnej pary a označujú E. Hodnota relatívnej vlhkosti φ in sa rovná pomeru parciálneho tlaku vodnej pary e p vo vlhkom vzduchu pri určitom atmosferický tlak a teplota až saturačný tlak E za rovnakých podmienok:

alebo φ, %. (2,36)

Parciálny tlak nasýtenej vodnej pary - maximálna elasticita vodnej pary - pri danom barometrickom tlaku je iba funkciou teploty t:

Jeho hodnoty sú určené experimentálne a sú uvedené v špeciálnych tabuľkách. Okrem toho existuje množstvo vzorcov, ktoré aproximujú závislosť E od teploty. Napríklad vzorce uvedené v:

nad ľadovou plochou pri teplote -60 o C až 0 o C

, (2.38)

nad hladinou čistej vody pri teplote 0 °C až 83 °C

, (2.39)

Hygienici považujú rozsah relatívnej vlhkosti od 30 % do 60 % za normálny pre pobyt človeka. Pri relatívnej vlhkosti vzduchu nad 60% je odparovanie vlhkosti z pokožky človeka sťažené a jeho zdravotný stav sa zhoršuje. Pri nižšej relatívnej vlhkosti ako 30% sa zvyšuje odparovanie z povrchu pokožky a slizníc človeka, čo spôsobuje suchú pokožku, bolesti hrdla, čo prispieva k prechladnutiu.

So zvýšením teploty vzduchu danej absolútnej vlhkosti jeho relatívna vlhkosť klesá, pretože v súlade so vzorcom (2.36) zostane hodnota parciálneho tlaku vodnej pary nezmenená a saturačný tlak sa zvýši v dôsledku zvýšenia teploty. Naopak, keď sa vzduch ochladí, relatívna vlhkosť vzrastie v dôsledku poklesu saturačného tlaku E. Keď sa vzduch ochladzuje pri určitej teplote, keď sa e p rovná E, relatívna vlhkosť vzduchu sa rovná na 100 %, to znamená, že vzduch sa úplne nasýti vodnou parou. Teplota t p, o C, pri ktorej je vzduch s určitou absolútnou vlhkosťou v stave úplného nasýtenia, sa nazýva tzv. rosný bod. Ak sa vzduch ochladí pod rosný bod, časť vlhkosti začne zo vzduchu kondenzovať. V tomto prípade vzduch zostane nasýtený vodnou parou a tlak nasýtenia vzduchu E sa zníži podľa dosiahnutej teploty. Okrem toho bude teplota vzduchu v každom časovom okamihu rosným bodom pre vytvorenú absolútnu vlhkosť vzduchu.

Keď sa vlhký vzduch dostane do kontaktu s vnútorným povrchom vonkajšieho krytu, ktorý má teplotu τ pod rosným bodom vzduchu t p, vodná para bude na tomto povrchu kondenzovať. Podmienkou pre neprítomnosť kondenzácie na vnútornom povrchu plotu a v jeho hrúbke je teda udržanie teploty nad rosným bodom, čo znamená, že parciálny tlak vodnej pary v každom bode v úseku plota by mal byť menší ako saturačný tlak.

2.2.5 Vlhkosť materiálu

V kapilárno-poréznych materiáloch v prirodzenom vzdušnom prostredí je vždy určité množstvo chemicky neviazanej vlhkosti. Ak sa vzorka prírodného materiálu vysuší, jeho hmotnosť sa zníži. Vlhkosť hmotnosti materiálω v, %, je určené pomerom hmotnosti vlhkosti obsiahnutej vo vzorke k hmotnosti vzorky v suchom stave:

, (2.40)

kde M 1- hmotnosť mokrej vzorky, kg,

M 2- hmotnosť suchej vzorky, kg.

Hromadná vlhkosťω asi, %, je určené pomerom objemu vlhkosti obsiahnutej vo vzorke k objemu vzorky:

kde V 1- objem vlhkosti vo vzorke, m 3, V 2- objem samotnej vzorky, m 3 .

Existuje vzťah medzi hmotnosťou ω in a objemovým obsahom vlhkosti ω v materiáli:

, (2.42)

kde ρ - hustota materiálu v suchom stave, kg / m 3.

Vo výpočtoch sa často používa vlhkosť.

2.2.6 Sorpcia a desorpcia

Pri dlhodobom pobyte vzorky materiálu vo vlhkom vzduchu s konštantnou teplotou a relatívnou vlhkosťou sa hmotnosť vlhkosti obsiahnutá vo vzorke nezmení - rovnováha. So zvyšovaním relatívnej vlhkosti vzduchu sa hmotnosť vlhkosti v materiáli zvyšuje a so zvyšujúcou sa teplotou klesá. Ide o rovnovážnu vlhkosť materiálu, zodpovedajúcu tepelnému a vlhkostnému stavu vzdušného prostredia, v závislosti od chemického zloženia, pórovitosti a niektorých ďalších vlastností materiálu môže byť viac alebo menej. Proces vlhčenia suchého materiálu umiestneného vo vlhkom vzdušnom prostredí je tzv sorpcia a proces znižovania obsahu vlhkosti nadmerne vlhkého materiálu v prostredí vlhkého vzduchu - desorpcia.

Vzorec zmeny rovnovážneho obsahu vlhkosti materiálu vo vzdušnom prostredí s konštantnou teplotou a rastúcou relatívnou vlhkosťou vyjadruje sorpčná izoterma.

Pre veľkú väčšinu stavebných materiálov sa sorpčná a desorpčná izoterma nezhodujú. Rozdiel v hmotnostnej vlhkosti stavebného materiálu pri rovnakej relatívnej vlhkosti vzduchu φ sa nazýva sorpčná hysterézia. Obrázok 8 znázorňuje izotermy sorpcie a desorpcie vodnej pary pre penový kremičitan. na . Z obr. 8 je zrejmé, že napríklad pre φ = 40 % počas sorpcie má silikátová pena hmotnostný obsah vlhkosti ω в = 1,75 % a počas desorpcie ω в = 4 %, preto je hysterézia sorpcie 4 -1,75 = 3,25 %.

Obr.8. Hmotnostný obsah vlhkosti penového kremičitanu počas sorpcie (1) a desorpcie (2)

Hodnoty sorpčnej vlhkosti stavebných materiálov sú uvedené v rôznych literárnych zdrojoch, napríklad v.

2.2.7 Paropriepustnosť plotov

Vylúčenie kondenzácie vodnej pary na vnútornom povrchu plotu nemôže zaručiť absenciu kondenzácie vlhkosti v hrúbke plotu.

Vlhkosť v stavebnom materiáli môže byť v troch rôznych fázach: tuhá, kvapalná a para. Každá fáza sa šíri podľa vlastného zákona. V klimatických podmienkach Ruska je najnaliehavejším problémom pohyb vodnej pary v zime. Z experimentálnych štúdií je známe, že potenciál prenosu pary- jeho hnacou silou je parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu e, Pa. Vo vnútri stavebných materiálov plotu je vlhký vzduch v póroch materiálu. Para prechádza z vyššieho parciálneho tlaku na nižší.

V chladnom období je vnútorná teplota vzduchu oveľa vyššia ako vonku. Vyššia teplota zodpovedá viac vysoký tlak nasýtenia vodnou parou E. Napriek tomu, že relatívna vlhkosť vnútorného vzduchu je nižšia ako relatívna vlhkosť vonkajšieho vzduchu, parciálny tlak vodnej pary vo vnútornom vzduchu e in výrazne prevyšuje parciálny tlak vodnej pary vo vonkajšom vzduchu e n. Preto prúd pary smeruje z miestnosti von. Proces prenikania pary cez plot sa týka difúzne procesy. Inými slovami, vodná para difunduje cez plot. Difúzia je čisto molekulárny jav, ktorým je nahradenie molekúl jedného plynu molekulami druhého, v tomto prípade nahradenie molekúl suchého vzduchu v póroch stavebných materiálov molekulami vodnej pary. A proces difúzie vodnej pary cez ploty sa nazýva paropriepustnosť.

Aby sme sa vyhli nejasnostiam v terminológii, okamžite to stanovíme paropriepustnosť- ide o vlastnosť materiálov a z nich vyrobenej konštrukcie prepúšťať cez seba vodnú paru a paropriepustnosť je proces prenikania pary cez materiál alebo obal.

Paropriepustnosť μ závisí od fyzikálne vlastnosti materiálu a odráža jeho schopnosť prepúšťať vodnú paru difundujúcu cez seba. Paropriepustnosť materiálu μ sa kvantitatívne rovná difúznemu toku vodnej pary, mg/h, prechádzajúcej cez m 2 plochy kolmej na tok, pričom gradient parciálneho tlaku vodnej pary pozdĺž toku je rovný 1 Pa/m. .

Vypočítané hodnoty μ sú uvedené v referenčných tabuľkách. Navyše pre izotropné materiály μ nezávisí od smeru toku vlhkosti a pre anizotropné (drevo, iné materiály s vláknitou štruktúrou alebo lisované) sú hodnoty μ uvedené v závislosti od pomeru smerov vlhkosti. prúdenie pary a vlákien.

Paropriepustnosť pre tepelnoizolačné materiály, spravidla voľné a s otvorenými pórmi, má veľké hodnoty, napríklad pre dosky z minerálnej vlny na syntetickom spojive s hustotou ρ = 50 kg / m 3 je koeficient paropriepustnosti sa rovná μ = 0,60 mg / (hodina m. Pa ). Materiály s väčšou hustotou zodpovedajú nižšiemu koeficientu paropriepustnosti, napríklad ťažký betón na hutnom kamenive má μ = 0,03 mg / (h.m. Pa). Existujú však aj výnimky. Extrudovaná polystyrénová pena, izolácia s uzavretými bunkami, s hustotou ρ = 25 - 45 kg / m 3 má μ = 0,003 - 0,018 mg / (h.m. Pa) a prakticky cez seba neprechádza para.

Používajú sa materiály s minimálnou paropriepustnosťou ako parotesné vrstvy. Pre plošné materiály a tenké vrstvy parozábrana vzhľadom na veľmi malú hodnotu μ sú v referenčných tabuľkách uvedené odpory prestupu pary a hrúbky týchto vrstiev.

Paropriepustnosť vzduchu sa rovná μ=0,0062 m2.h Pa/mg pri absencii konvekcie a μ=0,01 m2.h Pa/mg počas prúdenia. Preto pri výpočte odolnosti proti paropriepustnosti je potrebné mať na pamäti, že parotesné vrstvy plotu, ktoré nezabezpečujú kontinuitu (s medzerami) (parotesná fólia porušená vnútornými väzbami plotu, listové parotesné vrstvy , dokonca aj prekryté, ale bez rozmazania škár parotesným tmelom), bude mať väčšiu paropriepustnosť ako bez zohľadnenia tejto okolnosti.

Z fyziky je známe, že existuje úplná analógia medzi procesmi prestupu pary a tepelným vedením. Navyše sa to pozoruje analóg v procesoch prenosu tepla a prenosu vlhkosti na povrchoch plotu. Preto možno zvážiť analógia medzi zložitými procesmi prenosu tepla a prenosu vlhkosti cez plot. Tabuľka 2 uvádza priame analógy v týchto procesoch.

tabuľka 2

Analógia medzi procesmi prenosu tepla a prenosu vlhkosti počas difúzie pár

tepelné pole

Pole vlhkosti

Teplota

vnútorný vzduch t in o C;

vnútorný povrch τ v o C;

na spojoch vrstiev t i o C;

vonkajší povrch τ n o C;

vonkajší vzduch t n, o S.

Parciálny tlak vodnej pary:

vo vnútornom vzduchu e in Pa;

na vnútornom povrchu e VP Pa;

na spojoch vrstiev ei Pa;

vonkajší povrch e np Pa;

vo vonkajšom vzduchu e n, Pa.

Tepelná vodivosť materiálu

λ , W / (m. o C)

Paropriepustnosť materiálu

μ, mg/ (h.m. Pa)

Tepelne odporová vrstva

hrúbka δ, m,

RT=δ/ λ , m 2. cca C/W

Vrstva odolná voči parám hustý δ , m,

R p \u003d 5 / μ, m2. h. Pa / mg (2,43)

Koeficienty prestupu tepla

na vnútornej ploche α in, W / (m 2. o C);

na vonkajšom povrchu α n, W / (m 2. o C).

Koeficienty návratnosti vlhkosti

na vnútornom povrchu β in, mg / (hodiny m 2. Pa);

na vonkajšom povrchu β n, mg / (hodiny m 2. Pa).

Odolnosť voči prenosu tepla na povrchoch plotu

na vnútornej strane R v \u003d 1 / α in, m 2. o C / W;

na vonkajšej strane R n \u003d 1 / α n, m 2. o C / W;

Odolnosť proti uvoľneniu vlhkosti na povrchoch plotu

na vnútornom R p v \u003d 1 / β v, m2 h, Pa / mg; (2,44)

na vonkajšom R p n \u003d 1 / β n, m 2 h Pa / mg. (2,45)

Celkový odpor plotu prestupu tepla

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

Celková odolnosť plotu proti prestupu pary

R asi. p \u003d R p. v + Σδ / λ + R p. n, m 2. h. Pa / mg (2,46)

Hustota tepelného toku cez plot

q \u003d (t v -t n) / R o, W / m2

Hustota difúzneho toku vlhkosti cez plot

g \u003d (e v -e n) / R o. p, mg / (h. m 2) (2,47)

Podľa jeho fyzikálneho významu paropriepustná vrstva ploty - to je rozdiel v elasticite vodnej pary, ktorá musí byť vytvorená na povrchoch vrstvy tak, aby prúd pary 1 mg / h difundoval cez 1 m 2 jej plochy.

Celková odolnosť obvodovej konštrukcie proti paropriepustnosti(pri difúzii pár) je súčet odporu proti paropriepustnosti všetkých jeho vrstiev a odporu proti výmene vlhkosti na jeho povrchoch, ako vyplýva z výrazu (2.43).

Koeficient prenosu vlhkosti sa spravidla nepoužíva v technických výpočtoch celkovej odolnosti voči paropriepustnosti, vo výpočtoch používajú priamo odpor voči prenosu vlhkosti na povrchy, za predpokladu, že ich hodnoty sa rovnajú R p. v = 0,0267 m2 h Pa / mg, R p n \u003d 0,0052 m2 h Pa / mg.

Elasticita vodnej pary difundujúcej cez plot, keď prechádza cez jeho hrúbku, sa bude meniť medzi hodnotami e a e n. Ak chcete zistiť parciálny tlak vodnej pary e x v ktorejkoľvek časti oplotenia (obr. 9), použite vzorec podobný vzorcu (2.30) na určenie rozloženia teploty v časti oplotenia:

kde R p in-x, R p n-x- odolnosť voči paropriepustnosti z bodu x do vnútorného a vonkajšieho vzduchu, m 2. h Pa / mg.

Obr.9. Rozloženie parciálneho tlaku a saturačného tlaku vodnej pary cez úsek plotu

Otázky na sebaovládanie.

1. Príčiny straty vlhkosti na povrchu alebo v hrúbke plotu.

2. Negatívne dôsledky straty vlhkosti na povrchu alebo v hrúbke plotu.

3. Aký je rozdiel medzi hydrofilnými stavebnými materiálmi a hydrofóbnymi?

4. Aká je štruktúra väčšiny stavebných materiálov?

5. Aké tri typy väzby vlhkosti so stavebným materiálom poznáte podľa povahy väzbovej energie a veľkosti úrovne energie?

6. Čo je vlhký vzduch?

7. Aký je parciálny tlak vodnej pary vo vlhkom vzduchu?

8. Čo tvorí barometrický tlak vlhkého vzduchu?

9. Čo je to relatívna vlhkosť?

10. Aký vzduch sa nazýva nasýtená vodná para?

11. Aká teplota sa nazýva rosný bod?

12. Aké sú podmienky pre absenciu kondenzátu na ktoromkoľvek mieste v časti obvodového plášťa budovy?

13. Ako sa určuje hmotnostná vlhkosť materiálu?

14. Ako sa určuje objemová vlhkosť materiálu?

15. Aká je rovnovážna vlhkosť materiálu?

16. Čo je sorpcia a desorpcia? *

17. Aký je prejav sorpčnej hysterézy?

18. Aký je potenciál prestupu vodnej pary v obvodových plášťoch budov?

19. Aká je difúzia pár cez plot?

20. Čo je paropriepustnosť?

21. Čo je paropriepustnosť?

22. Čo sa kvantitatívne rovná paropriepustnosti materiálu μ?

23. Čo je to parozábrana?

24. Fyzikálny význam odolnosti proti paropriepustnosti vrstvy?

25. Aký je celkový odpor proti paropriepustnosti obvodového plášťa budovy?

26. Napíšte vzorec pre celkovú odolnosť plotu proti paropriepustnosti.

27. Ako určiť parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu pri známej teplote t in a relatívnej vlhkosti φ in?

28. Čo určuje tlak nasýtenej vodnej pary?

29. Nakreslite kvalitatívny obraz rozloženia parciálneho tlaku vodnej pary v dvojvrstvovej stene pri známych tlakoch v prostredí e in a e n, ak μ 1 > μ 2.

30. Nakreslite kvalitatívny obraz rozloženia parciálneho tlaku vodnej pary v dvojvrstvovej stene pri známych tlakoch v prostredí e in a e n, ak μ 1

31. Napíšte vzorec na určenie parciálneho tlaku vodnej pary na vnútornom povrchu dvojvrstvovej steny e ext. pov pri známych tlakoch v médiách ein a en, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, paropriepustnosti μ 1 a μ 2.

32. Napíšte vzorec na určenie parciálneho tlaku vodnej pary na vonkajšom povrchu dvojvrstvovej steny e n. pov pri známych tlakoch v médiách ein a en, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, paropriepustnosti μ 1 a μ 2.

33. Napíšte vzorec na určenie parciálneho tlaku vodnej pary medzi vrstvami dvojvrstvovej steny e pri známych tlakoch v médiách ein a e n, hrúbkach vrstiev δ 1 a δ 2, paropriepustnosti μ 1 a μ 2.

34. Napíšte vzorec na určenie parciálneho tlaku vodnej pary e x v ľubovoľnom úseku viacvrstvovej steny pri známych tlakoch v médiách ein a e n, hrúbkach vrstiev δ i, paropriepustnosti μ i.

2.3 Priedušnosť vonkajších krytov

2.3.1 Základy

priedušnosť nazývaná vlastnosť stavebných materiálov a obvodových konštrukcií nechať cez ne prúdiť vzduch, priedušnosť zohľadnite aj spotrebu vzduchu v kg, ktorý prejde 1m 2 plota za hodinu G, kg/(m 2. h).

priedušnosť Cez ploty sa nazýva proces prenikania vzduchu cez ich netesnosti. Prenikanie vzduchu zvonku dovnútra je tzv infiltrácia a z miestnosti von - exfiltrácia.

Existujú dva typy únikov, cez ktoré filtrácia vzduchu: pórov stavebných materiálov a cez sloty. Medzery tvoria spoje stenových panelov, medzery v rámoch okien a v miestach, kde okno prilieha k rámu okna a pod. Ibaže cez priečna filtrácia, pri ktorej vzduch prechádza cez plot v smere. kolmo na povrch plota, existuje podľa terminológie R.E. Briling, ďalšie dva typy filtrácie - pozdĺžne a vnútorné.

Vo všeobecnosti platí, že všetky vonkajšie kryty majú priedušnosť, ale pri výpočte tepelných strát sa zvyčajne berie do úvahy iba infiltrácia cez okná, balkónové dvere a vitráže. Normy hustoty zostávajúcich plotov vylučujú možnosť priechodnosti vzduchu, čo výrazne ovplyvňuje tepelnú bilanciu miestnosti.

Ako už bolo spomenuté v kapitole 2, zvnútra sa vytvorí hustá vrstva na parotesnú bariéru obvodových konštrukcií. Táto vrstva je zvyčajne dostatočne vzduchotesná pre priečnu filtráciu. Ak však fasádna vrstva nie je zvonka hustá, môže dôjsť k pozdĺžnej filtrácii, čo znamená, že pod vplyvom vetra studený vonkajší vzduch prechádza do plášťa budovy a vystupuje z neho inam. To spôsobuje dodatočné tepelné straty.

V moderných vonkajších stenách s prevetrávanou fasádou vo vrstvách minerálnej vlny, penového polystyrénu alebo iných penových materiálov možno pozorovať pozdĺžnu filtráciu, ktorá lokálne znižuje znížený odpor týchto konštrukcií v dôsledku odvodu tepla prefiltrovaným vzduchom do atmosféry.

Aj keď je na oboch stranách obvodovej konštrukcie zabezpečená dobrá ochrana proti prenikaniu vzduchu a vnútorné vrstvy sú vyrobené z priedušných materiálov, môže dôjsť k pohybu vzduchu vo vnútri konštrukcie v dôsledku teplotného rozdielu v hrúbke plotu, podobne ako pri pohybe vzduchu v uzavretých vzduchových priestoroch. Vnútorná filtrácia však vo všeobecnosti výrazne nezvýši koeficient prestupu tepla plotu.

Infiltrácia a exfiltrácia a vo všeobecnosti akákoľvek filtrácia vzduchu vzniká pod vplyvom pokles celkového tlaku vzduchu ∆ P, Pa, z rôznych strán plota.

teda potenciál leteckej dopravy cez materiály a obvodové konštrukcie je rozdiel v tlaku vzduchu zvnútra budovy a zvonku. Vysvetľuje sa to po prvé odlišnou hustotou studeného vonkajšieho vzduchu a teplého vnútorného vzduchu - gravitačná zložka a po druhé, pôsobením vetra, ktorý vytvára kladný dodatočný tlak v prichádzajúcom prúdení z náveternej strany a riedenie zo záveternej strany - veterná zložka.

2.3.2 Tlakový rozdiel na vonkajšom a vnútornom povrchu plotov

Je známe, že v plynovom stĺpci je statická gravitačný tlak variabilná vo výške.

gravitačný tlak R gr, Pa, v ktoromkoľvek bode vonkajšieho vzduchu vo výške h z povrchu zeme,

(2.49)

kde R atm-atmosférický tlak na úrovni referenčnej nuly, Pa;

g- zrýchlenie voľného pádu, m/s 2 ;

ρ n- hustota vonkajšieho vzduchu, kg/m 3 .

Tlak vetra P vietor, Pa bude v závislosti od smeru vetra na rôznych povrchoch budovy rôzny, čo je vo výpočtoch zohľadnené aerodynamickým koeficientom C, ktorý ukazuje, aký podiel dynamického tlaku vetra tvorí statický tlak. na náveternej, bočnej a záveternej fasáde.

Nadmerný statický tlak vetra na budovu je úmerný dynamickému tlaku vetra ρ n.v2/2 pri jeho rýchlosti v, pani.

Rýchlosti vetra sa merajú na meteorologických staniciach vo výške 10 m od zeme na otvorenom priestranstve.

V budovách a výškach sa rýchlosť vetra mení. Aby sa zohľadnila zmena rýchlosti vetra v rôznych typoch terénu a v rôznych výškach, použije sa koeficient k dyn, ktorých hodnoty sú regulované SNiP 2.01.07-85 *. Koeficient k dyn, berúc do úvahy zmenu tlaku vetra s výškou h, tam sa uvádza v závislosti od typu terénu. Akceptované sú nasledujúce typy terénu:

A - otvorené pobrežia morí, jazier a nádrží, púšte, stepi, lesostepi, tundra;

B - mestské oblasti, lesy a iné oblasti rovnomerne pokryté prekážkami vyššími ako 10 m;

C - mestské časti s budovami nad 25 m vysokými.

Za umiestnenie stavby sa v lokalite tohto typu považuje, ak je táto lokalita zachovaná na náveternej strane stavby vo vzdialenosti 30h - s výškou stavby h do 60 m a 2 km - s vyššou výškou.

V súlade s vyššie uvedeným je tlak vetra na každej fasáde

(2.50)

kde r n- hustota vonkajšieho vzduchu, kg/m 3 ;

v- rýchlosť vetra, m/s;

c - aerodynamický koeficient na vypočítanej fasáde;

k dyn- koeficient pre zohľadnenie zmien tlaku rýchlosti vetra v závislosti od výšky budovy, braný podľa .

Podľa SNiP 2.01.07-85* pre väčšinu budov je hodnota aerodynamického koeficientu na náveternej strane rovná c n=0,8 a na závetrí - c h= - 0,6.

Keďže gravitácia a tlak vetra sú na sebe nezávislé, zistite celkový tlak vonkajšieho vzduchu R Nar na budove sú zložené:

Pre podmienený nulový tlak R podm., Pa, na návrh V.P. Titov, absolútny tlak na záveternú stranu budovy sa odoberá na úrovni prvku budovy najvzdialenejšieho od zemského povrchu, cez ktorý sa môže pohybovať vzduch (horné okno záveternej fasády, výfuková šachta na streche) .

kde c s- aerodynamický koeficient zodpovedajúci záveternej strane budovy;

H- výška budovy alebo výška nad terénom horného prvku, cez ktorý je možný pohyb vzduchu, m.

Potom celkový pretlak R n, Pa, vytvorený vo vonkajšom vzduchu v bode vo výške h budovy, je určený vzorcom:

Obrázok 10 ukazuje diagramy gravitácie R gr, a vietor Р tlaky vetra a úroveň, pri ktorej je akceptovaný podmienený nulový tlak Р arb.

Každá miestnosť vytvára svoj vlastný celkový prebytočný vnútorný tlak, ktorý je súčtom tlaku vytváraného rôznymi tlakmi na fasády budovy Р в, Pa a gravitačným tlakom. R gr, in, Pa.

Keďže teplota vzduchu vo všetkých miestnostiach v budove je približne rovnaká, vnútorný gravitačný tlak závisí len od výšky stredu miestnosti h:

(2.54)

kde r v- hustota vnútorného vzduchu, kg/m 3 .

Obr.10. Tvorba vzduchových prúdov v výšková budova s prirodzeným vetraním

Pre jednoduchosť výpočtov sa vnútorný gravitačný tlak zvyčajne označuje ako vonkajší tlak so znamienkom mínus

(2.55)

Tým sa odstráni premenlivá gravitačná zložka mimo budovy, a preto sa celkový tlak v každej miestnosti po jej výške stáva konštantným.

Hustotu vzduchu ρ, kg/m 3 možno určiť podľa vzorca (2.33):

kde t je teplota vzduchu.

Hodnoty celkového vnútorného pretlaku P v pre rovnako orientované miestnosti jedného poschodia sa môžu líšiť z dôvodu, že pre každú miestnosť sa tvorí vlastná hodnota vnútorného tlaku. Zistenie vnútorných tlakov v priestoroch je úlohou kompletného výpočtu vzduchového režimu objektu, ktorý je dosť prácny. Ale pre zjednodušenie výpočtu sa vnútorný tlak Pin zvyčajne rovná tlaku na schodisku.

Existujú zjednodušené metódy na výpočet vnútorného tlaku v budove. Najbežnejší výpočet platí pre budovy s rovnomerne rozmiestnenými oknami na fasádach, kedy sa podmienene konštantný vnútorný tlak v budove berie ako polovičný súčet vetra a gravitačného tlaku podľa výrazu

Druhý, ťažkopádnejší spôsob výpočtu hodnoty P in, Pa, navrhnutý v roku , sa líši od prvého v tom, že tlak vetra sa spriemeruje na plochy fasád. Výraz pre vnútorný tlak, keď sa jedna z fasád považuje za náveternú, má podobu:

kde n,c b,c s- aerodynamické koeficienty na náveternej, bočnej a záveternej fasáde;

A n, A b, A h- plochy okien a vitráží na náveterných, bočných a záveterných fasádach, m 2.

Pri výpočte tepelných strát sa berie do úvahy, že každá fasáda môže byť náveterná. Všimnite si, že vnútorný tlak P in, braný podľa (2.58), je pre každú fasádu iný. Tento rozdiel je tým výraznejší, čím viac sa líši hustota okien a vitráží na rôznych fasádach. Pre budovy s rovnomerným rozložením okien pozdĺž fasád je hodnota P in, sa približuje k hodnote získanej z (2.57). Preto je použitie vzorca (2.58) na výpočet vnútorného tlaku opodstatnené v prípadoch, keď je rozloženie svetelných otvorov pozdĺž fasád zjavne nerovnomerné alebo keď predmetná budova susedí so susednou budovou alebo jednou fasádou alebo jej časťou. nemá okná vôbec.

Rozdiel medzi vonkajším a vnútorným tlakom na opačných stranách plotu na náveternej fasáde v akejkoľvek výške h berúc do úvahy vzorec (2.55) sa rovná:

Rozdiel tlaku ∆P pre okná rovnakej fasády rôznych podlaží sa budú líšiť iba hodnotou gravitačného tlaku (prvý člen), v závislosti od rozdielu H-h značky horného bodu budovy, brané ako referenčná nula, a stred príslušného okna. Obrázok 13 znázorňuje schému distribúcie prúdenia v budove s vyváženým vetraním

2.3.3 Priedušnosť stavebných materiálov

Stavebné materiály sú väčšinou porézne telesá. Veľkosť a štruktúra pórov v rôznych materiáloch nie je rovnaká, preto sa vzduchová priepustnosť materiálov v závislosti od tlakového rozdielu prejavuje rôznymi spôsobmi.

Obrázok 11 ukazuje kvalitatívny obraz závislosti vzduchovej priepustnosti G z tlakového rozdielu ΔР pre stavebný materiál, ktorý dal K.F. Fokin.

Obr.11. Vplyv pórovitosti materiálu na jeho priedušnosť.1 - materiály s rovnomernou pórovitosťou (napríklad penový betón); 2 - materiály s pórmi rôzne veľkosti(druh náplne); 3 - materiály s nízkou priedušnosťou (ako drevo, cementové malty), 4 - vlhké materiály.

Priamka od 0 do bodu a na krivke 1 označuje laminárny pohyb vzduchu cez póry materiálu s rovnomernou pórovitosťou pri malých hodnotách tlakového rozdielu. Nad týmto bodom dochádza na zakrivenom úseku k turbulentnému pohybu. V materiáloch s rôznou veľkosťou pórov je pohyb vzduchu turbulentný už pri malom tlakovom rozdiele, čo je vidieť zo zakrivenia čiary 2. Naopak pri materiáloch s nízkou priedušnosťou je pohyb vzduchu cez póry laminárny rovnomerný pri dosť veľkých tlakových rozdieloch, takže závislosť G od ΔР lineárne pre akýkoľvek tlakový rozdiel (riadok 3). Vo vlhkých materiáloch (krivka 4) pri nízkej ΔР, menší ako určitý minimálny tlakový rozdiel ΔP min, nedochádza k priepustnosti vzduchu a až pri prekročení tejto hodnoty, keď tlakový rozdiel postačuje na prekonanie síl povrchového napätia vody obsiahnutej v póroch materiálu, dochádza k pohybu vzduchu. Čím vyššia je vlhkosť materiálu, tým väčšia je hodnota ΔP min.

Pri laminárnom pohybe vzduchu v póroch materiálu platí závislosť

kde G je vzduchová priepustnosť plotu alebo vrstvy materiálu, kg / (m 2. h);

i- koeficient priedušnosti materiálu, kg / (m. Pa. h);

δ - hrúbka vrstvy materiálu, m.

Súčiniteľ priedušnosti materiálu podobne ako súčiniteľ tepelnej vodivosti a udáva stupeň prievzdušnosti materiálu, číselne sa rovná prietoku vzduchu v kg prechádzajúceho cez 1 m 2 plochy kolmej na smer prúdenia, pri tlakovom spáde 1 Pa/m .

Hodnoty koeficientu priedušnosti pre rôzne stavebné materiály sa navzájom výrazne líšia.

Napríklad pre minerálnu vlnu i ≈ 0,044 kg / (m. Pa. h), pre neautoklávovaný penobetón i ≈ 5.3.10 - 4 kg / (m. Pa. h), pre plný betón i ≈ 5.1.10 - 6 kg / (m. Pa. h),

S turbulentným pohybom vzduchu vo vzorci (2.60) by sa mal nahradiť ΔР na ΔРn. Zároveň exponent n sa pohybuje v rozmedzí 0,5 - 1. V praxi sa však pre turbulentný režim prúdenia vzduchu v póroch materiálu používa aj vzorec (2.60).

V modernej regulačnej literatúre sa koncept koeficientu priepustnosti vzduchu nepoužíva. Charakteristické sú materiály a dizajn priedušnosťR a, kg / (m.h). pri tlakovom rozdiele na rôznych stranách ∆Р o = 10 Pa, ktorý pri laminárnom pohybe vzduchu nájdeme podľa vzorca:

kde G je priedušnosť vrstvy materiálu alebo štruktúry, kg / (m 2. h).

Odolnosť plotov proti prenikaniu vzduchu vo svojom rozmere neobsahuje rozmer potenciálu prestupu vzduchu - tlaku. Táto situácia vznikla tak, že v regulačných dokumentoch sa vydelením skutočného tlakového rozdielu ∆P štandardnou hodnotou tlaku ∆P o =10 Pa zníži odpor prievzdušnosti na tlakový rozdiel ∆P o = 10 Pa.

Hodnoty sú uvedené priedušnosť pre vrstvy niektorých materiálov a štruktúr.

Pre okná, v ktorých netesnostiach dochádza k pohybu vzduchu v zmiešanom režime, odolnosť proti prenikaniu vzduchu , kg / (m. h), sa určí z výrazu:

, (2.62)

Otázky na sebaovládanie

1. Aká je priedušnosť materiálu a plotu?

2. Čo je priedušnosť?

3. Čo je infiltrácia?

4. Čo je to exfiltrácia?

5. Aká kvantitatívna charakteristika procesu vzduchovej priepustnosti sa nazýva vzduchová priepustnosť?

6. Cez aké dva typy netesností sa filtruje vzduch v plotoch?

7. Aké sú tri druhy filtrácie, podľa terminológie R.E. Brilinga?

8. Aký je potenciál priedušnosti?

9. Ktoré dve povahy tvoria tlakový rozdiel na opačných stranách plota?

10. Aký je koeficient priedušnosti materiálu?

11. Aká je priedušnosť obvodového plášťa budovy?

12. Napíšte vzorec na určenie odporu proti prenikaniu vzduchu pri laminárnom pohybe vzduchu cez póry stavebných materiálov.

13. Napíšte vzorec na určenie priedušnosti okna.

A v niektorých prípadoch aj klimatizácia.

Zariadenie systému ústredného kúrenia zabezpečuje udržiavanie požadovaných teplôt vzduchu v priestoroch a zvyšuje úroveň komfortu.

K dnešnému dňu si nemožno predstaviť dom, ktorý nie je vybavený vykurovacím systémom. Vykurovací systém je nevyhnutnou súčasťou pohodlného života.

V tomto projekte kurzu bol vypočítaný vykurovací systém verejnej budovy. Zábradlia sú zateplené. Vykurovací systém je navrhnutý v súlade so súčasnými SNiP a GOST, berúc do úvahy požiadavky zákona o úspore energie. Bola vyvinutá komerčná jednotka na meranie tepla a počíta sa s inštaláciou uzatváracích a regulačných ventilov.

Stanovenie súčiniteľa prestupu tepla obvodových konštrukcií.

Stanovenie súčiniteľa prestupu tepla vonkajšej steny.

Počiatočné údaje:

Oblasť výstavby - Vladimír;

Odhadovaná teplota vnútorného vzduchu odtieň= 16°C;

Vlhkosť v miestnosti - normálne.

Zóna vlhkosti podľa prílohy 1* SNiP II-3-79* - vlhká, prevádzkové podmienky podľa prílohy 2 pri normálnej vlhkosti - parameter B.

Konštrukcia steny:

1. Cementovo-piesková malta: δ1= 0,02 m;

λ λ1 = 93 W/m оС;

2. Rohože z minerálnej vlny: δ2 = ? m; γ2= 75 kg/m3; A2 = 0,064, W/m oC;

3. Bunkový betón: δ3 =0,24; γ3= 1000 kg/m3; A3 = 0,47, W/mOС;

4. Komplexný roztok: δ4 = 0,02 m; λ4 = 0,87 W/m oC.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti λ sa určuje v závislosti od hustoty materiálu γ a od prevádzkových podmienok (parameter B, príloha 3* SNiP II-3-79*).

αint = 8,7 W/m2°C

αext = 23 W/m2°C

Postupnosť výpočtu.

1. Určenie denostupňa vykurovacieho obdobia:

Dd \u003d (odtieň - tht) Zht \u003d (16-(-3,5)) 213 \u003d 4153,5 °C deň.

2. Stanovenie normalizovanej hodnoty odporu prestupu tepla podľa tab. 4. SNiP:

Rreg = a Dd + b = 0,0003 4153,5 + 1,6 = 2,8

3. Stanovenie celkového tepelného odporu:

4. Na základe tepelných podmienok, kde R0 ≥ Rreg, prirovnáme R0 k Rreg:

2,8 = m2 °C/W

5. Určenie hrúbky izolačnej vrstvy:

δ2 \u003d (2,8-0,71) 0,064 \u003d 0,133 m.

6. Stanovenie celkového tepelného odporu s prihliadnutím na δ2

7. Kontrola tepelných podmienok: R0 ≥ Rreg.

2,9 > 2,8 => podmienka splnená.

8. Súčiniteľ prestupu tepla podkrovia:

Stanovenie súčiniteľa prestupu tepla nepodkrovnej podlahy.

Dizajn krytu:

1. 4 vrstvy strešného materiálu: δ1=0,25 m; λ1 = 0,17 W/m оС;

2. Cementový poter: δ2= 0,02 m; γ2= 1800 kg/m3; λ 2 \u003d 0,93 W / m ° C;

3. Dosky z minerálnej vlny: δ3 = ? m; γ3= 200 kg/m3; λ3 = 0,076 W/m оС;

4. Cementový poter: δ4= 0,02 m; γ4= 1800 kg/m3; λ 4 \u003d 0,93 W / m ° C;

5. železobetónová doska: 55 = 0,22 m; γ5= 2500 kg/m3; λ5 = 2,04 W/m oC.

Nájdeme údaje na výpočet:

odtieň= 16 °C;

text= -28 °C;

zht= 213 dní;

tht= -3,5 оС;

α int= 8,7 W/m2 °C; ,

α ext= 23 W/m2 °C;

Postupnosť výpočtu:

1. Určte denostupeň vykurovacieho obdobia:

Dd = (tón - tht) . zht \u003d (16 - (- 3,5)) 213 \u003d 4153,5 °C deň.

2. Podľa tabuľky 1 * určíme požadovaný tepelný odpor:

Rreq=a Dd+b=0,0003 4153,5 +1,6=2,8 m2 oC/W

3. Určte celkový tepelný odpor:

4. Na základe tepelných podmienok, kde Ro ≥ Rreq, dávame rovnítko

5. Nájdite hrúbku izolačnej vrstvy:

δ3 \u003d (2,8 - 0,71) 0,076 \u003d 0,158 m;

6. Určite celkový tepelný odpor, berúc do úvahy δ3:

;

7. Kontrola tepelného stavu: R0 ≥ Rreq

2,78 ≥ 2,8 => podmienka splnená;

8. Koeficient prestupu tepla:

Stanovenie súčiniteľa prestupu tepla vonkajších dverí.

1. Požadovaný tepelný odpor vonkajšej steny určte podľa vzorca:

2. Požadovaný tepelný odpor vonkajších dverí:

R0dv =0,6 · Rreq.st.=0,6 · 2,8 \u003d 1,68 m2 ° C / W,

3. súčiniteľ prestupu tepla dverí:

Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 1.1.

Súhrnná tabuľka súčiniteľov prestupu tepla plotov.

Tabuľka 1.1.

Názov plotu	m2oS/W	W/m2oS
vonkajšia stena
Podlaha bez strechy
vonkajšie dvere
Okenný otvor
Podlaha na prízemí I zóna

3.1.4 Výber a zdôvodnenie zvoleného vykurovacieho systému.

Keďže máme výrobný dvojpodlažný objekt bez podpivničenia a bez podkrovia, volíme dvojrúrkový vykurovací systém s nižšími rozvodmi. Pri dvojrúrkovom vykurovacom systéme so spodným vedením prechádzajú prívodné a vratné potrubia v podlahe alebo nad podlahou podlahy a chladiaca kvapalina vstupuje nezávisle do každého radiátora. Na odstránenie vzduchu zo systému musia byť na horných radiátoroch nainštalované odvzdušňovacie ventily. Medzi výhody tohto typu elektroinštalácie patrí dobré nastavenie systému, možnosť vypnutia každého vykurovacieho zariadenia, možnosť pripojenia systému pri stavbe budovy, absencia prepadových vykurovacích zariadení, ako aj absencia stúpačiek a prívodu linky.

3.1.5 Základné výpočtové vzorce pre hydraulický výpočet vykurovacieho systému.

1) Návrhový cirkulačný tlak sa vypočíta podľa vzorca:

ΔРR=100 · Lck+B· 3 · htoto· ntoto(tG-to);

Lck je dĺžka cirkulačného krúžku.

B je korekčný faktor, ktorý zohľadňuje hodnotu prirodzeného cirkulačného tlaku počas obdobia udržiavania vypočítaného hydraulického tlaku v systéme. Akceptuje sa B=1- pre jednorúrkové čerpacie systémy a B=0,4- pre dvojrúrkové systémy.

het - výška podlahy.

net - počet poschodí

2) Špecifická tlaková strata v dôsledku trenia na 1 m potrubia je určená vzorcom:

;

3) Spotreba vody na mieste sa určuje podľa vzorca:

;

β1 a β2 sú koeficienty na zohľadnenie dodatočného tepelného toku pri zaokrúhľovaní nad vypočítanú hodnotu.

4) Strata tlaku v hlavnom cirkulačnom kruhu je určená vzorcom:

ΔР=∑(Rl+z);

Rl - celková tlaková strata v úseku pozdĺž dĺžky.

z – tlakové straty v dôsledku miestnych odporov.

5) Strata tlaku v hlavnom cirkulačnom krúžku musí byť o 15 % menšia ako vypočítaný cirkulačný tlak