5.4. Термическое сопротивление ограждения.

Если сопротивления теплоотдаче зависят главным образом от внешних факторов и лишь в незначительной степени от материала поверхности ограждения, то термическое сопротивление ограждения R зависит исключительно от теплопроводности материалов, составляющих ограждение, а также от структуры самого ограждения. Для определения R необходимо знать коэффициенты теплопроводности λ материалов, составляющих ограждение, их расположение, а также размеры отдельных элементов ограждения.

Если ограждение по толщине состоит из нескольких последовательно размещённых однородных слоёв различных материалов, расположенных перпендикулярно направлению теплового потока, то термическое сопротивление ограждения будет равно сумме термических сопротивлений всех его слоёв. Следовательно, для многослойного ограждения термичес4ое сопротивление его определяется по формуле

= ,

где

…- термические сопротивления отдельных слоёв;

δ₁ , δ₂ …– толщины отдельных слоёв;

λ₁, λ₂ …- коэффициенты теплопроводности материалов отдельных слоёв;

n – число слоёв, составляющих ограждение.

Если ограждение неоднородно по поверхности, перпендикулярной направлению теплового потока, то его термическое сопротивление вычисляют отдельно. Для этого ограждение разбивают на отдельные площади F_i, в пределах которого конструкция однородна в направлении теплового потока и используют формулу

/ ,

где – отдельное термическое сопротивление толщи ограждения в пределах .

При наличии в ограждении воздушной прослойки следующую формулу для R_O добавить её сопротивление R_В.П.

5.5. Расчёт температуры в ограждении.

Для оценки теплотехнических качеств ограждения необходимо знать не только величину его сопротивления теплопередаче , но также температуры в любой плоскости ограждения при заданных значениях температур воздуха с одной стороны и с другой стороны ограждения. Особенно большое значение для теплотехнической оценки ограничения имеет температура на его внутренней поверхности так как она определяет возможность образования конденсата, что недопустимо с санитарно-гигиенической точки зрения. Кроме того, образование конденсата может быть причиной порчи отделки внутренней поверхности ограждений. Распределение температуры в ограждении необходимо также знать при расчётах влажностного режима ограждения.

Для расчёта температуры в любом слое и сечении ограждения (на внутренней поверхности, между слоями, в толще слоя) применяется следующая формула

(*)

где , – температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;

– полное сопротивление теплопередаче ограждения, м² . К/Вт;

– температура в рассматриваемом сечении, °С;

- сумма сопротивлений в направлении от внутреннего воздуха до рассматриваемого сечения (x), включая сопротивление теплоотдаче , м² . К/Вт.

По полученным значениям строят график изменения температуры в ограждении. Внутри слоя, состоящего из одного материала, изменение температуры будет изображено прямой линией. В многослойном ограждении температурная линия будет представлять ломаную, причём, падение температуры будет более интенсивным в слоях, у которых материал имеет меньший коэффициент теплопроводности, и менее интенсивным в слоях с большим коэффициентом теплопроводности.

Формула (*) показывает, что при данной разности температур внутреннего и наружного и воздуха, температура внутренней поверхности будет зависеть от величины сопротивления теплопередаче ограждения и от величины сопротивления теплоотдаче у внутренней поверхности. Если на величину теплового потока через ограждение величина не оказывает существенного влияния ( из-за малости по сравнению с ), то на температуру внутренней поверхности ограждения величина влияет значительно. При расчёте сопротивления теплопередаче увеличение увеличивает значение ; при определении наоборот, большое значение оказывается неблагоприятным как понижающее температуру внутренней поверхности ограждения.

Для повышения температуры внутренней поверхности ограждения можно увеличивать значение или уменьшать значение . Величина зависит от скорости движения воздуха около поверхности ограждения, уменьшаясь с увеличением этой скорости.