Опір теплопередачі огороджувальних конструкцій.

Теплопередачею (heat transfer) називається процес перенесення теплоти від більш нагрітого ("гарячого") теплоносія до менш нагрітого ("холодного") теплоносія через роздільну стінку. Теплопередача являє собою складний теплообмін, який складається із ланцюжка окремих його видів. Від гарячого теплоносія до стінки перенесення теплоти здійснюється конвективним теплообміном. Усередині стінки теплота переноситься теплопровідністю. Від стінки до холодного теплоносія теплота переноситься конвективним теплообміном.

Необхідний мінімальний опір теплопередачі зовнішніх огороджень будинків Rонеобх обумовлений, як відомо, санітарно-гігієнічними обмеженнями, які не допускають зниження температури на внутрішній поверхні огородження tв.п. нижче температури точки роси tт.р. внутрішнього повітря за умови недопустимості конденсації вологи на внутрішніх поверхнях. Будівельними нормами встановлені значення температур tв в приміщеннях різного призначення та нормативні перепади температур tн=tв. - tв.п. Виходячи з цього, огороджуючі конструкції будинків вибирають за умови, щоб їх опір теплопередачі Rо був не нижчим ніж необхідний Rо Rонеобх.

За фізичним змістом загальний опір теплопередачі огородження R o - це різниця температури середовищ по різні сторони огородження, яка формує проходить через нього тепловий потік щільністю 1 Вт / м 2, у той час як термічний опір багатошарової конструкції - різниця температури зовнішньої і внутрішньої поверхонь огородження, яка формує проходить через нього тепловий потік щільністю 1 Вт / м 2, 

Потрібний опір теплопередачі Rопот, м2·оС/Вт, визначають за формулою:

R_о^пот = n(t_в-t_з)/Δt^н·α_в,

де n – коефіцієнт, який приймають залежно від положення зовнішньої поверхні огороджуючих конструкцій щодо зовнішнього повітря відповідно з дод. 6, для зовнішньої стіни n=1;

tв – значення розрахункової температури повітря в приміщенні, дорівнює 20 оС [4] для житлових будинків;

tз – розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, оС, приймають за табл. 1.1 відповідно [2]. На початку розрахунку рекомендується приймати для зовнішньої стіни середню інерційність Д, коли 4 < Д < 7.

Опір теплопередачі огороджуючої конструкції R_о житлових і громадських будівель вибираємо найбільшим між потрібним опором теплопередачі R_о^пот та нормативним значенням опору теплопередачі R_норм для відповідної температурної зони України (дод. 7) для міста проектування за завданням:

R_о ≥ R_о^пот, R_норм.

Тут R_о^пот – потрібний опір теплопередачі, який повинен відповідати санітарно- гігієнічним нормам.

Оскільки R_о^пот < R_норм:

R_норм = R_В + R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R_Н,

звідки:

R₃ = R_норм - (R_В + R₁ + R₂ + R₄ + R_Н).

Товщина шару утеплювача δ₃ = R₃· λ₃.

Збільшуємо розрахункове значення товщини шару утеплювача до найбільшого ближнього нормативного типорозміру теплоізоляційних виробів заданого типу.

Термічний опір огороджень, неоднорідних за структурою

Термічний опір - тепловий опір, здатність тіла (його поверхні або будь-якого шару) перешкоджати поширенню теплового руху молекул. Термічний опір чисельно дорівнює температурному напору, необхідному для передачі одиничного теплового потоку (рівного 1 Вт / м 2) до поверхні тіла або через шар речовини; виражається в К / Вт

Термічний опір складної системи (наприклад, багатошарової теплової ізоляції) дорівнює сумі термічних опорів її частин.

3. Формули для розрахунку

Загальна формула:

де:

 - Тепловий опір на ділянці теплової ланцюга, K / Вт  - Температура початку ділянки, K

 - Температура кінця ділянки, K  - Тепловий потік, що протікає через ділянку ланцюга, Вт

Тепловий опір ділянки кола постійного перетину:

де:

 - Тепловий опір ділянки кола, К / Вт  - Довжина ділянки теплової ланцюга, м

 - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт / (м К) - Площа поперечного перерізу ділянки, м

термічний опір багатошарової конструкції - різниця температури зовнішньої і внутрішньої поверхонь огородження, яка формує проходить через нього тепловий потік щільністю 1 Вт / м 2, З (2.22) випливає, що тепловий потік q, Вт / м 2, що проходить через огорожу, пропорційний різниці температури середовищ по різні боки огорожі (t в - t н) і обернено пропорційний загальному опору теплопередачі R o 

3. Геращенко Олена Олександрівна