Задание № 3. Расчет температуры в ограждении.

3.1. Теоретические предпосылки.

Для оценки теплотехнических качеств ограждения необходимо знать также температуры в любой плоскости по толщине ограждения при заданных температурах воздуха с обоих его сторон. Температура внутри ограждения определяет возможность образования конденсата , что недопустимо и с санитарно-гигиенической точки, а также может быть причиной порчи материала внутри ограждения. Распределение температуры в ограждении необходимо знать также при расчетах влажностного режима ограждений.

Расчет температуры в ограждении делается на основании следующих соображений. Количество тепла, проходящего за 1ч через 1м²

Ограждения, равно:

Q= (3.1)

Где: t_в – t_н - разность температур внутреннего и наружного воздуха.

Количество тепла, воспринимаемого 1 м² внутренней поверхностью ограждения за 1 ч, равно:

Q_в= _в (t_в - _в) (3.2)

Где: _в – температура внутренней поверхности ограждения.

В условиях стационарного теплового потока величина Q должна быть равна величине Q_в , тогда, из уравнений (3.1 и 3.3) получим:

(3.3)

отсюда: температура на внутренней поверхности ограждения

(3.4)

На основании вышеизложенного температура на границе любых слоев ограждения, ,определится по формуле:

(3.5)

где: суммарная величина термических сопротивлений слоев.

Внутри слоя, состоящего из одного материала, изменение температуры будет изображено прямой линией. В слоистом ограждении температурная линия будет представлять ломанную, причем падение температуры будет более интенсивным в слоях, материал которых имеет меньший коэффициент теплопроводности, и менее интенсивным в слоях с большим коэффициентом теплопроводности.

Формула (3.4) показывает, что при данной разности температур внутреннего и наружного воздуха температура на внутренней поверхности ограждения будет зависеть в основном от величины сопротивления теплопередачи ограждения, R_o.

3.2. Данные для выполнения задания. Рассчитать распределение температуры в ограждении рассмотренной в задании 2.2. Температуры определяются на границах слоев многослойного ограждения.

3.3.Пример расчета.

Рассчитать распределение температур на границах слоев ограждения, схема и данные которого представлены в примере 2.3. Схема ограждения и результаты расчета представлены на рис.3.

Температуры:

t _в =18^оС,

t_н=-31^оС.

Из «Таблицы. Температура наружного воздуха» и графы 21 СНиП [2] выбираем значения температуры наружного воздуха t_н для данного города, температуру внутреннего воздуха условно принимаем для всех вариантов t_в =18^о С.

По формуле (3.4) и примера 2.2 18 - 14,1^о С

Температура на границе 1 и 2 слоев определится из формулы (3.5) :

= 18 - ( + 0042)= 11,7^оС , где : _n-1R=R₁= 0,042

Температура на границе 2-3 слоев определится аналогично:

=18-^оС, где: R=R₁+R₂= 0,042+0,438=0,480 м^{2 о}С,

Рис.3. Изменение температуры в многослойном ограждении

Температура на границе 3-4 слоев:

,где: м^{2 о}С

Температура наружной поверхности:

Расчеты и график изменения температуры показывают, что наиболее интенсивное падение температуры происходит в слое минераловатной плиты (утеплитель, =0,07 Вт/м^{2 о}С) . Отрицательные температуры находятся в фибролите.