2. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Однослойное однородное ограждение

^{Тепло, покидающее помещение преодолевает на рассмотренных (см. рис. 4.1) этапах сопротивления, которые можно представить следующим образом.}

^{1. Сопротивление теплоотдаче у внутренней поверхности, Rв, м2∙оС/Вт, характеризующее необходимую разность температур (тепловой напор), при котором 1 м2 поверхности ограждения отдает 1 кДж теплоты. Иначе оно называется сопротивлением тепловосприятию и определяется как}

^{. (4.7)}

^{2. Термическое сопротивление слоя}

^{. (4.8)}

4. ^{Сопротивление теплоотдаче у наружной поверхности}

^{. (4.9)}

^{Тогда общее (или полное) сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции такого типа, R}_o^{, находится как сумма рассмотренных сопротивлений, по формуле}

^{. (4.10)}

^{Многослойное ограждение, состоящее из однородных слоев}

^{В таком случае термическое сопротивление конструкции равно сумме термических сопротивлений ее слоев, т.е. , а общее сопротивление находится как}

^{. (4.11)}

3. Термическое сопротивление замкнутых герметичных воздушных прослоек

^{За счет низкого значения теплопроводности воздуха воздушные прослойки часто используются в качестве теплоизоляции. Воздушная прослойка может быть герметичной или вентилируемой, в последнем случае ее называют воздушным продухом. Если бы воздух был в состоянии покоя, то термическое сопротивление было бы очень высоким, Однако за счет теплопередачи конвекцией и излучением сопротивление воздушных прослоек падает.}

^{Конвекция в воздушной прослойке. При передаче тепла преодолевается сопротивление двух пограничных слоев (см. рис. 4.2), поэтому коэффициент теплоотдаче уменьшается вдвое. В вертикальных воздушных прослойках, если толщина соизмерима с высотой, вертикальные токи воздуха двигаются без помех. В тонких воздушных прослойках они взаимно тормозятся и образуют внутренние циркуляционные контуры, высота которых зависит от ширины.}

^{Рис. 4.2 – Схема теплопередачи в замкнутой воздушной прослойке: 1 – конвекцией; 2 – излучением; 3 – теплопроводностью}

^{В тонких прослойках или при небольшой разности температур на поверхностях ( ) имеет место параллельно-струйное движение воздуха без перемешивания. Количество тепла, передаваемое через воздушную прослойку равно}

^{. (4.12)}

^{Экспериментально установлена критическая толщина прослойки, δ}_кр^{, мм, для которой сохраняется (при средней температуре воздуха в прослойке 0 оС) ламинарный режим течения:}

^{. (4.13)}

^{При этом теплопередача осуществляется теплопроводностью и}

^{. (4.14)}

^{Для других толщин величина коэффициента теплоотдачи равна}

^{. (4.15)}

^{С увеличением толщины вертикальной прослойки происходит увеличение α}_к^:

^{при δ = 10 мм – на 20 %; δ = 50 мм – на 45 % (максимальное значение, далее идет уменьшение); δ = 100 мм – на 25 % и δ = 200 мм – на 5 %.}

^{В горизонтальных воздушных прослойках (при верхней более нагретой поверхности) перемешивание воздуха почти не будет, поэтому применима формула (4.14). При более нагретой нижней поверхности (образуются шестигранные циркуляционные зоны) значение α}_к ^{находится по формуле (4.15).}

^{Лучистая теплопередача в воздушной прослойке}

^{Лучистая составляющая потока тепла определяется по формуле}

^{. (4,16)}

^{Коэффициент лучистого теплообмена принимается [2] равным α}_л ^{= 3,97 Вт/(м2∙оС), его величина больше α}_к^{, поэтому основная теплопередача происходит излучением. В общем виде количество передаваемого через прослойку тепла кратно}

^.

^{Уменьшить поток тепла можно покрытием теплой поверхности (для избежания конденсата) фольгой, применив т.н. “армирование”. Лучистый поток уменьшается примерно в 10 раз, а сопротивление увеличивается вдвое. Иногда в воздушную прослойку вводятся сотовые ячейки из фольги, которые уменьшают и конвективный теплообмен, однако такое решение не долговечно.}

^{Сопротивление теплопередаче, R}_вп^{, может быть найдено [1] в зависимости от толщины, положения (вертикальная или горизонтальная) и температуры внутри (положительная или отрицательная) прослойки. С учетом воздушной прослойки общее сопротивление теплопередаче равно}

^{. (4.17)}