Bina kabuğunun formülü iç yüzey sıcaklığıdır. Isı transfer direnci. Bina kabuğunun ısı transfer direnci

Bina kabuğundaki ısı transferi, konveksiyon, iletim ve radyasyonu içeren karmaşık bir süreçtir. Hepsi, birinin baskınlığı ile birlikte ortaya çıkar. Isı transferine karşı direnci ile yansıtılan çit yapılarının ısı yalıtım özellikleri, mevcut bina yönetmeliklerine uygun olmalıdır.

Kapalı yapılarla havanın ısı değişimi nasıldır?

İnşaatta soruyorlar düzenleme gereksinimleri duvardan ve duvardan geçen ısı akısının büyüklüğüne kalınlığını belirler. Hesaplanması için parametrelerden biri, odanın dışı ve içi arasındaki sıcaklık farkıdır. Yılın en soğuk zamanı esas alınır. Diğer bir parametre, ısı transfer katsayısı K'dir - 1 m2'lik bir alandan 1 s'de aktarılan ısı miktarı, dış ve iç ortam arasındaki sıcaklık farkı 1 ºС. K değeri, malzemenin özelliklerine bağlıdır. Düştükçe duvarın ısı koruma özelliği artar. Ayrıca, çitin kalınlığı daha büyükse, soğuk odaya daha az nüfuz edecektir.

Dışarıdan ve içeriden konveksiyon ve radyasyon da evden ısı sızıntısını etkiler. Bu nedenle, pillerin arkasındaki duvarlara alüminyum folyodan yapılmış yansıtıcı ekranlar monte edilir. Dışarıdan havalandırmalı cephelerde de benzer koruma yapılır.

Evin duvarlarından ısı transferi

Dış duvarlar, evin alanının maksimum kısmını oluşturur ve bunlar aracılığıyla enerji kayıpları% 35-45'e ulaşır. Yapıldıkları yapı malzemelerinin soğuğa karşı farklı korumaları vardır. Hava en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu nedenle gözenekli malzemeler en düşük ısı transfer katsayılarına sahiptir. Örneğin, inşaat tuğlaları için K \u003d 0,81 W / (m 2 o C), beton için K \u003d 2,04 W / (m 2 o C), kontrplak için K \u003d 0,18 W / (m 2 o C) ve polistiren levhalar için K = 0,038 W / (m 2 o C).

Hesaplamalarda, K katsayısının karşılığı kullanılır - bina kabuğunun ısı transferine karşı direnci. Normalleştirilmiş bir değerdir ve belirli bir ayar değerinden düşük olmamalıdır, çünkü ısıtma maliyetleri ve tesiste kalma koşulları buna bağlıdır.

K katsayısı, bina kabuğu malzemesinin nem içeriğinden etkilenir. Hammaddede su, havayı gözeneklerden uzaklaştırır ve ısıl iletkenliği 20 kat daha fazladır. Sonuç olarak, çitin ısı koruma özellikleri bozulur. Islak Tuğla duvar kuruya göre %30 daha fazla ısı iletir. Bu nedenle evlerin cephe ve çatılarını su tutmayan malzemelerle kaplamaya çalışırlar.

Duvarlardan ve açılan derzlerden ısı kaybı büyük ölçüde rüzgara bağlıdır. Rulman yapıları- nefes alabilir ve hava içlerinden dışarıdan (sızma) ve içeriden (sızma) geçer.

.
1.1 Kursun amacı ve hedefleri.
1.2 Ders konusu.
1.3 Tek bir enerji sistemi olarak bina.
2. Dış çitlerden ısı ve nem transferi.
2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri.
2.1.1 Termal iletkenlik.
2.1.2 Konveksiyon.
2.1.3 Radyasyon.
2.1.4 Hava aralığının ısıl direnci.

2.1.6 Çok katmanlı bir duvardan ısı transferi.
2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç.
2.1.8 Çit kesiti üzerindeki sıcaklık dağılımı.
2.2 Kapalı yapıların nem rejimi.
2.2.1 Çitlerdeki nemin nedenleri.
2.2.2 Dış çitlerin nemlendirilmesinin olumsuz etkileri.
2.2.3 Yapı malzemeleri ile nemin iletişimi.
2.2.4 Nemli hava.
2.2.5 Malzemenin nem içeriği.
2.2.6 Sorpsiyon ve desorpsiyon.
2.2.7 Çitlerin buhar geçirgenliği.
2.3 Dış bariyerlerin hava geçirgenliği.
2.3.1 Esaslar.
2.3.2 Çitlerin dış ve iç yüzeylerindeki basınç farkı.
2.3.3 Hava geçirgenliği Yapı malzemeleri.

2.1.5 İç ve dış yüzeylerdeki ısı transfer katsayıları.

Tv sıcaklığına sahip bir odayı tn sıcaklığına sahip bir dış ortamdan ayıran bir duvar düşünün. Dış yüzey, konveksiyon yoluyla dış hava ile ısı alışverişinde bulunur ve radyan yüzey, bir sıcaklık şeridine sahip olan çevreleyen yüzeyler ile ısı alışverişinde bulunur. n. Aynı şey içeriden de geçerlidir. Duvardan geçen q, W/m2 yoğunluklu ısı akısının şuna eşit olduğu yazılabilir:

, (2.13)

nerede tcr. içinde ve tcr. n, dikkate alınan duvarın iç ve dış düzlemlerini çevreleyen yüzeylerin sıcaklığıdır, sırasıyla °C;
ak. c, ac. n - duvarın iç ve dış yüzeylerinde konvektif ısı transfer katsayıları, m2. оС/W;
al. c, al. n - duvarın iç ve dış yüzeylerinde radyan ısı transfer katsayıları, m2. OS/W.
Mühendislik hesaplarında, kapalı yapıların yüzeylerindeki ısı transferinin radyan ve konvektif bileşenlere ayrılmadığı kabul edilmektedir. Isı emiliminin, ısıtılmış bir odadaki dış mahfazanın iç yüzeyinde, genel katsayı αv, W / (m2. °C) ile tahmin edilen ve dış yüzeyde - yoğunluğu olan ısı transferi meydana geldiğine inanılmaktadır. ısı transfer katsayısı αn, W / (m2. °C) ile belirlenir. Ayrıca genel olarak havanın ve çevre yüzeylerin sıcaklıklarının birbirine eşit olduğu yani tamb olduğu kabul edilmektedir. \u003d tv ve tcr'de. n \u003d tn. Yani:

, (2.14)

Bu nedenle, çitin dış ve iç yüzeylerindeki ısı transfer katsayılarının, her iki taraftaki radyan ve konvektif ısı transfer katsayılarının toplamına eşit olduğu varsayılır:

. (2.15)

Fiziksel anlamına göre dış veya iç yüzeydeki ısı transfer katsayısı, yüzey ve ortam sıcaklık farkı 1 °C olan ilgili yüzeyin çevresine (veya tersi) verdiği ısı akısı yoğunluğudur. . Isı transfer katsayılarının karşılıkları genellikle iç Rv, m2 üzerindeki ısı transferine dirençler olarak adlandırılır. оС/W ve dış mekan Rn, m2. оС/W, çit yüzeyleri:

R içinde = 1/ α içinde ; R n =1/ α n . ( 2.16)

1. Giriş

1.1 Kursun amacı ve hedefleri

1.2 Ders konusu

1.3 Bir bütün olarak bina enerji sistemi

2. Dış çitlerden ısı ve nem transferi

2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri

2.1.1 Termal iletkenlik

2.1.2 Konveksiyon

2.1.3 Radyasyon

2.1.4 Hava aralığının termal direnci

2.1.5 İç ve dış yüzeylerdeki ısı transfer katsayıları

2.1.6 Sandviç duvardan ısı transferi

2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç

2.1.8 Çit bölümü üzerindeki sıcaklık dağılımı

2.2 Kapalı yapıların nem rejimi

2.2.1 Çitlerdeki nemin nedenleri

2.2.2 Dış mekan mahfazalarının ıslanmasının olumsuz etkileri

2.2.3 Nemin yapı malzemeleriyle ilişkisi

2.2.4 Nemli hava

2.2.5 Malzeme nemi

2.2.6 Sorpsiyon ve desorpsiyon

2.2.7 Çitlerin buhar geçirgenliği

2.3 Dış muhafazaların hava geçirgenliği

2.3.1 Temel Bilgiler

2.3.2 Çitlerin dış ve iç yüzeylerindeki basınç farkı

1. Giriş

1.1 Kursun amacı ve hedefleri

"Bina termal fiziği üzerine dersler" ders kitabı, "Isı ve Gaz Temini ve Havalandırma" uzmanlığı çerçevesinde aynı adlı disiplini inceleyen öğrencilere yöneliktir. Kılavuzun içeriği, disiplinin programına karşılık gelir ve büyük ölçüde Moskova Devlet İnşaat Mühendisliği Üniversitesi'nde verilen derslerin seyrine odaklanır. Dersin amacı, bir mikro iklim sağlama teknolojisini incelemek için temel olarak sistematik bir sunum yardımıyla bir binanın ısı-hava ve nem rejimlerinin fiziksel özüne bir yaklaşım oluşturmaktır. Disiplinin görevleri şunları içerir: binanın dış kabuğunun termal rolü hakkında genel bir fikir oluşturmak ve mikro iklimini tek bir enerji sistemi olarak sağlayan mühendislik sistemlerinin işleyişi; öğrenciye teorik hükümleri ve hesaplama yöntemlerini daha ileri mesleki çalışmalarda, yani bina mikro iklim sistemlerinin tasarımı ve işletilmesinde kullanma becerisini öğretmek. Bu disipline hakim olmanın bir sonucu olarak, öğrenci bir binanın ısı, hava ve nem koşullarını belirleyen klimatolojik ve mikroklimatik terminoloji dahil olmak üzere kavramları bilmelidir; yapı sistemlerinin malzemeleri, yapıları ve elemanlarındaki ısı, nem, hava transfer yasaları ve termal ve nem süreçlerini belirleyen miktarlar; dış çevre yapıların termal koruma standartları, binanın dış ve iç ortamının parametrelerinin düzenlenmesi. Öğrenci, binanın tüm elemanlarındaki ısı ve kütle transferi problemlerini formüle edebilmeli ve çözebilmelidir ve dış çitlerin koruyucu özelliklerinin bir doğrulama hesaplamasını yapma ve radyan ve konvektif ısı transferi katsayılarını hesaplama becerisini ve isteğini gösterebilmelidir. odaya bakan yüzeylerde.

1.2 Ders konusu

Bina termal fizik çalışmaları inşaatla ilgili ısı transferi, nem transferi, hava filtrasyonu işlemleri.

Temel olarak bina termal fiziği, bina kabuğunun yüzeylerinde ve kalınlığında meydana gelen süreçleri inceler. Ayrıca, yerleşik geleneğe göre ve kısa olması için, genellikle bina zarfları basitçe denir çitler. Ayrıca, bina termal fiziğinde önemli bir yer verilir. açık çitler, ısıtılan binaları dış ortamdan veya ısıtılmayan binalardan ayıran (ısıtılmamış teknik alt alanlar, bodrum katları, çatı katları, antreler, vb.)

Bilimin esas olarak bina kabuğuna atıfta bulunmasına rağmen, ısıtma ve havalandırma uzmanları için bina termal fiziği çok önemlidir. Gerçek şu ki, öncelikle binanın ısı kaybı, gücü etkiliyor ısıtma sistemleri ve ısıtma süresi boyunca ısı tüketimi. İkincisi, dış çitlerin nem rejimi, termal korumalarını ve dolayısıyla belirli bir bina mikro iklimini sağlayan sistemlerin gücünü etkiler. Üçüncüsü, dış çitlerin iç yüzeyindeki ısı transfer katsayıları, sadece yapının ısı transferine karşı toplam azaltılmış direncinin değerlendirilmesinde değil, aynı zamanda bu çitin iç yüzeyindeki sıcaklığın tahmininde de rol oynar. Dördüncüsü, "yoğun" pencereler, hava girişine karşı iyi tanımlanmış bir dirence sahiptir. Ve 5 kata kadar alçak binalarda "yoğun" pencereler ile ısı kaybı hesabında sızma ihmal edilebilir ve daha yüksek katlarda alt katlarda zaten fark edilir hale gelir. Beşincisi, sadece sızmanın varlığı veya yokluğu değil, aynı zamanda havalandırma sistemlerinin, özellikle doğal olanların çalışması da binanın hava rejimine bağlıdır. Altıncı olarak, binaların mikro ikliminin değerlendirilmesinin en önemli bileşeni olan dış ve iç çitlerin iç yüzeylerinin radyasyon sıcaklığı, esas olarak binanın termal korumasının bir türevidir. Yedinci olarak, mahfazaların ve odaların ısı direnci, özellikle hava değişiminin minimum dış hava oranına yakın olduğu modern binalarda, üzerlerinde değişken termal etkiler altındaki odalarda sıcaklığın sabitliğini etkiler.

Dış çitlerin tasarımında ve termal mühendislik değerlendirmesinde bir dizi özellik vardır. Bina yalıtımı, modern inşaatın pahalı ve sorumlu bir bileşenidir, bu nedenle yalıtımın kalınlığını makul bir şekilde kabul etmek önemlidir. Günümüzün ısı mühendisliği hesaplamasının özellikleri dış çit bağlanır:

ilk olarak, binaların ısıl koruması için artan gereksinimlerle;

ikinci olarak, termal iletkenlik katsayıları o kadar küçük olan bina zarflarında etkili ısıtıcıların rolünü dikkate alma ihtiyacı ile, çalışma koşullarında değerlerini doğrulamak için çok dikkatli bir tutum gerektirirler;

üçüncüsü, çitlerde çeşitli bağlantıların ortaya çıkması nedeniyle, bir çitin diğerine karmaşık bağlantıları, bu da çitin ısı transferine karşı direncini azaltır. Çeşitli ısı ileten inklüzyon türlerinin binaların termal koruması üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi, özel ayrıntılı çalışmalara güvenilmesini gerektirir.

1.3 Tek bir enerji sistemi olarak bina

Binanın termal mikro ikliminin oluşumunu etkileyen tüm faktörlerin ve süreçlerin (dış ve iç etkiler) toplamına binanın termal rejimi denir.

Çitler sadece binayı dış ortamdan korumakla kalmaz, aynı zamanda onunla ısı ve nem alışverişi yapar, havanın hem içeriye hem de dışarıya geçmesine izin verir. Binanın tesislerinin belirli bir termal rejimini koruma görevi (havanın gerekli sıcaklık ve nem seviyesini, hareketliliğini, odanın radyasyon sıcaklığını korumak) ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme mühendislik sistemlerine verilir. Bununla birlikte, çitlerin ısı-nem koruyucu ve ısı-atalet özelliklerinin etkisi dikkate alınmadan bu sistemlerin ısıl gücünün ve çalışma şeklinin belirlenmesi mümkün değildir. Bu nedenle, tesislerin mikro iklimi için iklimlendirme sistemi, hizmet verilen tesislerin belirtilen mikro iklimini sağlayan tüm mühendislik araçlarını içerir: bina kaplamaları ve ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme için mühendislik sistemleri. Bu nedenle, modern bir bina, karmaşık, birbirine bağlı bir ısı ve kütle transferi sistemidir - tek bir enerji sistemi.

Otokontrol için sorular

1 Bina termal fiziğinde neler incelenir?

2. Çit nedir?

3. Dış mekan eskrim nedir?

4. Bir ısıtma ve havalandırma uzmanı için bina termofiziği neden önemlidir?

5. Modern binaların ısı mühendisliği hesaplamasının özelliği nedir?

6. Binanın ısı rejimi nedir?

7. Bina kabuğunun bir binanın termal rejiminde oynadığı rol nedir?

8. İç ortamın hangi parametreleri ısıtma ve havalandırma sistemleri tarafından desteklenmektedir?

9. Bina iklim kontrol sistemi nedir?

10. Bir bina neden tek bir enerji sistemi olarak kabul edilir?

2. Dış çitlerden ısı ve nem transferi

2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri

Isının hareketi her zaman daha sıcak bir ortamdan daha soğuk bir ortama doğru gerçekleşir. Sıcaklık farkından dolayı uzayda bir noktadan başka bir noktaya ısı transferine denir. ısı transferi ve üç temel ısı transferi türü içerdiğinden kolektiftir: termal iletim (iletim), konveksiyon ve radyasyon. Böylece, potansiyelısı transferi sıcaklık farkı.

2.1.1 Termal iletkenlik

Termal iletkenlik- katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin sabit parçacıkları arasında bir tür ısı transferi. Bu nedenle, termal iletkenlik, malzeme ortamının yapısının birbiriyle doğrudan temas halinde olan parçacıkları veya elemanları arasındaki ısı alışverişidir. Termal iletkenlik incelenirken, bir madde sürekli bir kütle olarak kabul edilir, moleküler yapısı göz ardı edilir. Saf haliyle, termal iletkenlik yalnızca katılarda meydana gelir, çünkü sıvı ve gazlı ortamlarda bir maddenin hareketsizliğini sağlamak pratikte imkansızdır.

Yapı malzemelerinin çoğu, gözenekli cisimler. Gözenekler, hareket etme, yani ısıyı konveksiyon yoluyla aktarma yeteneğine sahip hava içerir. Yapı malzemelerinin ısı iletkenliğinin konvektif bileşeninin, küçük olması nedeniyle ihmal edilebileceğine inanılmaktadır. Radyant ısı değişimi, duvarlarının yüzeyleri arasındaki gözeneğin içinde meydana gelir. Malzemelerin gözeneklerinde radyasyonla ısı transferi esas olarak gözeneklerin boyutuyla belirlenir, çünkü gözenek ne kadar büyükse, duvarlarındaki sıcaklık farkı da o kadar büyük olur. Termal iletkenlik göz önüne alındığında, bu işlemin özellikleri maddenin toplam kütlesi ile ilişkilidir: iskelet ve gözenekler birlikte.

Bina kabuğu genellikle düzlem paralel duvarlar, tek yönde gerçekleştirilen ısı transferi. Ek olarak, genellikle dış çevre yapılarının ısıl mühendislik hesaplamalarında, ısı transferinin ne zaman meydana geldiği varsayılır. sabit termal koşullar, yani, sürecin tüm özelliklerinin zaman içindeki sabitliği ile: ısı akışı, her noktadaki sıcaklık, yapı malzemelerinin termofiziksel özellikleri. Bu nedenle, dikkate alınması önemlidir homojen bir malzemede tek boyutlu sabit ısı iletimi süreci Fourier denklemi ile açıklanan:

nerede q T - yüzey ısı akısı yoğunluğu dik bir düzlemden geçerken ısı akışı, W / m2;

λ - malzemenin termal iletkenliği, W/a. C hakkında;

t- x ekseni boyunca değişen sıcaklık, °C;

Tutum denir sıcaklık gradyanı, yaklaşık S/m ve gösterilir mezunt. Sıcaklık gradyanı, ısının emilmesi ve ısı akışında bir azalma ile ilişkili olan sıcaklıktaki bir artışa yöneliktir. Denklemin (2.1) sağ tarafındaki eksi işareti, ısı akışındaki artışın sıcaklıktaki artışla örtüşmediğini göstermektedir.

Termal iletkenlik λ, bir malzemenin ana termal özelliklerinden biridir. Denklem (2.1)'den aşağıdaki gibi, bir malzemenin termal iletkenliği, bir sıcaklık gradyanı ile akış yönüne dik 1 m 2'lik bir alandan geçen ısı akısına sayısal olarak eşit olan bir malzeme tarafından ısı iletiminin bir ölçüsüdür. 1 o C / m'ye eşit akış boyunca (Şekil 1). λ değeri ne kadar büyük olursa, böyle bir malzemede termal iletkenlik süreci o kadar yoğun, ısı akışı o kadar büyük olur. Bu nedenle, ısı yalıtım malzemeleri, ısıl iletkenliği 0,3 W/m'den az olan malzemeler olarak kabul edilir. Hakkında.

izotermler; - ------ - ısı akım hatları.

Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliklerinde değişiklik ile değişim yoğunluk hemen hemen her yapı malzemesinin oluşmasından kaynaklanmaktadır. iskelet- ana yapı malzemesi ve hava. KF Örneğin, Fokin aşağıdaki verileri aktarır: doğasına bağlı olarak kesinlikle yoğun bir maddenin (gözeneksiz) termal iletkenliği, 0,1 W / m o C (plastik için) ila 14 W / m o C (kristal için) arasında bir termal iletkenliğe sahiptir. kristal yüzey boyunca ısı akışı olan maddeler), hava ise yaklaşık 0,026 W / m o C'lik bir termal iletkenliğe sahiptir. Malzemenin yoğunluğu ne kadar yüksekse (daha az gözeneklilik), termal iletkenlik değeri o kadar büyük olur. Hafif ısı yalıtım malzemelerinin nispeten düşük bir yoğunluğa sahip olduğu açıktır.

İskeletin gözenekliliği ve termal iletkenliğindeki farklılıklar, aynı yoğunlukta bile malzemelerin termal iletkenliğinde farklılıklara yol açar. Örneğin, aşağıdaki malzemeler (Tablo 1) aynı yoğunlukta, ρ 0 \u003d 1800 kg / m3, farklı termal iletkenlik değerlerine sahiptir:

Tablo 1.

Aynı yoğunluğa sahip malzemelerin ısıl iletkenliği 1800 kg/m3'tür.

Malzeme	Termal iletkenlik, W / (m o C)
çimento-kum harcı	0,93
Tuğla	0,76
Asfalt	0,72
portland çimento taşı	0,46
asbestli çimento	0,35

Malzemenin yoğunluğundaki bir azalma ile, malzeme iskeletinin termal iletkenliğinin iletken bileşeninin etkisi azaldığından, ancak bununla birlikte radyasyon bileşeninin etkisi arttığından, termal iletkenliği l azalır. Bu nedenle, yoğunluğun belirli bir değerin altına düşmesi, ısıl iletkenliğin artmasına neden olur. Yani, ısıl iletkenliğin minimum değere sahip olduğu belirli bir yoğunluk değeri vardır. 20 ° C'de 1 mm çapındaki gözeneklerde radyasyonla termal iletkenliğin 0,0007 W / (m ° C), 2 mm - 0,0014 W / (m ° C) vb. Böylece radyasyon ile ısı iletkenliği, ısı yalıtım malzemeleri için önemli hale gelir. düşük yoğunluklu ve büyük gözenek boyutları.

Bir malzemenin termal iletkenliği, ısı transferinin meydana geldiği sıcaklıktaki artışla artar. Malzemelerin termal iletkenliğindeki bir artış, bir maddenin iskeletinin moleküllerinin kinetik enerjisindeki bir artışla açıklanır. Malzemenin gözeneklerindeki havanın termal iletkenliği de artar ve içlerindeki radyasyonla ısı transferinin yoğunluğu artar. İnşaat pratiğinde, termal iletkenliğin sıcaklığa bağımlılığı büyük önem 100 ° C'ye kadar sıcaklıklarda elde edilen malzemelerin ısıl iletkenlik değerlerini, 0 ° C'deki değerlerine göre yeniden hesaplamak zorunda değildir, ampirik formül O.E. Vlasov:

λ o = λ t / (1+β .t), (2.2)

burada λ o, malzemenin 0 o C'deki termal iletkenliğidir;

λ t - malzemenin t'de C ile ilgili termal iletkenliği;

β - termal iletkenlikteki sıcaklık değişim katsayısı, 1/ o C, çeşitli malzemeler için, yaklaşık 0.0025 1/ o C'ye eşittir;

t, termal iletkenliğinin λ t'ye eşit olduğu malzemenin sıcaklığıdır.

Kalınlığı δ olan düz homojen bir duvar için (Şekil 2), termal iletkenlik tarafından homojen bir duvardan aktarılan ısı akışı aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

nerede t 1 ,τ2- duvar yüzeylerindeki sıcaklık değerleri, o C.

(2.3) ifadesinden duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımının doğrusal olduğu sonucu çıkar. δ/λ değeri adlandırılır malzeme tabakasının termal direnci ve işaretlendi RT, m 2. C / W hakkında:

İncir. 2. Düz homojen bir duvarda sıcaklık dağılımı

Bu nedenle, ısı akışı q T, W / m 2, kalınlığa sahip homojen bir düzlem-paralel duvardan δ , m, termal iletkenliği λ, W/m olan bir malzemeden. C hakkında, şeklinde yazılabilir.

Tabakanın ısıl direnci, 1 W/m2 yüzey yoğunluğuna sahip bir ısı akısının içinden geçişi sırasında tabakanın zıt yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşit olan ısıl iletkenlik direncidir.

Isıl iletkenlik ile ısı transferi, bina kabuğunun malzeme katmanlarında gerçekleşir.

2.1.2 Konveksiyon

Konveksiyon- hareket eden madde parçacıkları tarafından ısı transferi. Konveksiyon, yalnızca sıvı ve gaz halindeki maddelerde ve ayrıca sıvı veya gaz halindeki bir ortam ile katı bir cismin yüzeyi arasında gerçekleşir. Bu durumda, bir ısı transferi ve termal iletkenlik vardır. Yüzeye yakın sınır bölgesindeki konveksiyon ve ısı iletiminin birleşik etkisine konvektif ısı transferi denir.

Bina çitlerinin dış ve iç yüzeylerinde konveksiyon gerçekleşir. Odanın iç yüzeylerinin ısı alışverişinde konveksiyon oynar Önemli rol. Yüzeyin ve ona bitişik havanın farklı sıcaklıklarında, ısı daha düşük bir sıcaklığa geçer. Taşınımla iletilen ısı akısı, yüzeyi yıkayan sıvı veya gazın hareket moduna, hareketli ortamın sıcaklığına, yoğunluğuna ve viskozitesine, yüzey pürüzlülüğüne, yüzey ve çevre sıcaklıkları arasındaki farka bağlıdır. orta.

Yüzey ile gaz (veya sıvı) arasındaki ısı alışverişi süreci, gaz hareketinin meydana gelişinin doğasına bağlı olarak farklı şekilde ilerler. Ayırt etmek doğal ve zorlamalı konveksiyon.İlk durumda, gazın hareketi yüzey ile gaz arasındaki sıcaklık farkından, ikinci durumda - bu işlemin dışındaki kuvvetlerden (fan çalışması, rüzgar) kaynaklanır.

Genel durumda zorlanmış konveksiyona, doğal konveksiyon süreci eşlik edebilir, ancak zorunlu konveksiyonun yoğunluğu, doğal konveksiyonun yoğunluğunu önemli ölçüde aştığı için, zorunlu konveksiyon düşünüldüğünde, doğal konveksiyon genellikle ihmal edilir.

Gelecekte, havanın herhangi bir noktasında hız ve sıcaklığın zaman içinde sabit olduğu varsayılarak, yalnızca durağan konvektif ısı transferi süreçleri dikkate alınacaktır. Ancak odadaki elemanların sıcaklığı oldukça yavaş değiştiğinden, durağan koşullar için elde edilen bağımlılıklar sürece genişletilebilir. odanın durağan olmayan termal koşulları, dikkate alınan her anda, çitlerin iç yüzeylerinde konvektif ısı transferi işleminin durağan olduğu kabul edilir. Durağan koşullar için elde edilen bağımlılıklar, örneğin bir odayı ısıtmak için bir devridaim cihazı (ısı pompası modunda fan coil veya split sistem) çalıştırıldığında, konveksiyonun doğasında doğaldan zorunluya ani bir değişiklik durumuna da genişletilebilir. bir odada açıldı. Birincisi, yeni hava hareketi rejimi hızlı bir şekilde kurulur ve ikincisi, ısı transfer sürecinin mühendislik değerlendirmesinin gerekli doğruluğu, geçiş durumu sırasında ısı akısı düzeltmesinin olmamasından kaynaklanan olası yanlışlıklardan daha düşüktür.

Isıtma ve havalandırma hesaplamalarının mühendislik pratiği için, bina kabuğunun veya borunun yüzeyi ile hava (veya sıvı) arasındaki konvektif ısı transferi önemlidir. Pratik hesaplamalarda, konvektif ısı akışını tahmin etmek için (Şekil 3), Newton denklemleri kullanılır:

, (2.6)

nerede q için- hareketli ortamdan yüzeye konveksiyon yoluyla aktarılan ısı akışı, W veya tersi;

ta- duvarın yüzeyini yıkayan havanın sıcaklığı, o C;

τ - duvar yüzeyinin sıcaklığı, o C;

α için- duvar yüzeyinde konvektif ısı transfer katsayısı, W / m 2. o C.

Şekil 3 Duvarın hava ile konvektif ısı değişimi

Konveksiyon ısı transfer katsayısı, bir için- hava sıcaklığı ile vücut yüzey sıcaklığı arasındaki 1 o C'ye eşit bir farkta konvektif ısı transferi ile havadan katı bir cismin yüzeyine aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit olan fiziksel bir miktar.

Bu yaklaşımla, konvektif ısı transferinin fiziksel sürecinin tüm karmaşıklığı, ısı transfer katsayısında yatmaktadır, bir için. Doğal olarak, bu katsayının değeri birçok argümanın bir fonksiyonudur. Pratik kullanım için çok yaklaşık değerler kabul edilmektedir. bir için.

Denklem (2.5) uygun şekilde şu şekilde yeniden yazılabilir:

nerede R ila - konvektif ısı transferine karşı direnççevreleyen yapının yüzeyinde, m 2. o C / W, yüzey yoğunluğu 1 W / m 2 olan bir ısı akısının çit yüzeyinden geçişi sırasında hava sıcaklığı ile çit yüzeyindeki sıcaklık farkına eşittir. yüzey havaya veya tam tersi. Direnç R ila konvektif ısı transfer katsayısının tersidir bir için:

2.1.3 Radyasyon

Radyasyon (radyant ısı transferi), ısının ısıya dönüşen elektromanyetik dalgalarla radyan bir ortam aracılığıyla yüzeyden yüzeye aktarılmasıdır (Şekil 4).

Şekil 4. İki yüzey arasında radyan ısı transferi

Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip herhangi bir fiziksel beden, elektromanyetik dalgalar şeklinde çevreleyen boşluğa enerji yayar. Elektromanyetik radyasyonun özellikleri dalga boyu ile karakterize edilir. Termal olarak algılanan ve dalga boyları 0,76 - 50 mikron aralığında olan radyasyona kızılötesi denir.

Örneğin, odaya bakan yüzeyler arasında, çeşitli binaların dış yüzeyleri, yer ve gökyüzü yüzeyleri arasında radyan ısı alışverişi gerçekleşir. Oda mahfazalarının iç yüzeyleri ile ısıtıcı yüzeyi arasındaki radyant ısı alışverişi önemlidir. Tüm bu durumlarda, termal dalgaları ileten radyant ortam havadır.

Radyant ısı transferinde ısı akısını hesaplama pratiğinde basitleştirilmiş bir formül kullanılır. Radyasyon ql, W / m2 ile ısı transferinin yoğunluğu, radyan ısı transferinde yer alan yüzeylerin sıcaklık farkı ile belirlenir:

, (2.9)

burada τ 1 ve τ 2, radyan ısı alışverişi yapan yüzeylerin sıcaklık değerleridir, o C;

α l - duvar yüzeyinde radyan ısı transfer katsayısı, W / m 2. o C.

Radyasyon ile ısı transfer katsayısı, bir l- 1 o C'ye eşit yüzey sıcaklıkları arasındaki farkta radyasyonla bir yüzeyden diğerine aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit bir fiziksel miktar.

konsepti tanıtıyoruz radyant ısı transferine karşı direnç R l bina kabuğunun yüzeyinde, m 2. o C / W, yüzey yoğunluğu 1 W olan bir ısı akısının yüzeyden yüzeye geçerken, radyan ısı alışverişinde bulunan çitlerin yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşittir / m2.

O zaman denklem (2.8) şu şekilde yeniden yazılabilir:

Direnç R l radyant ısı transfer katsayısının tersidir bir l:

2.1.4 Hava aralığının termal direnci

Tekdüzelik için, ısı transfer direnci kapalı hava boşlukları denilen bina kabuğunun katmanları arasında yer alır. ısıl direnç R in. p, m 2. yaklaşık C / W.

Hava boşluğundan ısı transferinin şeması, Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava boşluğunda ısı transferi

Hava boşluğundan geçen ısı akısı q c. P, W / m 2, termal iletkenlik ile iletilen akışlardan oluşur (2) q t, W/m 2 , konveksiyon (1) q için, W/m 2 , ve radyasyon (3) q l, W/m 2 .

q c. n =q t +q ila +q l . (2.12)

Bu durumda, radyasyon tarafından iletilen akının payı en büyüktür. Yüzeylerinde sıcaklık farkı 5 °C olan kapalı bir dikey hava tabakasını ele alalım. Tabakanın kalınlığının 10 mm'den 200 mm'ye artmasıyla, radyasyondan kaynaklanan ısı akış oranı %60'tan artar. %80'e kadar. Bu durumda ısı iletkenliği ile aktarılan ısının payı %38'den %2'ye düşer ve konvektif ısı akışının payı %2'den %20'ye çıkar.

Bu bileşenlerin doğrudan hesaplanması oldukça külfetlidir. bu nedenle, içinde normatif belgeler yirminci yüzyılın 50'li yıllarında K.F. tarafından derlenen kapalı hava alanlarının ısıl direncine ilişkin veriler verilmektedir. Fokin, M.A.'nın deneylerinin sonuçlarına dayanmaktadır. Mikheev. Hava aralığının bir veya iki yüzeyinde, hava aralığını çevreleyen yüzeyler arasındaki radyan ısı alışverişini engelleyen ısıyı yansıtan alüminyum folyo varsa, ısıl direncin iki katına çıkarılması gerekir. Kapalı hava boşluklarının ısıl direncini artırmak için, çalışmalardan aşağıdaki sonuçların akılda tutulması önerilir:

1) termal olarak verimli, küçük kalınlıktaki ara katmanlardır;

2) çitte birkaç küçük kalınlıkta katman yapmak, bir büyük olandan daha mantıklıdır;

3) hava boşluklarının çitin dış yüzeyine daha yakın yerleştirilmesi tavsiye edilir, çünkü bu durumda kış zamanı radyasyonla ısı akışı azalır;

4) dış duvarlardaki dikey katmanlar, katlar arası tavan seviyesindeki yatay diyaframlarla engellenmelidir;

5) radyasyonla iletilen ısı akışını azaltmak için, ara katman yüzeylerinden biri, yaklaşık s=0.05'lik bir emisyona sahip olan alüminyum folyo ile kaplanabilir. Hava boşluğunun her iki yüzeyinin de folyo ile kaplanması, bir yüzeyin kaplanmasına kıyasla ısı transferini önemli ölçüde azaltmaz.

Otokontrol için sorular

1. Isı transfer potansiyeli nedir?

2. Temel ısı transferi türlerini listeleyin.

3. Isı transferi nedir?

4. Termal iletkenlik nedir?

5. Malzemenin termal iletkenliği nedir?

6. İç t in ve dış t n yüzeylerinin bilinen sıcaklıklarında çok katmanlı bir duvarda ısıl iletkenlikle aktarılan ısı akısının formülünü yazın.

7. Termal direnç nedir?

8. Konveksiyon nedir?

9. Havadan yüzeye konveksiyonla aktarılan ısı akısının formülünü yazınız.

10. Konvektif ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

11. Radyasyon nedir?

12. Radyasyonla bir yüzeyden diğerine iletilen ısı akısının formülünü yazın.

13. Radyant ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

14. Bina kabuğundaki kapalı bir hava boşluğunun ısı transferine gösterdiği direncin adı nedir?

15. Hava aralığından geçen toplam ısı akışı hangi nitelikte ısı akışlarından oluşur?

16. Hava boşluğundan geçen ısı akışında hangi ısı akışı hakimdir?

17. Hava boşluğunun kalınlığı, içindeki akışların dağılımını nasıl etkiler?

18. Hava boşluğundan geçen ısı akışı nasıl azaltılır?

2.1.5 İç ve dış yüzeylerdeki ısı transfer katsayıları

Sıcaklığı t in olan bir odayı, sıcaklığı t n olan dış ortamdan ayıran bir duvar düşünün. Dış yüzey, konveksiyon yoluyla ısıyı dış hava ile değiştirir ve radyan - çevreleyen yüzeylerle t env sıcaklığına sahiptir. n. Aynı şey içeriden de geçerlidir. Duvardan geçen q, W / m2 yoğunluklu ısı akısının şuna eşit olduğu yazılabilir:

nerede t ortam içinde ve t ortam n sırasıyla incelenen duvarın iç ve dış düzlemlerini çevreleyen yüzeylerin sıcaklığı, o C;

α k.in, α k.n - duvarın iç ve dış yüzeylerinde konvektif ısı transferi katsayıları, m 2. o C / W;

α l. c, αl. n - duvarın iç ve dış yüzeylerinde radyan ısı transfer katsayıları, m 2. o C / W.

Mühendislik hesaplarında, kapalı yapıların yüzeylerindeki ısı transferinin radyan ve konvektif bileşenlere ayrılmadığı kabul edilmektedir. Isı emiliminin, ısıtılmış bir odada dış çitin iç yüzeyinde, toplam α in, W / (m 2. o C) katsayısı ile tahmin edilen ve dış yüzeyde - ısı transferi, yoğunluğun meydana geldiğine inanılmaktadır. ısı transfer katsayısı α n, W / (m 2 o C) ile belirlenir. Ayrıca genel olarak havanın ve onu çevreleyen yüzeylerin sıcaklıklarının birbirine eşit olduğu, yani t ortam in \u003d t in ve t env. n \u003d t n. Yani

Bu nedenle, kabul edilir ki dış ve iç yüzeylerdeki ısı transfer katsayılarıçitler, her iki taraftaki radyan ve konvektif ısı transferi katsayılarının toplamına eşittir:

Dış veya iç yüzeydeki ısı transfer katsayısı, fiziksel olarak, karşılık gelen yüzeyin çevresine (veya tam tersi) yüzey ve ortam sıcaklık farkı 1 o C olan ısı akısı yoğunluğudur. ısı transfer katsayılarının karşılıklıları genellikle denir iç kısımda ısı transferine karşı dirençR in, m 2. yaklaşık C / W ve dış mekanR n, m 2. o C / W, çit yüzeyleri:

R girişi \u003d 1 /α inç;R n \u003d 1 /α n. ( 2.16)

2.1.6 Sandviç duvardan ısı transferi

n katmandan oluşan çok katmanlı bir duvarın bir tarafında sıcaklık korunursa teneke ve diğer yandan t n teneke, o zaman bir ısı akışı vardır q, W/m 2 (Şek.6).

Bu ısı akışı, sıcaklığı olan bir ortamdan hareket eder. teneke, o C, sıcaklıktaki bir ortama t n, o C, τ in, o C sıcaklıkta iç ortamdan iç yüzeye sırayla geçerek:

q= (1/R c). (t inç - τ inç), (2.17)

daha sonra iç yüzeyden termal dirençli birinci katmana doğru RT,1 birinci ve ikinci katmanların birleştiği yere:

q= (1/RT,1). (τ içinde -t1), (2.18)

bundan sonra diğer tüm katmanlar boyunca

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

ve son olarak sıcaklık ile dış yüzeyden t n sıcaklık ile dış ortama t n:

q= (1/R n). (τ n -t n) , (2.20)

nerede RT,i- numara ile katmanın ısıl direnci i, m 2. C / W hakkında;

içeri,R n- iç ve dış yüzeylerde ısı transferine karşı direnç, m 2. o C / W;

t ben -1 - sıcaklık, o C, katmanların sayılarla birleştiği yerde ben-1 ve i;

ben- sıcaklık, o C, katmanların sayılarla birleştiği yerde i ve ben+1.

Şekil 6. Çok katmanlı bir duvardan ısı transferi sırasında sıcaklık dağılımı

Sıcaklık farklarına göre (2.16) - (2.19)'u yeniden yazarak ve toplayarak eşitliği elde ederiz:

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

Parantez içindeki ifade - ısı akışı boyunca seri olarak yerleştirilmiş çitin düzlem paralel katmanlarının termal dirençlerinin ve yüzeylerindeki ısı transferine direncin toplamı olarak adlandırılır. çitin toplam ısı transfer direnci Ro, m 2. C / W hakkında:

R o \u003d R girişi+ΣR Т, i+R n, (2.22)

ve çitin tek tek katmanlarının termal dirençlerinin toplamı - termal direnci RT, m 2. C / W hakkında:

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

nerede RT,1 ,R T,2 ,…,RT,n- formül (2.4) ile belirlenen, ısı akışı boyunca seri olarak yerleştirilmiş kapalı yapının tabakalarının tek tek düzlem-paralel katmanlarının termal dirençleri, m 2. o C / W;

R in. P- kapalı bir hava boşluğunun termal direnci, m 2. o C / W, madde 2.1.4'e göre

Fiziksel anlamına göre, çitin ısı transferine karşı toplam direnci Ro- bu, 1 W / m2 yoğunlukta içinden geçen bir ısı akısı oluşturan çitin farklı taraflarındaki ortamlar arasındaki sıcaklık farkıdır; sandviç yapının termal direnci- 1 W / m2 yoğunlukta içinden geçen ısı akısını oluşturan çitin dış ve iç yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı, (2.22) 'den, ısı akısının q, Çitin içinden geçen W/m2, çitin farklı taraflarındaki ortamın sıcaklık farkıyla orantılıdır ( teneke -n) ve ısı transferine karşı toplam direnç ile ters orantılıdır. Ro

q= (1/Ro). (teneke -t n), (2.24)

2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç

Isı transferine karşı toplam direnç elde edilirken, düzlem-paralel bir çit düşünülmüştür. Ve çoğu modern kapalı yapının yüzeyleri izotermal değildir, yani yapıda bulunan çeşitli ısı ileten kapanımların varlığından dolayı yapının dış ve iç yüzeylerinin farklı bölümlerindeki sıcaklık aynı değildir /

Bu nedenle kavram kapalı yapının ısı transferine karşı azaltılmış direnç, gerçek yapı ile aynı ısı akışının içinden geçtiği, iç ve dış hava sıcaklıkları arasındaki farkın aynı olduğu, aynı alana sahip tek katmanlı bir kapalı yapının ısı transferine karşı gösterdiği dirençtir. Verilen ısı transfer direncinin, 1 m2'lik bir alanı değil, tüm yapıyı veya bölümünü ifade ettiğini not etmek önemlidir. Bunun nedeni, ısı ileten inklüzyonların yalnızca düzenli olarak döşenen bağlantılardan değil, aynı zamanda cepheleri kolonlara sabitleyen oldukça büyük elemanlardan ve duvarı kesen ve bir çiti diğerine bitişik olan kolonların kendisinden de kaynaklanabilmesidir.

Bu nedenle, bir yapının (veya bir yapının bir bölümünün) ısı transferine karşı azaltılmış direnci aşağıdaki ifade ile belirlenebilir:

nerede Q- yapıdan (veya yapının kesitinden) geçen ısı akışı, W;

A- yapının alanı (veya yapının bölümü), m 2.

İfade, anlamında, yapı boyunca ısı akısının alan ortalamalı (veya birim alana indirgenmiş) yoğunluğudur, yani şu şekilde yazılabilir:

(2.24) ve (2.25)'ten şu şekildedir:

Etkili ısı yalıtım malzemeleri kullanan kapalı yapılar, katman ısı yalıtım malzemesi mümkün olduğunca yapının geniş bir alanını kapsar. Isı ileten inklüzyonların enine kesitleri mümkün olduğu kadar küçük yapılır. Bu nedenle, yapının ısı ileten kapanımlardan uzak bir bölümünü ayırmak mümkündür. Bu alandaki ısı ileten inklüzyonların etkisini ihmal edersek, ısı koruma özellikleri şu şekilde karakterize edilebilir: ısı transferine koşullu direnç formül (2.22) ile tanımlanır. Yapının azaltılmış ısı transfer direnci değerinin, dikkate alınan bölümün şartlı ısı transfer direnci değerine oranı denir. termal homojenlik katsayısı:

Isı mühendisliği tekdüzelik katsayısının değeri, ısı yalıtım malzemesinin olanaklarının ne kadar tam olarak kullanıldığını veya başka bir deyişle, ısı ileten kapanımların etkisinin ne olduğunu değerlendirir.

Bu katsayı hemen hemen her zaman birden küçüktür.

Birliğe eşitliği, ısı ileten kapanımların olmadığı ve bir ısı yalıtım malzemesi tabakası kullanma olanaklarının maksimumda kullanıldığı anlamına gelir. Ancak bu tür yapılar pratik olarak mevcut değildir.

Termal mühendislik homojenliği katsayısı, yapının çok boyutlu sıcaklık alanının doğrudan hesaplanmasıyla veya basitleştirilmiş bir şekilde ile ve çubuk bağlantıları durumunda ile belirlenir.

Isı transferine karşı azaltılmış direncin karşılığı denir. çevreleyen yapının ısı transfer katsayısı K, W / m 2. yaklaşık C:

Çitin ısı transfer katsayısı İleçitin içinden geçen ısı akısının yoğunluğuna eşittir ve ortamın zıt taraflarındaki sıcaklık farkı 1 o C'dir. Bu nedenle, ısı akısı q, Isı transferi nedeniyle çitin içinden geçen W / m 2, aşağıdaki formülle bulunabilir:

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

2.1.8 Çit bölümü üzerindeki sıcaklık dağılımı

Önemli bir pratik görev, çitin kesiti üzerindeki sıcaklık dağılımını hesaplamaktır (Şekil 7). Diferansiyel denklemden (2.1) ısı transferine karşı dirence göre doğrusal olduğu sonucu çıkar, bu nedenle sıcaklığı yazabiliriz. t xçitin herhangi bir bölümünde:

, (2.31)

nerede Rx girişi ve Rx-n- sırasıyla iç havadan x noktasına ve dış havadan x, m 2 noktasına ısı transferine direnç. o C / W.

Şekil 7. çok katmanlı bir duvarda sıcaklık dağılımı. a) tabaka kalınlıkları ölçeğinde, b) termal dirençler ölçeğinde

Bununla birlikte, ifade (2.30), ısı akışının tek boyutluluğunu bozmadan mahfazayı ifade eder. Isı transferine karşı azaltılmış direnç ile karakterize edilen gerçek bir çit için, çitin enine kesiti üzerindeki sıcaklık dağılımını hesaplarken, ısı transfer direncindeki düşüşü hesaba katmak gerekir. Rx girişi ve Rx-nısı mühendisliği tekdüzelik katsayısını kullanarak:

Otokontrol için sorular

1. Yüzeydeki ısı transfer katsayısı (fiziksel anlamı) nedir?

2. Çitin dış yüzeyindeki ısı transfer katsayısını ne oluşturur?

3. Çitin iç yüzeyindeki ısı transfer katsayısını ne oluşturur?

4. Isı akışı boyunca düzlem-paralel katmanlara sahip çok katmanlı bir bina kabuğunun termal direncini oluşturan şeyler.

5. Isı akışı boyunca düzlem-paralel katmanlara sahip çok katmanlı bir bina kabuğunun ısı transferine karşı toplam direncini oluşturan nedir? Isı geçişine karşı toplam direncin formülünü yazınız.

6. Isı akışı boyunca düzlem-paralel katmanlara sahip çok katmanlı bir bina kabuğunun termal direncinin fiziksel anlamı.

7. Isı akışı boyunca düzlem-paralel katmanlara sahip çok katmanlı bir bina kabuğunun toplam ısı transfer direncinin fiziksel anlamı.

8. Kapalı yapının ısı transferine karşı azaltılmış direncinin fiziksel anlamı.

9. Bina kabuğunun ısı transferine karşı koşullu direnci nedir?

10. Bina kabuğunun termal homojenlik katsayısı nedir?

11. Bina kabuğunun ısı transfer katsayısı nedir?

12. Çok katmanlı bir duvardan t n sıcaklığındaki iç ortamdan t n sıcaklığındaki dış ortama ısı transferi nedeniyle aktarılan ısı akısının formülünü yazın.

13. λ 1 >λ 2 ise, bilinen t in ve t n ortam sıcaklıklarında iki katmanlı bir duvardaki sıcaklık dağılımının niteliksel bir resmini çizin.

14. Eğer λ 1 ise, bilinen ortam sıcaklıklarında (t in ve t n) iki katmanlı bir duvardaki sıcaklık dağılımının niteliksel bir resmini çizin.

15. Ortamın bilinen sıcaklıklarında t in ve t n, tabaka kalınlıkları δ 1 ve δ 2, termal iletkenlik katsayıları λ 1 ve λ 2'de iki katmanlı bir duvarın iç yüzeyinin sıcaklığını belirlemek için bir formül yazın.

16. Ortamın bilinen sıcaklıklarında t in ve t n, katman kalınlıkları δ 1 ve δ 2, termal iletkenlik katsayıları λ 1 ve λ 2'de iki katmanlı bir duvarın τ n dış yüzeyinin sıcaklığını belirlemek için bir formül yazın.

17. Bilinen ortam sıcaklıklarında t in ve t n, katman kalınlıkları δ 1 ve δ 2, termal iletkenlik katsayıları λ 1 ve λ 2'de iki katmanlı bir duvarın katmanları arasındaki sıcaklığı belirlemek için bir formül yazın.

18. Ortamın bilinen sıcaklıklarında t in ve t n çok katmanlı bir duvarın herhangi bir bölümündeki sıcaklığı t x, katman kalınlıklarını, termal iletkenlik katsayılarını belirlemek için bir formül yazın.

2.2 Kapalı yapıların nem rejimi

Çitlerin nem rejimi, termal rejimleriyle yakından ilgilidir, bu nedenle bina termal fiziği dersinde incelenir. Çitlerde yapı malzemelerinin nemlendirilmesi binaların hijyenik ve operasyonel performansını olumsuz etkiler.

2.2.1 Çitlerdeki nemin nedenleri

Nemin çitlere girme yolları farklıdır ve içlerindeki yapı malzemelerinin nem içeriğini azaltmaya yönelik önlemler nemin nedenine bağlıdır. Bu nedenler aşağıdaki gibidir.

İnşaat (ilk) nem yani binanın yapımından sonra çitte kalan nem. Bir dizi inşaat süreci "ıslaktır", örneğin betonlama, tuğlaların ve parça blokların döşenmesi: gözenekli beton, genişletilmiş kil beton ve diğerleri, sıva. Kış koşullarında ıslak inşaat işlemlerinin süresini azaltmak için kuru işlemler kullanılır. Örneğin, bir kat-kat bölümünün dış duvarlarının iç katmanlarına dil-ve-oluklu alçı hidrofobikleştirilmiş paneller yerleştirilmiştir. Sade iç sıva alçıpan levhalarla değiştirildi.

Binanın işletmeye alındığı ilk 2 - 3 yıl içinde çitlerdeki inşaat nemi giderilmelidir. Bu nedenle, suyun buharlaşmasıyla ilişkili ek yükü taşıyacak olan ısıtma ve havalandırma sistemlerinin iyi çalışması çok önemlidir.

zemin nemi, kılcal emme ile çite zeminden nüfuz edebilen nem. Zemindeki nemin çite girmesini önlemek için, inşaatçılar su geçirmezlik ve buhar bariyeri katmanları kurarlar. Su yalıtım tabakasının hasar görmesi durumunda, zemin nemi duvarların yapı malzemeleri içerisindeki kılcal damarlardan geçerek yerden 2 – 2,5 m yüksekliğe kadar yükselebilir.

atmosferik nem, eğik yağmur sırasında, kornişler alanında çatılar sızdığında ve dış kanallar arızalandığında çitin içine girebilen. Yağmur neminin en güçlü etkisi, dış havanın yüksek nemi ile rüzgarlı uzun süreli çiseleyen yağmur ile tam bulutlulukta gözlenir. Nemin ıslanan dış yüzeyden duvara girmesini önlemek için nemin sıvı fazını zayıf bir şekilde geçiren özel dokulu katmanlar kullanılır. Derzlerin sızdırmazlığına dikkat edilir duvar panelleri büyük panel muhafaza yapımında, pencerelerin ve diğer açıklıkların çevresini kapatmak için.

operasyonel nem iç kaynaklardan çitin içine girer: suyun kullanımı veya serbest bırakılmasıyla ilgili üretim süreçleri sırasında, tesislerin ıslak temizliği sırasında, su temini ve kanalizasyon şebekelerindeki kesintiler sırasında. İç mekanlarda düzenli su kullanımı ile su geçirmez zemin ve duvarlar yapılır. Kaza durumunda, bina kabuğundaki nemin mümkün olan en kısa sürede uzaklaştırılması gerekir.

higroskopik nem malzemelerinin higroskopisitesinden dolayı muhafazanın içinde bulunur. Higroskopisite, bir malzemenin havadan nemi emme (emme) özelliğidir. Bir yapı ürününün sabit sıcaklık ve bağıl nem ile havada uzun süre kalmasıyla, malzemede bulunan nem miktarı değişmez (denge). Bu nem içeriği dengesi, dış hava-nemli ortamın higrotermal durumuna karşılık gelir ve malzemenin özelliklerine bağlı olarak ( kimyasal bileşim, gözeneklilik vb.) daha büyük veya daha küçük olabilir. Çitlerde yüksek higroskopisiteye sahip malzemelerin kullanılması istenmez. Aynı zamanda, örneğin kiliselerde, insanların periyodik olarak kaldığı yerlerde higroskopik sıvaların (kireç) kullanımı uygulanmaktadır. Hava nemlendiğinde nemi emen ve hava nemi azaldığında serbest bırakan duvarlara "nefes alma" denir.

buharlı nem, havada bulunan yapı malzemelerinin gözeneklerini doldurur. Olumsuz koşullar altında, çitlerin içinde nem yoğunlaşabilir. Kaçınmak Olumsuz sonuçlarçitin içindeki nem yoğuşması, yoğuşma riskini azaltmak ve kışın yazın yoğuşan nemin tamamen kuruması için koşullar yaratmak üzere uygun şekilde tasarlanmalıdır.

yoğun nemÇitlerin iç yüzeylerinde iç havanın nemi yüksek ve çitin iç yüzey sıcaklığı çiğlenme noktasının altındadır. Çitlerin iç yüzeyinin sönümlenmesiyle mücadeleye yönelik önlemler, iç mekan havasının nemini azaltan binaların havalandırılması ve hem pürüzsüz yüzeyde hem de sıcaklıktaki bir düşüşü dışlayan bina kabuğunun yalıtılmasıyla ilişkilidir. çitin ve ısı ileten kapanımların olduğu yerlerde.

2.2.2 Dış mekan mahfazalarının ıslanmasının olumsuz etkileri

Bilindiği gibi, malzemelerin nem içeriğindeki artışla birlikte, termal nitelikler binaların ısı kaybında artışa ve ısıtma için yüksek enerji tüketimine yol açan malzemelerin ısıl iletkenlik katsayısını artırarak eskrim.

Malzemenin gözeneklerindeki su, havanınkinden 22 kat daha yüksek olan yaklaşık 0,58 W/m oC'lik bir ısıl iletkenlik katsayısına sahip olduğundan, malzemenin nem içeriği arttıkça ısıl iletkenlik artar. Düşük nemde malzemenin ısı iletkenliğindeki artışın yüksek yoğunluğu, malzeme nemlendirildiğinde, küçük gözeneklerin ve kılcal damarların önce su ile doldurulmasından kaynaklanır ve bunun malzemenin ısıl iletkenliği üzerindeki etkisi büyük gözeneklerin etkisinden daha fazladır. Islak malzeme donarsa ısıl iletkenlik katsayısı daha da keskin bir şekilde artar, çünkü buzun ısıl iletkenliği havadan 80 kat daha fazla olan 2,3 W / m o C'dir. Gözeneklerin şekli ve konumundan büyük ölçüde etkilendiği için, bir malzemenin ısıl iletkenliğinin tüm yapı malzemeleri için nem içeriğine genel bir matematiksel bağımlılığını kurmak imkansızdır. Bina yapılarının nemlendirilmesi, ısı koruma kalitelerinde bir azalmaya yol açarak, ıslak malzemenin ısıl iletkenlik katsayısında bir artışa yol açar.

Islak katmanlara sahip mahfazanın iç yüzeylerinde, kuru katmanlara göre daha düşük bir sıcaklık oluşur ve bu da odada olumsuz bir radyasyon ortamı oluşturur. Çit yüzeyindeki sıcaklık çiğlenme noktasının altında ise bu yüzeyde yoğuşma oluşabilir. Islak yapı malzemesi, içinde mantar, küf ve diğer mikroorganizmaların, sporların ve küçük parçacıkların insanlarda alerjiye ve diğer hastalıklara neden olan gelişimine elverişli bir ortam olduğu için kabul edilemez. Böylece, bina yapılarının sönümlenmesi kötüleşir hijyenik niteliklerçitler.

Malzemenin nem içeriği ne kadar yüksek olursa, malzeme donmaya karşı o kadar az dirençlidir ve bu nedenle kısa ömürlüdür. Malzemelerin gözeneklerinde ve katmanların birleşim yerlerinde donan su, buza dönüştüğünde genleştiği için bu gözenekleri kırar. Neme maruz kalan ancak kontrplak, alçı gibi neme dayanıklı olmayan malzemelerden yapılan çitlerde de deformasyon meydana gelir. Bu nedenle, dış mekan mahfazalarında neme dayanıklı olmayan malzemelerin kullanımı sınırlıdır. Bu nedenle yapı malzemelerinin ıslanması olumsuz etkilere neden olabilir. teknik niteliklerçitler.

2.2.3 Nemin yapı malzemeleriyle ilişkisi

Su ile etkileşiminin doğası gereği katı cisimler ayrılır ıslatılmış (hidrofilik) ve ıslanamaz (hidrofobik). Hidrofilik yapı malzemeleri arasında beton, alçı ve su bazlı bağlayıcılar bulunur. Hidrofobik - ıslanmayan bağlayıcılar üzerinde bitüm, reçineler, mineral yün. Hidrofilik malzemeler su ile aktif olarak etkileşime girerken, kısmen ıslanabilen ve ıslanamayan malzemeler daha az aktif olarak etkileşime girer.

Malzemenin havadaki nem ile veya su ile doğrudan temas halindeki etkileşiminin doğasını önemli ölçüde etkileyen faktör, kılcal gözenekli yapıçoğu yapı malzemesi. Nem ile etkileşime girdiğinde yapı malzemelerinin fiziksel, mekanik ve termal özellikleri değişebilir.

Bina kabuğundaki nemin hareket yollarını ve olumsuz süreçleri veya sonuçlarını önleme yöntemlerini doğru bir şekilde anlamak için, nem ve yapı malzemeleri arasındaki iletişim biçimlerini bilmek gerekir.

Nem ve malzeme arasındaki ilişkinin doğrulanmış bir enerji sınıflandırma sistemi, Akademisyen P.A. Bağlayıcı. Nemi maddeye bağlama enerjisinin doğasına ve enerji seviyesinin büyüklüğüne göre, bu bağlantının üç türü ayırt edilir.

Bağın kimyasal formu malzeme ile nem en dayanıklıdır, çünkü bu durumda nem kimyasal reaksiyonlar için gereklidir. Bu nem, kristalin hidratlar gibi malzemelerin yapısal kafesinin bir parçasıdır ve nem değişim süreçlerine katılmaz. Bu nedenle, çitin içinden nem transferi süreçleri göz önüne alındığında göz ardı edilebilir.

Fiziko-kimyasal bağ yapı malzemeleri ile nem, malzemenin gözeneklerinin ve kılcal damarlarının iç yüzeyinde adsorpsiyonda kendini gösterir. Emilen nem, hidrofilik malzemelerin yüzeyi ile yüksek bir enerji seviyesinde bağlanma ile karakterize edilen birincil monomoleküler tabakaların nemi ve kılcal kuvvetler tarafından tutulan su filmini oluşturan müteakip polimoleküler tabakaların nemi olarak alt bölümlere ayrılır. Monomoleküler ve kısmen polimoleküler nemi gidermek için, geleneksel olarak doğal kurutma kuvvetleri doğal şartlar ve oda koşulları. Bağlanmanın fizikokimyasal formu, bitki kökenli organik materyallerin bitki hücrelerinde ozmotik (yapısal olarak) bağlı nemi de içerir. Bu nem, doğal kurutma ile giderilebilir.

Fiziksel-mekanik bağlantı kılcal basınç kuvvetleri ve hidrofilik malzemelerin ıslanması ile gözeneklerde ve kılcal damarlarda nemin tutulmasını belirler. Bu nem, basınç kılcal basıncı aştığında malzemenin içinde hareket eder ve doğal kuruma sırasında yapıların yüzey katmanlarından buharlaşır. Su ve mikro kılcal damarlar arasındaki bağ en yüksek fiziksel ve mekanik güce sahiptir.

2.2.4 Nemli hava

Atmosferik hava oksijen, nitrojen, karbon dioksit ve az miktarda atıl gaz her zaman su buharı şeklinde bir miktar nem içerir. Kuru hava ve su buharı karışımına denir. nemli hava.

Teknik hesaplamalar için yeterli doğrulukla, şunu varsayabiliriz: Nemli Hava ideal bir gaz karışımının tüm yasalarına uyar. Karışımın bir parçası olan buhar dahil her gaz, tüm karışımla aynı hacmi kaplar.

Buhar onun altında kısmi basıncı Mendeleev-Klaiperon denklemi ile belirlenir:

nerede M ben- i'inci gazın kütlesi, bu durumda su buharı, kg;

R- evrensel gaz sabiti, 8 314.41 J / (kmol. K)'ye eşittir;

T- mutlak ölçekte karışım sıcaklığı, K;

v- bir gaz karışımının kapladığı hacim, m3;

μ i- gazın moleküler ağırlığı, kg/mol. Su buharı için μ p \u003d 18.01528 kg / kmol.

Dalton yasasına göre, karışımın gaz bileşenlerinin kısmi basınçlarının toplamı, tam karışım basıncı. Nemli hava olarak kabul edilir ikili karışım oluşan su buharı ve kuru kısım atmosferik hava , etkin moleküler ağırlığı ≈ 29 kg/mol cinsinden μ olan. nemli havanın barometrik basıncı P b, Pa, kuru havanın kısmi basıncı e st, Pa ve buharın kısmi basıncı e p, Pa'nın toplamıdır:

Su buharının kısmi basıncına da denir. su buharı basıncı.

Hava nemlendirme ölçüsünü karakterize etmek için kavram kullanılır bağıl nemφ in, aynı sıcaklık ve basınçta su buharı ile hava doygunluğunun derecesini % olarak veya tam doygunluk biriminin kesirlerini gösterir.

%100 bağıl nemde, hava tamamen su buharı ile doyurulur ve hava olarak adlandırılır. zengin. Doymuş su buharının kısmi basıncına da denir. doyma basıncı hava, su buharı veya maksimum su buharı basıncı ve E'yi gösterir. Bağıl nem φ in değeri, belirli bir sıcaklıkta nemli havadaki su buharı e p'nin kısmi basıncının oranına eşittir. atmosferik basınç ve sıcaklıktan doyma basıncına E aynı koşullar altında:

veya φ,% . (2.36)

Belirli bir barometrik basınçta doymuş su buharının kısmi basıncı - su buharının maksimum esnekliği - yalnızca sıcaklığın t bir fonksiyonudur:

Değerleri deneysel olarak belirlenir ve özel tablolarda verilir. Ek olarak, E'nin sıcaklığa bağımlılığına yaklaşan bir dizi formül vardır. Örneğin, verilen formüller:

- 60 o C ila 0 o C sıcaklıkta buz yüzeyinin üzerinde

, (2.38)

0 ° C ila 83 ° C sıcaklıkta saf su yüzeyinin üzerinde

, (2.39)

Hijyenistler, bir kişinin kalması için %30 ila %60 arasındaki bağıl nem aralığını normal kabul eder. Bağıl nem %60'ın üzerinde olduğunda insan derisinden nemin buharlaşması zordur ve sağlığı bozulur. % 30'dan daha düşük bağıl nemde, bir kişinin cilt yüzeyinden ve mukoza zarlarından buharlaşma artar, bu da cilt kuruluğuna, boğaz ağrısına ve soğuk algınlığına katkıda bulunur.

Belirli bir mutlak nemin hava sıcaklığındaki artışla, bağıl nem azalır, çünkü formül (2.36) uyarınca, su buharının kısmi basıncının değeri değişmeden kalacaktır ve sıcaklıktaki artış nedeniyle doyma basıncı artacaktır. Aksine, hava soğutulduğunda, E doyma basıncındaki azalma nedeniyle bağıl nem artacaktır. Hava belirli bir sıcaklıkta soğuduğundan, e p, E'ye eşit olduğunda, havanın bağıl nemi eşit olacaktır. %100'e, yani hava su buharı ile tam doygunluğa ulaşacaktır. Belirli bir mutlak neme sahip havanın tam doygunluk durumunda olduğu t p, o C sıcaklığına denir. çiğ noktası Hava çiğlenme noktasının altına soğutulursa, nemin bir kısmı havadan yoğuşmaya başlar. Bu durumda hava, su buharına doygun kalacak ve ulaşılan sıcaklığa göre hava doyma basıncı E düşecektir. Ayrıca, her andaki hava sıcaklığı, oluşan mutlak hava nemi için çiğlenme noktası olacaktır.

Nemli hava, sıcaklığı τ hava çiğlenme noktasının tp altında olan dış mahfazanın iç yüzeyiyle temas ettiğinde, su buharı bu yüzeyde yoğuşacaktır. Bu nedenle, çitin iç yüzeyinde ve kalınlığında yoğuşma olmamasının koşulları, sıcaklığı çiğlenme noktasının üzerinde tutmaktır, bu, çitin kesitindeki her noktada su buharının kısmi basıncının olması gerektiği anlamına gelir. doyma basıncından daha azdır.

2.2.5 Malzeme nemi

Doğal hava ortamında kılcal gözenekli malzemelerde, her zaman belirli bir miktarda kimyasal olarak bağlanmamış nem bulunur. Bir doğal malzeme örneği kurutulursa kütlesi azalır. ağırlık nem malzemeω in,%, numunede bulunan nem kütlesinin numunenin kuru durumdaki kütlesine oranı ile belirlenir:

, (2.40)

nerede M 1- ıslak numunenin ağırlığı, kg,

M2- kuru numune kütlesi, kg.

toplu nemω yaklaşık,%, numunede bulunan nem hacminin numunenin hacmine oranı ile belirlenir:

nerede V 1- numunedeki nem hacmi, m3, V 2- numunenin kendi hacmi, m3 .

Malzemenin ω ağırlığı ile hacimsel nem içeriği ω arasında bir ilişki vardır:

, (2.42)

nerede ρ - kuru haldeki malzemenin yoğunluğu, kg / m3.

Nem genellikle hesaplamalarda kullanılır.

2.2.6 Sorpsiyon ve desorpsiyon

Bir malzeme numunesi, sabit sıcaklık ve bağıl nem ile nemli havada uzun süre kaldığında, numunede bulunan nem kütlesi değişmeyecektir - denge. Havanın bağıl neminin artmasıyla malzemedeki nem kütlesi artar, sıcaklığın artmasıyla ise azalır. Bu, malzemenin kimyasal bileşimine, gözenekliliğine ve diğer bazı özelliklerine bağlı olarak, hava ortamının termal ve nem durumuna karşılık gelen, malzemenin denge nem içeriğidir, az ya da çok olabilir. Nemli hava ortamına konulan kuru malzemenin nemlendirilmesi işlemine denir. içine çekme ve nemli bir hava ortamında aşırı nemli malzemenin nem içeriğini azaltma işlemi - desorpsiyon.

Sabit bir sıcaklığa ve artan bağıl neme sahip bir hava ortamında malzemenin denge nem içeriğindeki değişim modeli, sorpsiyon izotermi ile ifade edilir.

Yapı malzemelerinin büyük çoğunluğu için soğurma ve desorpsiyon izotermleri çakışmaz. Aynı bağıl hava neminde φ bir yapı malzemesinin ağırlık nem içeriğindeki farka denir. soğurma histerezisi. Şekil 8, köpük silikat için su buharının soğurma ve desorpsiyon izotermlerini göstermektedir. üzerinde . Şekil 8'den görülebileceği üzere, örneğin φ = %40 için, sorpsiyon sırasında silikat köpüğün ağırlıkça nem içeriği ω в = %1,75'tir ve desorpsiyon sırasında ω в = %4'tür, dolayısıyla sorpsiyon histerezisi 4'tür. -1,75 = %3,25.

Şekil 8. Sorpsiyon (1) ve desorpsiyon (2) sırasında köpük silikatın ağırlık nem içeriği

Yapı malzemelerinin soğurma nemi içeriğinin değerleri çeşitli edebi kaynaklarda, örneğin içinde verilmiştir.

2.2.7 Çitlerin buhar geçirgenliği

Çitin iç yüzeyinde su buharı yoğuşmasının hariç tutulması, çitin kalınlığında nem yoğuşmasının bulunmadığını garanti edemez.

Bir yapı malzemesinde nem katı, sıvı ve buhar olmak üzere üç farklı fazda olabilir. Her faz kendi kanununa göre yayılır. Rusya'nın iklim koşullarında en acil sorun, kışın su buharının hareketidir. Deneysel çalışmalardan bilinmektedir ki, buhar transfer potansiyeli- itici gücü, havadaki su buharının kısmi basıncıdır. e, baba. Çitin yapı malzemelerinin içinde, malzemenin gözeneklerinde nemli hava bulunur. Buhar, daha yüksek kısmi basınçtan daha düşük olana doğru hareket eder.

Soğuk mevsimde, iç hava sıcaklığı dışarıdakinden çok daha yüksektir. Daha yüksek sıcaklık daha fazlasına karşılık gelir yüksek basınç su buharı ile doygunluk E. İç ortam havasının bağıl nemi, dış ortam havasının bağıl neminden daha az olmasına rağmen, iç ortam havasındaki su buharının kısmi basıncı e girişi dış havadaki su buharının kısmi basıncını önemli ölçüde aşar e n. Bu nedenle, buhar akışı odadan dışarıya doğru yönlendirilir. Çitin içinden buharın nüfuz etme süreci, difüzyon süreçleri. Başka bir deyişle, su buharı çitin içinden geçer. Difüzyon, bir gazın moleküllerinin diğerinin molekülleri ile değiştirilmesi, bu durumda yapı malzemelerinin gözeneklerindeki kuru hava moleküllerinin su buharı molekülleri ile değiştirilmesi olan tamamen moleküler bir olgudur. Ve su buharının çitlerden difüzyon sürecine denir. buhar geçirgenliği.

Terminolojide karışıklığı önlemek için, hemen şunu şart koşacağız: buhar geçirgenliği- bu, su buharını kendi içinden geçirmek için malzemelerin ve bunlardan yapılmış bir yapının bir özelliğidir ve buhar geçirgenliği bir malzeme veya mahfaza içinden buharın nüfuz etme işlemidir.

Buhar geçirgenliği μ şunlara bağlıdır: fiziki ozellikleri malzeme ve kendi içinden yayılan su buharını geçirme yeteneğini yansıtır. Malzemenin buhar geçirgenliği, kantitatif olarak, akış boyunca 1 Pa/m'ye eşit bir su buharı kısmi basınç gradyanı ile akışa dik alanın m2'sinden geçen su buharının difüzyon akışına, mg/h eşittir. .

Hesaplanan μ değerleri referans tablolarında verilmiştir. Ayrıca izotropik malzemeler için μ, nem akışının yönüne bağlı değildir ve anizotropik (ahşap, lifli yapıya sahip veya preslenmiş diğer malzemeler) için μ değerleri, yönlerin oranına bağlı olarak verilmiştir. buhar ve lif akışı.

Isı yalıtım malzemeleri için buhar geçirgenliği, kural olarak, gevşek ve açık gözenekli, büyük değerlere sahiptir, örneğin, ρ = 50 kg / m3 yoğunlukta sentetik bir bağlayıcı üzerindeki mineral yün levhalar için, buhar geçirgenlik katsayısı μ = 0,60 mg / (saat m. Pa ) eşittir. Daha yüksek yoğunluklu malzemeler, daha düşük bir buhar geçirgenlik katsayısına karşılık gelir, örneğin, yoğun agregalar üzerindeki ağır beton, μ = 0,03 mg / (h.m. Pa) değerine sahiptir. Ancak, istisnalar vardır. ρ = 25 - 45 kg / m3 yoğunluğa sahip, kapalı hücreli bir yalıtım olan ekstrüde polistiren köpüğün μ = 0,003 - 0,018 mg / (h.m. Pa) değeri vardır ve pratikte buharı kendi içinden geçirmez.

Minimum buhar geçirgenliğine sahip malzemeler kullanılır. buhar bariyeri katmanları. Sac malzemeler ve ince katmanlar için buhar bariyeriμ değerinin çok küçük olması nedeniyle, referans tabloları bu katmanların buhar geçirgenlik dirençlerini ve kalınlıklarını vermektedir.

Havanın buhar geçirgenliği, taşınım olmadığında μ=0,0062 m2.h.Pa/mg ve konveksiyon sırasında μ=0.01 m2.h.Pa/mg'ye eşittir. Bu nedenle buhar geçirgenliğine karşı direnç hesaplanırken çitin sürekliliği sağlamayan (boşluklu) buhar bariyeri katmanlarının (çitin iç bağları ile kırılan buhar bariyeri filmi, levha buhar bariyeri katmanları) dikkate alınmalıdır. , üst üste binmiş olsa bile, ancak derzleri buhar bariyeri mastiği ile lekelemeden), bu durumu hesaba katmadan olduğundan daha fazla buhar geçirgenliğine sahip olacaktır.

Fizikten biliniyor ki tam bir buhar geçirgenliği ve ısı iletimi süreçleri arasındaki analoji. Üstelik gözlenen çit yüzeylerinde ısı transferi ve nem transferi işlemlerinde analog. Bu nedenle, dikkate alınabilir karmaşık ısı transferi ve nem transferi süreçleri arasındaki analojiçitin içinden. Tablo 2, bu süreçlerdeki doğrudan benzerleri göstermektedir.

Tablo 2

Buhar difüzyonu sırasında ısı transferi ve nem transferi süreçleri arasındaki analoji

termal alan	Nem alanı
Hava sıcaklığı kapalı hava teneke, oC; iç yüzey t içinde, oC; katmanların birleşim yerlerinde ben, oC; dış yüzey t n, oC; açık hava t n, Hakkında.	Kısmi su buharı basıncı: iç havada e girişi, Baba; iç yüzeyde e Başkan Yardımcısı, Baba; katmanların birleşim yerlerinde ei, Baba; dış yüzey e np, Baba; dış havada e n baba
Malzemenin termal iletkenliği λ , W / (m. o C)	Malzemenin buhar geçirgenliği μ, mg/ (h.m. Pa)
Termal direnç tabakası kalınlık δ, m, RT=δ/ λ , m 2. C / W hakkında	Buhar direnci katmanı kalın δ , m, R p \u003d δ / μ, m 2.h.Pa / mg (2.43)
Isı transfer katsayıları iç yüzeyde α in, W / (m 2. o C); dış yüzeyde α n, W / (m 2. o C).	Nem dönüş katsayıları iç yüzeyde β in, mg / (saat m 2. Pa); dış yüzeyde β n, mg / (saat m 2. Pa).
Çit yüzeylerinde ısı transferine karşı direnç içeride R inç \u003d 1 / α inç, m 2. o C / W; dışta R n \u003d 1 / α n, m 2. o C / W;	Çit yüzeylerinde nem salınımına karşı direnç iç R s'de \u003d 1 / β in, m 2.h.Pa / mg; (2.44) dış R p.n \u003d 1 / β n, m 2.h.Pa / mg. (2.45)
Çitin toplam ısı transfer direnci R o \u003d R in + Σδ / λ + R n, m 2. o C / W	Çitin buhar geçirgenliğine karşı genel direnç R hakkında. p \u003d R p.in + Σδ / λ + R p.n, m 2.h.Pa / mg (2.46)
Çit boyunca ısı akısı yoğunluğu q \u003d (t in -t n) / R o, W / m2	Çit boyunca nem difüzyon akışının yoğunluğu g \u003d (e in -e n) / R o. p, mg / (h.m 2) (2.47)

Fiziksel anlamına göre buhar geçirgenlik tabakasıçitler - bu, 1 mg / s'lik bir buhar akışının alanının 1 m 2'sinden yayılması için katmanın yüzeylerinde oluşturulması gereken su buharının esnekliğindeki farktır.

Kapalı yapının buhar geçirgenliğine karşı toplam direnci(buhar difüzyonu sırasında), ifade (2.43)'ten aşağıdaki gibi, tüm katmanlarının buhar geçirgenliğine direncinin ve yüzeylerindeki nem değişimine direncin toplamıdır.

Nem transfer katsayısı, kural olarak, buhar geçirgenliğine karşı toplam direncin mühendislik hesaplamalarında kullanılmaz, değerlerinin R p'ye eşit olduğu varsayılarak, doğrudan yüzeylerde nem transferine karşı direnci kullandıkları hesaplamalarda kullanılmaz. .in = 0,0267 m 2.h.Pa / mg, R p.n, \u003d 0.0052 m2.h.Pa / mg.

Çitin içinden yayılan su buharının kalınlığından geçerken esnekliği e ve e n değerleri arasında değişecektir. Çitin herhangi bir bölümündeki su buharı e x'in kısmi basıncını bulmak için (Şekil 9), çitin bölümü üzerindeki sıcaklık dağılımını belirlemek için formül (2.30)'a benzer bir formül kullanın:

nerede R p.in-x, R p.n-x- x noktasından sırasıyla iç ve dış havaya buhar geçirgenliğine karşı direnç, m 2.h.Pa / mg.

Şekil 9. Kısmi basınç ve su buharının doyma basıncının çitin kesiti üzerindeki dağılımı

Otokontrol için sorular.

1. Çitin yüzeyinde veya kalınlığında nem kaybı nedenleri.

2. Çitin yüzeyinde veya kalınlığında nem kaybının olumsuz sonuçları.

3. Hidrofilik yapı malzemeleri ile hidrofobik arasındaki fark nedir?

4. Çoğu yapı malzemesinin yapısı nedir?

5. Bir yapı malzemesi ile nemin üç tip bağının doğası gereği bağlanma enerjisinin büyüklüğünü ve enerji seviyesinin büyüklüğünü biliyor musunuz?

6. Nemli hava nedir?

7. Nemli havadaki su buharının kısmi basıncı nedir?

8. Nemli havanın barometrik basıncını ne oluşturur?

9. Bağıl nem nedir?

10. Ne tür havaya doymuş su buharı denir?

11. Hangi sıcaklığa çiğlenme noktası denir?

12. Bina kabuğu kesitinde herhangi bir noktada yoğuşma olmaması için şartlar nelerdir?

13. Bir malzemenin ağırlık nem içeriği nasıl belirlenir?

14. Bir malzemenin hacimsel nem içeriği nasıl belirlenir?

15. Bir malzemenin denge nem içeriği nedir?

16. Sorpsiyon ve desorpsiyon nedir? *

17. Sorpsiyon histerezisinin tezahürü nedir?

18. Bina kabuğunda su buharı transferi potansiyeli nedir?

19. Çitten buharın difüzyonu nedir?

20. Buhar geçirgenliği nedir?

21. Buhar geçirgenliği nedir?

22. Malzemenin buhar geçirgenliğine nicel olarak eşit olan μ nedir?

23. Buhar bariyeri nedir?

24. Bir katmanın buhar geçirgenliğine karşı direncin fiziksel anlamı?

25. Bina kabuğunun buhar geçirgenliğine karşı toplam direnci nedir?

26. Çitin buhar geçirgenliğine karşı toplam direncinin formülünü yazınız.

27. Bilinen bir sıcaklıkta t in ve bağıl nem φ in'de havadaki su buharının kısmi basıncı nasıl belirlenir?

28. Doymuş su buharının basıncını ne belirler?

29. μ 1 > μ 2 ise, e in ve e n ortamındaki bilinen basınçlarda iki katmanlı bir duvardaki su buharının kısmi basıncının dağılımının niteliksel bir resmini çizin.

30. Eğer μ 1 ise e in ve e n ortamındaki bilinen basınçlarda iki katmanlı bir duvardaki su buharının kısmi basıncının dağılımının niteliksel bir resmini çizin.

31. Dıştan iki katmanlı bir duvarın iç yüzeyindeki su buharının kısmi basıncını belirlemek için bir formül yazın. ortamdaki bilinen basınçlarda pov e in ve e n, katman kalınlıkları δ 1 ve δ 2, buhar geçirgenliği μ 1 ve μ 2.

32. İki katmanlı bir duvar e n'nin dış yüzeyindeki su buharının kısmi basıncını belirlemek için bir formül yazın. ortamdaki bilinen basınçlarda pov e in ve e n, katman kalınlıkları δ 1 ve δ 2, buhar geçirgenliği μ 1 ve μ 2.

33. Ortamdaki bilinen basınçlarda e in ve e n, katman kalınlıkları δ 1 ve δ 2, buhar geçirgenliği μ 1 ve μ 2'de iki katmanlı bir duvar e'nin katmanları arasındaki su buharının kısmi basıncını belirlemek için bir formül yazın.

34. Çok katmanlı bir duvarın herhangi bir bölümünde e in ve e n ortamlarında bilinen basınçlarda su buharı ex'in kısmi basıncını, katman kalınlıklarını δ i , buhar geçirgenliğini μ i belirlemek için bir formül yazın.

2.3 Dış muhafazaların hava geçirgenliği

2.3.1 Temel Bilgiler

nefes alabilirlik yapı malzemelerinin ve çevreleyen yapıların içinden hava akışına izin verme özelliği olarak adlandırılır, nefes alabilirlik ayrıca çitin 1m 2'sinden saatte G, kg / (m 2.h) geçen kg cinsinden hava tüketimini de göz önünde bulundurun.

nefes alabilirlikÇitler aracılığıyla, sızıntılarından hava girme işlemi denir. Havanın dışarıdan içeriye girmesine denir süzülme ve odadan dışarıya - sızma.

İki tür sızıntı vardır. hava filtreleme: yapı malzemelerinin gözenekleri ve yuvalar aracılığıyla. Boşluklar, duvar panellerinin birleşim yerlerini, pencere çerçevelerindeki boşlukları ve pencerenin pencere çerçevesine bitişik olduğu yerlerde vb. aracılığıyla hariç enine filtrasyon, havanın çitin içinden geçtiği yönde. R.E.'nin terminolojisine göre çitin yüzeyine dik olarak mevcuttur. Briling, iki tür filtreleme daha - uzunlamasına ve iç.

Genel olarak, tüm dış mekan muhafazalarının hava geçirgenliği vardır, ancak ısı kaybının hesaplanmasında genellikle yalnızca pencerelerden, balkon kapılarından ve vitray pencerelerden sızma dikkate alınır. Kalan çitlerin yoğunluk normları, odanın ısı dengesini önemli ölçüde etkileyen hava geçirgenliği olasılığını dışlar.

Bölüm 2'de bahsedildiği gibi, çevreleyen yapıları buhar bariyeri yapmak için içeriden yoğun bir tabaka yapılır. Bu katman genellikle enine filtreleme için yeterince hava geçirmezdir. Bununla birlikte, cephe tabakası dışarıda yoğun değilse, uzunlamasına filtrasyon meydana gelebilir, bu da, rüzgarın etkisi altında, soğuk dış havanın bina kabuğuna girmesi ve başka bir yerden çıkması anlamına gelir. Bu, ek ısı kaybına neden olur.

Mineral yün, polistiren köpük veya diğer köpüklü malzemelerden oluşan havalandırmalı bir cepheye sahip modern dış duvarlarda, filtrelenmiş hava tarafından ısının atmosfere çıkarılması nedeniyle bu yapıların azaltılmış direncini yerel olarak azaltan uzunlamasına filtrasyon gözlemlenebilir.

Çevreleyen yapının her iki tarafında hava girişine karşı iyi bir koruma sağlanmış ve iç katmanlar nefes alabilen malzemelerden yapılmış olsa bile, harekete benzer şekilde çitin kalınlığındaki sıcaklık farkından dolayı yapı içinde hava hareketi meydana gelebilir. kapalı hava alanlarındaki havanın Bununla birlikte, dahili filtreleme genellikle bir çitin ısı transfer katsayısını önemli ölçüde artırmaz.

Sızma ve sızma ve genel olarak herhangi bir hava filtrasyonu aşağıdakilerin etkisi altında ortaya çıkar: toplam hava basıncı düşüşü ∆ P, Baba, çitin farklı yönlerinden.

Yani, hava taşımacılığı potansiyeli malzemeler ve çevreleyen yapılar aracılığıyla, binanın içindeki ve dışındaki hava basıncındaki farktır. İlk olarak, soğuk dış hava ve sıcak iç havanın farklı yoğunluklarıyla açıklanır - yerçekimi bileşeni ve ikinci olarak, rüzgar tarafından karşıdan gelen akışta pozitif bir ek basınç ve rüzgar altı tarafından seyrelme yaratan rüzgarın etkisiyle - rüzgar bileşeni.

2.3.2 Çitlerin dış ve iç yüzeylerindeki basınç farkı

Bir gaz kolonunda statik olduğu bilinmektedir. yerçekimi basıncı yükseklikte değişken.

yerçekimi basıncı R gr, Pa, yükseklikte dış havanın herhangi bir noktasında h dünyanın yüzeyinden,

(2.49)

nerede R atm- referans sıfır düzeyinde atmosfer basıncı, Pa;

g- serbest düşüş ivmesi, m/s 2 ;

ρ n- dış hava yoğunluğu, kg/m3 .

Rüzgar basıncı P rüzgar, Pa, binanın farklı yüzeylerinde rüzgarın yönüne bağlı olarak farklı olacaktır, bu da hesaplamalarda dikkate alınan aerodinamik katsayısı C ile dinamik rüzgar basıncının statik basınç oranının ne kadar olduğunu gösterir. rüzgarüstü, yan ve rüzgar altı cephelerde.

Bina üzerindeki aşırı rüzgar statik basıncı, dinamik rüzgar basıncıyla orantılıdır ρ n.v2/2 onun hızında v, Hanım.

Rüzgar hızları, açık bir alanda yerden 10 m yükseklikteki meteoroloji istasyonlarında ölçülür.

Binalarda ve yüksekliklerde rüzgar hızı değişkenlik gösterir. Farklı arazi türlerinde ve farklı yüksekliklerde rüzgar hızındaki değişimi hesaba katmak için bir katsayı uygulanır. k din, değerleri SNiP 2.01.07-85 * tarafından düzenlenir. katsayı k din, yükseklikle rüzgar basıncındaki değişimi dikkate alarak h, arazi tipine bağlı olarak sunulmaktadır. Aşağıdaki arazi türleri kabul edilir:

A - denizlerin, göllerin ve rezervuarların açık kıyıları, çöller, bozkırlar, orman bozkırları, tundra;

B - kentsel alanlar, ormanlar ve 10 m'den daha yüksek engellerle eşit şekilde kaplı diğer alanlar;

C - 25 m'den yüksek binalara sahip kentsel alanlar.

Yapının rüzgar alan tarafında 30 saat uzaklıkta - yapı yüksekliği h 60 m'ye kadar ve 2 km daha yüksek - korunuyorsa, bir yapının bu tür bir yerde bulunduğu kabul edilir.

Yukarıdakilere uygun olarak, her bir cephedeki rüzgar basıncı

(2.50)

nerede r n- dış hava yoğunluğu, kg/m3 ;

v- rüzgar hızı, m/s;

c - hesaplanan cephede aerodinamik katsayı;

k din- göre alınan binanın yüksekliğine bağlı olarak rüzgar hızı basıncındaki değişiklikleri hesaba katmak için katsayı.

Çoğu bina için SNiP 2.01.07-85*'e göre, rüzgar tarafındaki aerodinamik katsayısının değeri c'ye eşittir n=0.8 ve lee'de - c h= - 0,6.

Yerçekimi ve rüzgar basınçları birbirinden bağımsız olduğundan, dış havanın toplam basıncını bulmak için R Nar binada katlanırlar:

Koşullu sıfır basınç için R koşul, Pa, V.P.'nin önerisi üzerine. Titov'a göre, binanın rüzgar altı tarafındaki mutlak basınç, binanın dünya yüzeyinden en uzaktaki havanın hareket edebileceği elemanı seviyesinde alınır (koruma altındaki cephenin üst penceresi, çatıdaki egzoz bacası) .

nerede cs- binanın rüzgar altı tarafına karşılık gelen aerodinamik katsayısı;

H- binanın yüksekliği veya hava hareketinin mümkün olduğu üst elemanın yerden yüksekliği, m.

Daha sonra toplam aşırı basınç R n, Binanın h yüksekliğindeki bir noktada dış havada oluşan Pa, aşağıdaki formülle belirlenir:

Şekil 10 yerçekimi diyagramlarını göstermektedir R gr ve rüzgar Р rüzgar basınçları ve koşullu sıfır basıncın kabul edildiği seviye Р arb.

Her oda, binanın cepheleri üzerindeki çeşitli basınçların oluşturduğu basınç Р в, Pa ve yerçekimi basıncının toplamı olan kendi toplam aşırı iç basıncını oluşturur. R gr, içinde baba

Binadaki tüm odalarda hava sıcaklığı yaklaşık olarak aynı olduğundan, iç yerçekimi basıncı yalnızca odanın merkezinin yüksekliğine bağlıdır h:

(2.54)

nerede içeri gir- iç havanın yoğunluğu, kg/m3 .

Şekil 10. Hava akımlarının oluşumu yüksek katlı bina doğal havalandırmalı

Hesaplamaların basit olması için, iç yerçekimi basıncı genellikle eksi işaretiyle dış basınç olarak adlandırılır.

(2.55)

Bu, binanın dışındaki değişken yerçekimi bileşenini ortadan kaldırır ve bu nedenle her odadaki toplam basınç, yüksekliği boyunca sabit hale gelir.

Hava yoğunluğu ρ, kg/m3 , (2.33)'ten aşağıdaki formülle belirlenebilir:

burada t hava sıcaklığıdır.

Bir katın eşit olarak yönlendirilmiş odaları için dahili toplam aşırı basınç P'nin değerleri, her oda için kendi iç basınç değerinin oluşması nedeniyle farklılık gösterebilir. Binadaki iç basınçların belirlenmesi, oldukça zahmetli olan binanın hava rejiminin tam olarak hesaplanması görevidir. Ancak hesaplamayı basitleştirmek için, P in iç basıncı genellikle merdivendeki basınca eşittir.

Bir binadaki iç basıncı hesaplamak için basitleştirilmiş yöntemler vardır. En yaygın hesaplama, binadaki koşullu olarak sabit iç basınç, ifadeye göre rüzgar ve yerçekimi basıncının yarısı olarak alındığında, cephelerde eşit olarak dağıtılmış pencerelere sahip binalar için geçerlidir.

'de önerilen P in, Pa değerini hesaplamanın daha külfetli ikinci yöntemi, rüzgar basıncının cephelerin alanları üzerinden ortalamasının alınması bakımından birincisinden farklıdır. Cephelerden biri rüzgar yönü olarak düşünüldüğünde, iç basınç ifadesi şu şekli alır:

nerede c n,cb,cs- rüzgar üstü, yan ve rüzgar altı cephelerdeki aerodinamik katsayılar;

bir n, bir b, bir h- rüzgar, yan ve rüzgar altı cephelerde pencere ve vitray pencere alanları, m 2.

Isı kayıpları hesaplanırken her cephenin rüzgara karşı olabileceği dikkate alınır. İç basıncın Toplu iğne(2.58)'e göre alınan , her cephe için farklıdır. Bu fark, farklı cephelerdeki pencerelerin ve vitray pencerelerin yoğunluğu ne kadar farklı olursa, o kadar belirgindir. Cepheler boyunca tek tip pencere dağılımına sahip binalar için, değer Toplu iğne, (2.57)'den elde edilene yaklaşır. Bu nedenle, iç basıncı hesaplamak için formül (2.58)'in kullanılması, cepheler boyunca ışık açıklıklarının dağılımının açıkça düzensiz olduğu veya söz konusu binanın komşu olana veya bir cepheye veya bir kısmına bitişik olduğu durumlarda haklı çıkar. hiç penceresi yok.

Herhangi bir yükseklikte, rüzgara bakan cephede çitin karşıt taraflarındaki dış ve iç basınçlar arasındaki fark h formül (2.55) dikkate alındığında şuna eşittir:

Basınç farklılığı ∆P farklı katların aynı cephesindeki pencereler için, farka bağlı olarak yalnızca yerçekimi basıncı (ilk terim) değerinde farklılık gösterecektir. H-h referans sıfır olarak alınan binanın üst noktasının işaretleri ve söz konusu pencerenin merkezi. Şekil 13, dengeli havalandırmaya sahip bir binadaki akış dağılımı modelini göstermektedir.

2.3.3 Yapı malzemelerinin hava geçirgenliği

Yapı malzemeleri çoğunlukla gözenekli gövdelerdir. Farklı malzemelerdeki gözeneklerin boyutu ve yapısı aynı değildir, bu nedenle malzemelerin hava geçirgenliği, basınç farkına bağlı olarak farklı şekillerde kendini gösterir.

Şekil 11, hava geçirgenliğine bağımlılığın niteliksel bir resmini göstermektedir. G basınç farkından ΔР yapı malzemeleri için K.F. Fokin.

Şekil 11. Malzeme gözenekliliğinin hava geçirgenliği üzerindeki etkisi.1 - homojen gözenekli malzemeler (köpük beton gibi); 2 - gözenekli malzemeler çeşitli boyutlar(doldurma türü); 3 - hava geçirgenliği düşük malzemeler (ahşap, çimento harçları gibi), 4 - ıslak malzemeler.

0'dan noktaya düz çizgi aüzerinde eğri 1, basınç farkının küçük değerlerinde tekdüze gözenekliliğe sahip malzemenin gözeneklerinden havanın laminer hareketini gösterir. Bu noktanın üzerinde eğri kısımda türbülanslı hareket oluşur. Farklı gözenek boyutlarına sahip malzemelerde, 2. çizginin eğriliğinden görülebilen küçük bir basınç farkında bile hava hareketi türbülanslıdır. oldukça büyük basınç farklarında, bu nedenle bağımlılık G itibaren ΔР herhangi bir basınç farkı için doğrusal (satır 3). Islak malzemelerde (eğri 4) düşük ΔР, belirli bir minimum basınç farkından daha az ΔP min, hava geçirgenliği yoktur ve ancak bu değer aşıldığında, basınç farkı malzemenin gözeneklerinde bulunan suyun yüzey gerilimi kuvvetlerini yenmeye yeterli olduğunda hava hareketi gerçekleşir. Malzemenin nem içeriği ne kadar yüksek olursa, değer o kadar büyük olur ΔP min.

Malzemenin gözeneklerindeki laminer hava hareketi ile bağımlılık geçerlidir

burada G, çitin veya malzeme tabakasının hava geçirgenliğidir, kg / (m 2.h);

i- malzemenin hava geçirgenlik katsayısı, kg / (m. Pa. h);

δ - malzeme tabakasının kalınlığı, m.

Malzemenin hava geçirgenlik katsayısı termal iletkenlik katsayısına benzer ve 1 Pa / m basınç gradyanında akış yönüne dik 1 m 2'lik bir alandan geçen kg cinsinden hava akışına sayısal olarak eşit olan malzemenin hava geçirgenlik derecesini gösterir. .

Çeşitli yapı malzemeleri için hava geçirgenlik katsayısı değerleri birbirinden önemli ölçüde farklılık gösterir.

Örneğin mineral yün için i ≈ 0,044 kg / (m. Pa.h), otoklavlanmamış köpük beton için i ≈ 5.3.10 - 4 kg / (m. Pa.h), katı beton için i ≈ 5.1.10 - 6 kg / (m.Pa.h),

Formül (2.60)'daki türbülanslı hava hareketi ile değiştirilmelidir. ΔРüzerinde ΔРn. Aynı zamanda, üs n 0,5 - 1 arasında değişmektedir. Ancak pratikte malzemenin gözeneklerindeki türbülanslı hava akımı rejimi için formül (2.60) da kullanılmaktadır.

Modern düzenleyici literatürde, hava geçirgenlik katsayısı kavramı kullanılmamaktadır. Malzemeler ve tasarımlar karakterize edilir nefes alabilirlikR ve, kg / (m.h). farklı taraflardaki basınç farkında ∆Р o = 10 Pa, laminer hava hareketi ile aşağıdaki formülle bulunur:

burada G, bir malzeme veya yapı tabakasının nefes alabilirliğidir, kg / (m 2.h).

Çitlerin kendi boyutunda hava girişine karşı direnci, hava transfer potansiyeli - basınç boyutunu içermez. Bu durum, düzenleyici belgelerde gerçek basınç farkı ∆P'nin standart basınç değeri ∆P o =10 Pa'ya bölünmesiyle hava geçirgenlik direncinin ∆P o = 10 Pa basınç farkına indirgenmesinden kaynaklanmaktadır.

verilen değerler nefes alabilirlik bazı malzeme ve yapıların katmanları için.

Hava hareketinin karışık modda meydana geldiği sızıntılarda, hava girişine karşı direnç , kg / (m. h), ifadeden belirlenir:

, (2.62)

Otokontrol için sorular

1. Malzemenin ve çitin nefes alabilirliği nedir?

2. Nefes alabilirlik nedir?

3. Sızma nedir?

4. Sızma nedir?

5. Hava geçirgenliği sürecinin hangi nicel özelliğine hava geçirgenliği denir?

6. Çitlerde hava hangi iki tür sızıntı yoluyla filtrelenir?

7. R.E.'nin terminolojisine göre üç tip filtreleme nedir? Brilinga mı?

8. Nefes alabilirlik potansiyeli nedir?

9. Çitin karşıt taraflarındaki basınç farkını hangi iki özellik oluşturur?

10. Malzemenin hava geçirgenlik katsayısı nedir?

11. Bina kabuğunun hava geçirgenliği nedir?

12. Yapı malzemelerinin gözeneklerinden havanın laminer hareketi sırasında hava girişine karşı direnci belirlemek için bir formül yazın.

13. Pencerenin hava geçirgenliğini belirlemek için bir formül yazın.

Ve bazı durumlarda klima.

Merkezi ısıtma sisteminin cihazı, tesislerde gerekli hava sıcaklıklarının korunmasını sağlar ve konfor seviyesini arttırır.

Bugüne kadar, ısıtma sistemi olmayan bir ev hayal etmek imkansızdır. Isıtma sistemi konforlu bir yaşamın vazgeçilmez bir parçasıdır.

Bu ders projesinde bir kamu binasının ısıtma sistemi hesaplanmıştır. Korkuluklar izolasyonludur. Isıtma sistemi, enerji tasarrufu yasasının gereklilikleri dikkate alınarak mevcut SNiP'lere ve GOST'lara uygun olarak tasarlanmıştır. Ticari bir ısı ölçüm ünitesi geliştirilmiş olup, kapatma ve kontrol vanalarının montajı öngörülmektedir.

Kapalı yapıların ısı transfer katsayısının belirlenmesi.

Dış duvarın ısı transfer katsayısının belirlenmesi.

İlk veri:

İnşaat alanı - vladimir;

Tahmini iç hava sıcaklığı renk tonu= 16оС;

Odadaki nem - normal.

Ek 1'e göre nem bölgesi* SNiP II-3-79* - nemli, normal nemde Ek 2'ye göre çalışma koşulları - parametre B.

Duvar yapımı:

1. Çimento-kum harcı: δ1= 0,02 m;

λ λ1 = 93W/m оС;

2. Mineral yün paspaslar: δ2 = ? m; γ2= 75 kg/m3; λ2 = 0,064, W/m oC;

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

4. Karmaşık çözüm: δ4 = 0,02 m; λ4 = 0,87 W/m oC.

Termal iletkenlik katsayısı λ, malzemenin yoğunluğuna, γ ve çalışma koşullarına bağlı olarak belirlenir (parametre B, SNiP II-3-79* Ek 3*).

αint = 8,7 W/m2°C

αext = 23 W/m2°C

Hesaplama sırası.

1. Isıtma periyodunun derece-gününün belirlenmesi:

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

2. Sekmeye göre normalleştirilmiş ısı transfer direnci değerinin belirlenmesi. 4. SNiP:

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

3. Toplam termal direncin belirlenmesi:

4. R0 ≥ Rreg olduğu termal koşullara bağlı olarak, R0'ı Rreg'e eşitleriz:

2,8 = m2 °C/W

5. Yalıtım tabakasının kalınlığının belirlenmesi:

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

6. δ2 dikkate alınarak toplam termal direncin belirlenmesi

7. Termal koşulların kontrol edilmesi: R0 ≥ Rreg.

2,9 > 2,8 => koşul karşılandı.

8. Çatı katının ısı transfer katsayısı:

k=

Çatı katı olmayan bir zeminin ısı transfer katsayısının belirlenmesi.

Kapak tasarımı:

1. 4 kat çatı malzemesi: δ1=0,25 m; λ1=0.17 W/m оС;

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

3. Mineral yün levhalar: δ3 = ? m; γ3= 200 kg/m3; λ3 = 0,076 W/m оС;

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

5. betonarme döşeme: δ5 = 0,22 m; γ5= 2500 kg/m3; λ5 = 2,04 W/m oC.

Hesaplama için veri buluyoruz:

renk tonu= 16 °C;

metin= - 28 °C;

zht= 213 gün;

bu= -3.5 оС;

α int= 8,7 W/m2 °C; ,

α dahili= 23 W/m2 °C;

Hesaplama sırası:

1. Isıtma periyodunun derece-gününü belirleyin:

Dd = (renk tonu - tht) . zht \u003d (16 - (- 3,5)) 213 \u003d 4153,5 °C gün.

2. Tablo 1'e göre * gerekli termal direnci belirliyoruz:

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

3. Toplam termal direnci belirleyin:

4. Ro ≥ Rreq olan termal koşullara göre

5. Yalıtım tabakasının kalınlığını bulun:

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

6. δ3'ü hesaba katarak toplam termal direnci belirleyin:

;

7. Termal durumun kontrol edilmesi: R0 ≥ Rreq

2,78 ≥ 2,8 => koşul sağlandı;

8. Isı transfer katsayısı:

.

Dış kapının ısı transfer katsayısının belirlenmesi.

1. Dış duvarın gerekli termal direncini aşağıdaki formüle göre belirleyin:

2. Dış kapının gerekli ısıl direnci:

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

3. kapı ısı transfer katsayısı:

.

Hesaplama sonuçları Tablo 1.1'de özetlenmiştir.

Çitlerin ısı transfer katsayılarının özet tablosu.

Tablo 1.1.

	çitin adı	m2oS/W	W/m2oS
	dış duvar
	çatısız kat
	dış kapı
	Pencere deliği
	Zeminde kat I bölgesi

3.1.4 Kabul edilen ısıtma sisteminin seçimi ve gerekçesi.

Bodrumsuz ve çatı katı olmayan iki katlı bir üretim binamız olduğu için, daha düşük kablolama ile iki borulu bir ısıtma sistemi seçiyoruz. Daha düşük kablolamaya sahip iki borulu bir ısıtma sisteminde, besleme ve dönüş hatları yerden veya zeminin üstünden geçer ve soğutma sıvısı bağımsız olarak her bir radyatöre girer. Sistemdeki havayı tahliye etmek için üst radyatörlere hava tahliye vanaları takılmalıdır. Bu tür kablolamanın avantajları arasında iyi sistem ayarı, her bir ısıtma cihazını kapatabilme, bina inşa edilirken sistemi bağlayabilme, aşırı ısıtma cihazlarının olmaması ve ayrıca yükselticilerin ve beslemenin olmaması yer alır. çizgiler.

3.1.5 Isıtma sisteminin hidrolik hesabı için temel hesaplama formülleri.

1) Tasarım sirkülasyon basıncı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

ΔРR=100 · Lck+B· 3 · hBu· nBu(tG-thakkında);

Lck, sirkülasyon halkasının uzunluğudur.

B, sistemde hesaplanan hidrolik basıncı koruma süresi boyunca doğal sirkülasyon basıncının değerini hesaba katan bir düzeltme faktörüdür. Tek borulu pompa sistemleri için B=1-, iki borulu sistemler için B=0,4- kabul edilir.

het - zemin yüksekliği.

net - kat sayısı

2) 1 m boru başına sürtünmeden kaynaklanan özgül basınç kaybı aşağıdaki formülle belirlenir:

;

3) Sahadaki su tüketimi aşağıdaki formüle göre belirlenir:

;

β1 ve β2, hesaplanan değerin üzerinde yuvarlama yapıldığında ek ısı akışını hesaba katmak için katsayılardır.

4) Ana sirkülasyon halkasındaki basınç kaybı aşağıdaki formülle belirlenir:

ΔР=∑(Rl+z);

Rl - uzunluk boyunca bölümdeki toplam basınç kaybı.

z – yerel dirençlerden kaynaklanan basınç kayıpları.

5) Ana sirkülasyon ringindeki basınç kaybı, hesaplanan sirkülasyon basıncından %15 daha az olmalıdır.