1.2. Огородження з термічно однорідними зонами

Приклад 2. Обчислити приведений опір теплопередачі термічно неоднорідної непрозорої огороджувальної конструкції. Схема огородження представлена на рис. 2. На підставі експериментів виявлено три термічно однорідні зони, що мають термічні опори R₁ = 2,0; R₂ = 1,5; R₃ = 3,0 м²К/Вт і відповідно площі F₁ = 1, F₂ = 1,5 і F₃ = 9,5 м².

Рис. 2. Розрахункова схема зовнішньої стіни до прикладу 2

Розрахунок

Знаходимо приведений опір теплопередачі огороджувальної конструкції, скориставшись формулою И.2 [1]

_м²_К/Вт.

1.3. Огородження з визначеними значеннями лінійного коефіцієнТа теплопередачі теплопровідних включень

Приклад 3. Обчислити приведений опір теплопередачі зовнішньої стіни (див. рис. 3), на ділянці висотою 3 м та шириною 4 м. В середині стіни знаходиться однорідна зона площею

F₁ = 2 м² та термічним опором R₁ = 2,0 м²К/Вт. На рисунку 6 ця ділянка позначена цифрою 1. Основна частина стіни (позначена цифрою 2) має термічний опір R₂ = 3,0 м²К/Вт. По периметру стіни знаходиться (позначено цифрою 3) теплопровідне включення шириною 100 мм з лінійним коефіцієнтом теплопередачі теплопровідного включення k = 0,25 Вт/(м·К). Значення опорів теплопередачі та лінійного коефіцієнта виявлено на підставі теплофізичних експериментів в кліматичній камері.

Рис. 3 Розрахункова схема зовнішньої стіни до прикладу 3

Розрахунок

1. Знаходимо площу ділянки під номером 2

м².

2. Знаходимо лінійний розмір теплопровідного включення, який може бути знайдений по осьовій лінії як

м.

3. Знаходимо опори теплопередачі однорідних зон:

_м²_К/Вт;

_м²_К/Вт.

4. Знаходимо приведений опір огороджувальної конструкції за формулою И.3 [1]

_м²_К/Вт.

5. Теплопровідне включення (3) помітно знижує приведений опір теплопередачі. Конструкція без теплопровідного включення по периметру має опір

м²К/Вт.

2. Визначення опору теплопередачі світлопрозорих конструкцій

Приклад 4. Обчислити приведений опір світлопрозорого огородження. Розрахункова схема наведена на рисунку 4. Конструкція складається з двох склопакетів (помічені номером 1) з варіантом скління 4М₁-16-4і; непрозорої частини (поміченою цифрою 2) з R_ = 0,72 м²К/Вт, та стиком вікна зі стіною (помічено цифрою 3) з лінійним коефіцієнтом k = 0,1 Вт/(м·К).

Рис. 4. Розрахункова схема світлопрозорого огородження до прикладу 4

Розрахунок

1. Знаходимо площі склопакетів

м².

2. Знаходимо площу непрозорої частини

м².

3. Знаходимо лінійний розмір стику вікна зі стіною

м.

4. За таблицею М1 [1] для прийнятого склопакета знаходимо приведений опір теплопередачі R_сп = 0,59 м²К/Вт.

5. Знаходимо приведений опір для віконного заповнення

м²К/Вт.

3. Визначення температурного перепаду між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішній поверхні

3. 1. ОГОРОДЖЕННЯ З КОЕФІЦІЄНТОМ СКЛІННЯ НЕ БІЛЬШ НІЖ 0,18.

Приклад 5. Обчислити перепад температури Δt_пр для огороджувальної конструкції, що обчислена у прикладі 1 і має опір теплопередачіR_=2,88 м²К/Вт.

Розрахунок

1. Якщо припустити термічну однорідність по всій площині зовнішньої стіни, то розрахунок температури на внутрішній поверхні _в, виконується за формулою

де - t_в = 20ºC–температура внутрішнього повітря, приймається за таблицею Г.2 [1] ;

t_з = - 22ºC–температура зовнішнього повітря, приймається за Додатком Ж [1] для I-ї температурної зони.

Тоді

ºC.

2. Обчислюємо температурний перепад

Δt_пр = t_в - _впр = 20 - 18,3 = 1,7 ºC.

3. Порівняємо отриманий перепад з допустимим значенням за санітарно-гігієнічними вимогами. За таблицею 3 [1] допустиме значення для зовнішньої стіни житлового будинку становить Δt_cr = 4ºC.

4. Оскільки виконується вимога Δt_пр = 1,7 ºC < Δt_cr = 4ºC, то конструкція вважається задовільною.

3. 2. ОГОРОДЖЕННЯ З КОЕФІЦІЕНТОМ СКЛІННЯ 0,18 І БІЛЬШЕ

Приклад 6. Обчислити температурний перепад Δt_пр на поверхні зовнішньої стіни з вікном. Геометричні параметри вікна такі, що наведені в прикладі 4. Додатковими даними (при умовах t_в = 20 ºС; t_з = -22 ºС) є приведені температури на внутрішніх поверхнях: склопакет (на рис. 4 помічений номером 1) - +12 ºС; непрозорі елементи (за номером 2) - +13 ºС; стик вікна зі стіною (за номером 3) - +10 ºС. Вікно розташовано в зовнішній стіні, що має розміри 2,5х2,5 м з опором теплопередачі 2,88 м²К/Вт (за прикладом 1).

Розрахунок

1. Коефіцієнт скління для зовнішнього огородження складає

,

тому подальші розрахунки ведуться за пунктом М3 [1].

2. Розраховуємо приведену температуру на внутрішній поверхні світлопрозорої частини за наступною схемою.

2.1. Зона 1 (склопакет) має площу F_всп = 1,3986 м² та температуру _всп = 12 ºС.

2.2. Зона 2 (непрозорі елементи вікна) має площу F_j = 0,451 м² та температуру _j = 13 ºС.

2.3.Площа світлопрозорої частини вікна становить

F_сп = F_всп + F_j = 1,3986 + 0,451 = 1,8496 м².

2.4. Приведена температура світлопрозорої частини за формулою М5 [1], з урахуванням прийнятих позначень, знаходиться наступним чином

ºС.

3. Розраховуємо приведену температуру на внутрішній поверхні несвітлопрозорої частини.

3.1. Температура на внутрішній поверхні стіни (за умов термічної однорідності) знаходиться за формулою

=18,3 ºС.

3.2. Непрозора частина зовнішньої стіни має площу

F_стн = 2,5 х 2,5 - 2,25 = 4,0 м².

3.3. Непрозора частина стику вікна і стіни має площу F_вн = 2,25 - 1,8496 = 0,4004 м² та приведену температуру _внпр = 10 ºС.

3.4. Загальна площа непрозорої частини становить F_н = F_стн + F_вн = 0,4004 + 4,0 =

= 4,4004 м².

3.5. Приведена температура на внутрішній поверхні становить

ºС.

4. Знаходимо температурний перепад за формулою М4 [1] (при F_ = 6,25 м²)

Δt_пр = t_в - ºС.

4. За результатами розрахунків запропонована огороджувальна конструкція не задовольняє вимоги (2) [1], оскільки Δt_пр = 4,06 ºС  Δt_сг = 4 ºС.