2.3 Особенности теплотехнического расчета неоднородных ограждающих конструкций

К неоднородным ограждениям относятся ограждения с теплопроводными включениями. В таких конструкциях тепловые потоки искривляются, направляюсь в сторону наиболее теплопроводных участков. С помощью следующего расчета теплотехнические свойства неоднородного ограждения приводятся к теплотехническим свойствам однородного. Сопротивление теплопередаче такого ограждения называется приведенным.

Для определения приведенного термического сопротивления необходимо:

1) установить размеры всех слоев ограждения и выделить фрагмент ограждения для расчета.

2) разрезать ограждающую конструкцию плоскостями, параллельными направлению теплового потока, на участки, из которых одни участки могут быть однородными (рис. 2, участок I), а другие неоднородными - из слоев с различными материалами (рис. 2, участок II);

3) определить термическое сопротивление ограждающей конструкции , м²·°С/Вт по формуле (12), где термическое сопротивление однородных участков определяется по формуле (5) и по формуле (6) для многослойных участков;

(12)

где , – соответственно площадь -го участка характерной части ограждающей конструкции, м², и его приведенное сопротивление теплопередаче, м² ·°С/Вт;

– общая площадь конструкции, равная сумме площадей отдельных участков, м²;

– число участков ограждающей конструкции с различным приведенным сопротивлением теплопередаче.

4) разрезать ограждающую конструкцию плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, на слои, из которых одни слои могут быть однородными - из одного материала (рис. 2, сечения 3, 5), а другие неоднородными - из разных материалов (рис. 2, сечение 4). Термическое сопротивление однородных слоев определяется по формуле (5), неоднородных слоев - по формуле (12). Термическое сопротивление ограждающей конструкции - определяется как сумма термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев - по формуле (6).

Рис. 2. Фрагмент неоднородного ограждения

Если величина не превышает величину более чем на 25% и ограждающая конструкция является плоской, то приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции следует определять по формуле

(13)

Пример 4.

Исходные данные: плита перекрытия многопустотная толщиной 220 мм, материал – тяжелый бетон .

Определить приведенное термическое сопротивление теплопередаче плиты перекрытия.

Расчет:

1. выделяем фрагмент плиты для расчета и устанавливаем размеры слоев.

Рис.3. Фрагмент многопустотной плиты

2. Заменяем круглые пустоты квадратными

Рис.4. Фрагмент многопустотной плиты с пустотами квадратного сечения

3. Разбиваем плиту на участки I и II. Рассчитываем термическое сопротивление плиты в направлении параллельном тепловому потоку.

По формуле (5) определяем термическое сопротивление участка I:

,

По формуле (6) определяем термическое сопротивление участка II:

,

Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки принимаем по табл. 8, считая, что тепловой поток направлен снизу вверх.

Рассчитываем термическое сопротивление плиты в направлении параллельном тепловому потоку по формуле 12.

4. Разбиваем плиту на участки 1, 2, 3. Рассчитываем термическое сопротивление плиты в направлении перпендикулярном тепловому потоку.

По формуле (5) определяем термическое сопротивление участков 1, 3:

По формуле (12) определяем термическое сопротивление участка 2:

Рассчитываем термическое сопротивление плиты в направлении перпендикулярном тепловому потоку по формуле 12.

5. Величина не превышает величину более чем на 25%, следовательно, приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяем по формуле (13).

Итак, приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции составляет _.