Теплопередача через ограждение

 Элемент соприкасается с внутренним и наружным воздухом. В холодное время года температура внутреннего воздуха значительно выше температуры наружного и тепловой поток направлен от внутреннего воздуха   к наружному. В теплое время года температура наружного воздуха больше, чем внутреннего, и тепловой поток идет с улицы в помещение.

В зимний период теплота воздуха помещения воспринимается внутренней поверхностью, затем проходит через толщу ограждения и отдается наружному воздуху, то есть весь процесс состоит из трех этапов:

- восприятие теплоты внутренней поверхностью ограждения от воздуха помещения;

- передача теплоты через толщу ограждения;

- отдача теплоты наружной поверхностью окружающему наружному воздуху.

 От воздуха помещения к внутренней поверхности ограждения теплота передается конвекцией и излучением. Количество этой теплоты определяется по формуле

·(t_в – τ_в)         (23)

коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения (количество тепла, перешедшее к 1м² ограждения за 1 час при разности температур воздуха помещения и внутренней поверхности ограждения 1 ⁰С);

F - площадь ограждения, м²;

t_в, t_в – температура внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждения, ºС.

Количество теплоты, проходящей через ограждение :

Q=(λ/δ)·F·(τ_в- τ_н)   (24)

l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м·^оС;

d - толщина слоя ограждения, м;

F – площадь ограждения, м²;

τ_в, t_н- температуры  внутренней и наружной поверхностей ограждения, ºС.

Наружная поверхность отдает тепло окружающему воздуху конвекцией и излучением

      (25)

-16-

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;

τ_н, t_н – температуры наружной поверхности и наружного воздуха, ºС.

Общее количество тепла с учетом теплообмена с поверхностями и теплопередачи через толщу ограждения

·F    (26)

В этой формуле и  характеризуют необходимую разность температуры, при которой 1 м² внутренней или наружной поверхности ограждения за 1 час отдает 1 Вт тепла.

- сопротивление тепловосприятию на внутренней поверхности ограждения;

    - сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности ограждения,

- термическое сопротивление теплопередаче материала ограждения.

Мерой теплозащитных качеств ограждения является его термическое сопротивление R (м^2·ºС/Вт). Для многослойных ограждений

R=Σ (δ_i / λ_i)  (27)

 Cумма термических сопротивлений плоскопараллельных последова-тельно расположенных по ходу теплового потока слоев ограждения и сопро-тивлений теплообмену на его поверхностях называется общим сопротивлением теплопередаче ограждения R_о, м²ºС/В

                                                          (28)

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

    Из (27) следует, что тепловой поток q, Вт/м² , проходящий через ограждение, пропорционален разности температур сред по разные стороны ограждения (t_в- t_н) и обратно пропорционален общему сопротивлению теплопередаче R_о

-17-

Q= (t_в- t_н)·(1/ R_о)  (29)

Разности температур изменяются в незначительных пределах, что вызвало более или менее разнообразными условиями теплоотдачи внутренней и наружной поверхностями ограждения. Поэтому для всех типовых строительных конструкций могут быть приняты заранее вычисленные и проверенные опытом значения коэффициентов теплоотдачи. Все они указаны в таблицах [7].