w = 1 005 J / (kg ° C) - a levegő fajlagos hőkapacitása

d - légrés szélessége, m

L - homlokzati magasság szellőzőrésszel, m

n-től - a konzolok átlagos száma a fal m 2 -én, m - 1

R pr kb. építeni , R pr kb. vidék - csökkentett ellenállás a szerkezet részeinek hőátadásával szemben a belső felületről a légrésre, illetve a légrésből a szerkezet külső felületére, m 2 ° C / W

R körülbelül pr - csökkentett ellenállás a teljes szerkezet hőátadásával szemben, m 2 ° C / W

R konv. kb. építeni - hőátadással szembeni ellenállás a szerkezet felülete mentén (kivéve a hővezető zárványokat), m 2 ° C / W

R cond about - a szerkezet felülete mentén a hőátadással szembeni ellenállást a szerkezet rétegei hőátadási ellenállásának és a belső (egyenlő 1/a) és külső (egyenlő) hőátadási ellenállásának összegeként határozzuk meg. 1 / an) felületekre

R pr SNiP - csökkentett ellenállás a falszerkezet hőátadásával szemben szigeteléssel, az SNiP II-3-79 * szerint meghatározva, m 2 ° C / W

R pr term. építeni - a fal hőellenállása szigeteléssel (a belső levegőtől a szigetelés felületéig a légrésben), m 2 ° C / W

Gap R eff - a légrés effektív hőellenállása, m 2 ° С / W

Q n - számított hőáram heterogén szerkezeten keresztül, W

Q 0 - hőáram ugyanazon terület homogén szerkezetén keresztül, W

q a szerkezeten áthaladó hőáram sűrűsége, W / m 2

q 0 - a hőáram sűrűsége homogén szerkezeten keresztül, W / m 2

r - a termikus egyenletesség együtthatója

S - a tartó keresztmetszete, m 2

t - hőmérséklet, ° С

Az építőanyagok pórusaiban lévő levegő alacsony hővezetési együtthatója, amely eléri a 0,024 W / (m ° C-ot), ahhoz az ötlethez vezetett, hogy a külső burkolatokban lévő építőanyagokat levegővel cseréljék ki, azaz két külső kerítést hozzanak létre. falak, amelyek között légrés van. Az ilyen falak hőtechnikai tulajdonságai azonban rendkívül alacsonynak bizonyultak, mert a levegőrétegek hőátadása másként megy végbe, mint a szilárd és laza testekben. A légrés esetében ilyen arányosság nem létezik. Szilárd anyagban a hőátadás csak hővezető képességgel történik, a légrésben ehhez jön még a konvekciós és sugárzásos hőátadás.

Az ábra egy δ vastagságú levegőréteg függőleges metszetét mutatja, a határoló felületeken τ 1 és τ 2 hőmérsékletet, ahol τ 1> τ 2. Ilyen hőmérséklet-különbség mellett a hőáram áthalad a légrésen K.

A hővezető képességgel történő hőátadás a szilárd testben a hőátadás törvényének engedelmeskedik. Ezért lehet írni:

Q 1 = (τ 1 - τ 2) λ 1 / δ

ahol λ 1 - hővezetési együttható csendes levegő(0 °C hőmérsékleten λ 1 = 0,023 W/(m°C)), W/(m°C); δ - rétegvastagság, m.

A légkonvekció a közbenső rétegben a felületein lévő hőmérséklet-különbség miatt következik be, és természetes konvekció jellegű. Ugyanakkor magasabb hőmérsékletű felületen a levegő felmelegszik és alulról felfelé haladva, hidegebb felületen pedig lehűl és fentről lefelé halad. Így a függőleges légrésben állandó légkeringés jön létre, amelyet a nyilakkal mutatunk be. A konvekcióval átvitt hőmennyiség képletével analóg módon írhatja:

Q 2 = (τ 1 - τ 2) λ 2 / δ 2

ahol λ 2 egy feltételes együttható, amelyet a konvekciós hőátadási tényezőnek neveznek, W / (m ° C).

A szokásos hővezetési együtthatótól eltérően ez az együttható nem állandó érték, hanem a közbenső réteg vastagságától, a benne lévő levegő hőmérsékletétől, a közbenső réteg felületeinek hőmérséklet-különbségétől és a közbenső réteg kerítésben való elhelyezkedésétől függ.

Függőleges rétegeknél az együttható értékek értékei, a levegő hőmérsékletének hatása a +15 és -10 ° С közötti tartományban a konvekciós hőátadásra nem haladja meg az 5% -ot, ezért elhanyagolható.

A konvekciós hőátadási tényező a közbenső réteg vastagságával nő. Ez a növekedés azzal magyarázható, hogy vékony rétegekben a felszálló és a leszálló légáramok kölcsönösen gátolva vannak, és nagyon vékony rétegekben (5 mm-nél kisebb) a λ 2 értéke nullával egyenlő. A közbenső réteg vastagságának növekedésével éppen ellenkezőleg, a levegő konvekciós áramai intenzívebbé válnak, növelve a λ 2 értékét. . A közbenső réteg felületein a hőmérséklet-különbség növekedésével a λ 2 értéke nő a közbenső rétegben a konvekciós áramok intenzitásának növekedése miatt.

A λ 1 + λ 2 értékek növekedése a vízszintes rétegekben, ahol a hőáramlás alulról felfelé, azzal magyarázható, hogy a konvekciós áramok függőlegesen a magasabb hőmérsékletű alsó felületről a felső felületre irányulnak. alacsonyabb hőmérsékletet. Vízszintes rétegekben, ahol a hőáramlás felülről lefelé halad, a légkonvekció hiányzik, mivel a magasabb hőmérsékletű felület az alacsonyabb hőmérsékletű felület felett helyezkedik el. Ebben az esetben λ 2 = 0-t vesszük.

A légrésben a hővezetéssel és konvekcióval történő hőátadáson kívül a felületek között közvetlen sugárzás is van, amely korlátozza a légrést. A hőmennyiség Q3, A levegőrétegben a magasabb τ 1 hőmérsékletű felületről egy alacsonyabb hőmérsékletű τ 2 felületre történő sugárzás révén az előző kifejezésekkel analóg módon a következő formában fejezhetjük ki:

Q 2 = (τ 1 - τ 2) α l

ahol α l a sugárzás általi hőátadási tényező, W / (m2 ° C).

Ebben az egyenlőségben nincs δ tényező, mivel a párhuzamos síkokkal határolt levegőrétegekben a sugárzás által átadott hőmennyiség nem függ a köztük lévő távolságtól.

Az α l együtthatót a képlet határozza meg. Az α l együttható szintén nem állandó érték, hanem a légrést korlátozó felületek emissziós tényezőjétől, és ezen felül ezen felületek abszolút hőmérsékletének negyedik fokának különbségétől függ.

25 ° C hőmérsékleten a hőmérsékleti együttható értéke 74% -kal növekszik a -25 ° C hőmérsékleti értékéhez képest. Ennek következtében a légrés hővédő tulajdonságai az átlaghőmérséklet csökkenésével javulnak. Hőtechnikai szempontból jobb, ha a légtereket közelebb helyezzük el a kerítés külső felületéhez, ahol télen alacsonyabb lesz a hőmérséklet.

A λ 1 + λ 2 + α l δ kifejezést a közbenső rétegben lévő levegő hővezetési tényezőjének tekinthetjük, amely megfelel a szilárd anyagokon keresztüli hőátadás törvényeinek. Ezt a teljes együtthatót "a légrés hővezető képességének egyenértékű együtthatójának" λ e nevezzük. Így van:

λ e = λ 1 + λ 2 + α l δ

Ismerve a közbenső rétegben lévő levegő egyenértékű hővezetési együtthatóját, annak hőellenállását ugyanúgy a képlet határozza meg, mint a szilárd, ill. ömlesztett anyagok, azaz

Ez a képlet csak zárt légterekre alkalmazható, azaz a külső vagy belső levegővel való kommunikáció nélkül. Ha a közbenső réteg kapcsolatban áll a külső levegővel, akkor a hideg levegő behatolása következtében hőellenállása nemcsak nullává válhat, hanem a kerítés hőátadási ellenállásának csökkenését is okozhatja.

A légrésen áthaladó hőmennyiség csökkentése érdekében csökkenteni kell a réteg által átadott teljes hőmennyiség egyik összetevőjét. Ez a probléma tökéletesen megoldható a folyékony levegő tárolására szolgáló edények falában. Ezeknek az edényeknek a fala két üveghéjból áll, amelyek között levegőt pumpálnak ki; a közbenső réteg belseje felé néző üvegfelületeket vékony ezüstréteg borítja. Ebben az esetben a konvekcióval átadott hőmennyiség nullára csökken a rétegben lévő levegő jelentős ritkulása miatt.

V épületszerkezetek légterekkel hőátadás sugárzással

jelentősen csökken, ha a kibocsátó felületeket alacsony emissziós tényezőjű C = 0,26 W / (m 2 K 4) alumíniummal borítják. A hőátadás a hővezető képességgel normál légvákuum mellett nem függ a nyomásától, és csak 200 Pa alatti vákuumnál kezd csökkenni a levegő hővezetőképességi együtthatója

Az építőanyagok pórusaiban a hőátadás ugyanúgy megy végbe, mint a légterekben, ezért az anyag pórusaiban a levegő hővezetési együtthatója a pórusok méretétől függően eltérő értékű. Az anyag pórusaiban a levegő hővezető képességének növekedése a hőmérséklet emelkedésével főként a sugárzás általi hőátadás növekedése miatt következik be.

A légréses kültéri kerítések tervezésekor szükséges

Tekintsük a következő:

1) a kis közbenső rétegek hatékonyak a hőtechnikában

2) a légrétegek vastagságának megválasztásánál célszerű figyelembe venni, hogy a bennük lévő levegő λ e ne haladja meg annak az anyagnak a hővezető képességét, amellyel a réteget meg lehetne tölteni; ellenkező eset is lehet, ha azt gazdasági megfontolások indokolják;

3) ésszerűbb több kis réteget készíteni az épületburokban

vastagabb, mint egy nagy vastagság;

4) célszerű légréseket közelebb helyezni a kerítés külső oldalához,

mert ugyanakkor télen a sugárzás által átadott hőmennyiség csökken;

5) a légrésnek zártnak kell lennie, és nem kommunikálhat levegővel; ha a közbenső réteg külső levegővel való kommunikálásának szükségességét egyéb megfontolások okozzák, például a padlásburkolatok biztosítása a bennük lévő páralecsapódástól, akkor ezt a számításnál figyelembe kell venni;

6) a külső falak függőleges rétegeit vízszintessel kell elválasztani

membránok a padlóközi padlók szintjén; a közbenső rétegek gyakoribb felosztásának magasságban nincs gyakorlati értéke;

7) a sugárzás által átvitt hőmennyiség csökkentése érdekében javasolt a közbenső réteg egyik felületét C = 1,116 W / (m 2 K 4) emissziós tényezőjű alumíniumfóliával lefedni. Mindkét felület fóliával való bevonása nem csökkenti lényegesen a hőátadást.

Az építőipari gyakorlatban is gyakran előfordulnak olyan külső kerítések, amelyek légrésekkel kommunikálnak a külső levegővel. Különösen elterjedtek a külső levegővel szellőztetett rétegek a padláson kívüli kombinált bevonatokban, mivel ez a leghatékonyabb intézkedés a nedvesség lecsapódása elleni küzdelemben. A légrés külső levegővel történő szellőztetése során az utóbbi a kerítésen áthaladva hőt von el tőle, növelve a kerítés hőátadását. Ez a kerítés hővédő tulajdonságainak romlásához és a hőátbocsátási tényező növekedéséhez vezet. A szellőztetett légrésű kerítések kiszámítását a réteg levegőhőmérsékletének, valamint az ilyen kerítések hőátadási ellenállásának és hőátbocsátási tényezőjének tényleges értékeinek meghatározása érdekében végzik.

23. Egyedi épületegységek szerkezeti megoldásai ( ablakpárkányok, lejtők, sarkok, illesztések stb.), hogy megakadályozzák a páralecsapódást a belső felületeken.

A külső sarkokon keresztüli hőveszteség kicsi a külső falak teljes hőveszteségéhez képest. A falfelület hőmérsékletének csökkenése a külső sarokban egészségügyi és higiéniai szempontból különösen kedvezőtlen, mivel ez az egyetlen oka a külső sarkok nedvesedésének és fagyásának *. Ezt a hőmérséklet-csökkenést két ok okozza:

1) a szög geometriai alakja, vagyis a külső sarokban a hőelnyelés és a hőátadás területének egyenlőtlensége; míg a fal sima felületén a F in egyenlő a hőátadási területtel F n, a külső sarokban a hőérzékelési terület F in kiderül kisebb terület hőátadás F n;így a külső sarok nagyobb hűtést tapasztal, mint a fal sima felülete;

2) a hőérzékelés α együtthatójának csökkenése a külső sarokban a fal felületével szemben, főként a sugárzás általi hőátadás csökkenése, valamint a konvekciós légáramok intenzitásának csökkenése következtében. a külső sarok. Az α értékének csökkenése növeli a hőelnyeléssel szembeni ellenállást R be,és ez hatással van a külső sarok Tu hőmérsékletének csökkentésére.

A külső sarkok kialakításakor intézkedni kell a belső felületükön a hőmérséklet növeléséről, vagyis a sarkok szigeteléséről, ami az alábbi módokon valósítható meg.

1. A külső sarok belső felületeinek függőleges síkkal történő levágásával. Ebben az esetben belülről a derékszöget két tompaszögre osztjuk (50a. ábra). A ferde sík szélességének legalább 25 cm-nek kell lennie, ez a levágás történhet ugyanazzal az anyaggal, amelyből a fal áll, vagy más anyaggal, amelynek hővezető képessége valamivel alacsonyabb (506. ábra). Ez utóbbi esetben a sarkok szigetelése a falak építésétől függetlenül is elvégezhető. Ez az intézkedés meglévő épületek sarkainak szigetelésére javasolt, ha ezeknek a sarkoknak a hőviszonyok nem megfelelőek (nedvesség vagy fagyás). A sarok kaszálása 25 cm-es vágósíkszélességgel csökkenti a falfelület és a külső sarok hőmérséklet-különbségét a tapasztalatok szerint, amikor

körülbelül 30%-kal. A ferdítéssel történő sarokmelegítés hatása egy 1,5-kir- példáján látható.

a moszkvai kísérleti ház főfala. A / n = -40 ° C-on a szög befagyott (51. ábra). A ferde sík és az élek metszéspontja által alkotott két tompa sarok éleinél derékszög, fagyos rózsa 2 m-re a padlótól; ugyanazon a síkon

Ez a fagyás a kaszálás után a padlótól csak kb. 40 cm magasságig emelkedett, vagyis a fűnyírási sík közepén a felületi hőmérséklet magasabbnak bizonyult, mint a külső falak felületével érintkezve. Ha a sarok nem lett volna szigetelve, akkor teljes magasságában lefagyott volna.

2. A külső sarok lekerekítése. A lekerekítés belső sugarának legalább 50 cm-nek kell lennie A sarok lekerekítése történhet mind a sarok mindkét felülete mentén, mind pedig az egyik belső felület mentén (50d ábra).

Utóbbi esetben a szigetelés a sarok levágásához hasonló, és a lekerekítés sugara 30 cm-re csökkenthető.

Higiéniai szempontból a saroklekerekítés még kedvezőbb eredményt ad, ezért elsősorban olyan egészségügyi és egyéb épületekbe ajánljuk, amelyek tisztasága fokozott követelményeket támaszt. A sarok 50 cm-es sugarú lekerekítése csökkenti a közötti hőmérsékletkülönbséget

a fal sima felülete és a külső sarok kb. 25%-kal. 3. Szigetelő pilaszterek elrendezésével a sarok külső felületén (50e. ábra) - általában faházaknál.

Tömb- és gerendaházakban ez az intézkedés különösen fontos a falak mancsra vágásakor; ebben az esetben a pilaszterek megvédik a sarkot a túlzott hőveszteségtől a rönkök végén, a fa magasabb hővezető képessége miatt a rostok mentén . A pilaszterek szélessége a sarok külső szélétől számítva legalább másfél falvastagságú legyen. A pilasztereknek megfelelő hőellenállással kell rendelkezniük (kb R= 0,215 m2 ° C / W, ami 40 mm-es deszkából készült fapilasztereknek felel meg). A falak sarkain mancsra vágott deszkapilasztereket lehetőleg szigetelőrétegre helyezzük.

4. Központi fűtés elosztó vezetékek kiépítése a felszállók külső sarkaiban. Ez az intézkedés a leghatékonyabb, mivel a külső sarok belső felületének hőmérséklete még magasabb is lehet, mint a fal felületén. Ezért a rendszerek tervezésénél központi fűtés az ellátó csővezeték felszállóit általában az épület minden külső sarkában lefektetik. A felszállócső kb. 6 °C-kal megemeli a hőmérsékletet a sarokban a tervezett külső hőmérséklet mellett.

Az ereszcsomó olyan csomó, ahol padlásfödém vagy kombinált burkolat csatlakozik a külső falhoz. Egy ilyen egység hőtechnikai rezsimje közel áll a külső sarok hőtechnikai rezsimjéhez, de abban különbözik attól, hogy a fal melletti bevonat magasabb hővédő tulajdonságokkal rendelkezik, mint a fal, és a tetőtéri mennyezeteknél a levegő hőmérséklete a falban. a padláson valamivel magasabb lesz a külső hőmérséklet.

Az eresz egységek kedvezőtlen hőtechnikai rendje szükségessé teszi kiegészítő szigetelésépített házakban. Ezt a szigetelést a helyiség oldaláról kell elvégezni, és ellenőrizni kell a karnis-szerelvény hőmérsékleti mezőjének kiszámításával, mivel a túlzott szigetelés néha negatív eredményhez vezethet.

A hővezetőbb farost lapokkal való szigetelés sokkal hatékonyabbnak bizonyult, mint az alacsony hővezető polisztirolhab.

A karnis egység hőmérsékleti rendszeréhez hasonlóan az alagsori egység hőmérsékleti rendszere is. A földszinti pillér sarkában a külső falfelülethez mért hőmérsékletesés jelentős lehet, és megközelítheti a külső sarkok hőmérsékletét.

Az első emeletek padlójának hőmérsékletének növelése érdekében a külső falaknál kívánatos a padló hővédő tulajdonságainak növelése az épület kerülete mentén. Az is szükséges, hogy az alap megfelelő hővédő tulajdonságokkal rendelkezzen. Ez különösen fontos a közvetlenül a talajon lévő padlók vagy a beton előkészítése esetén. Ebben az esetben az épület kerülete mentén a lábazat mögé ajánlott meleg, például salakos visszatöltést beépíteni.

A gerendák mentén lefektetett padlók, amelyekben a pinceszerkezet és a talajfelület között van egy padló alatti tér, jobb hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a szilárd alapon. A padlóhoz közeli falakhoz nyomott szegélyléc szigeteli a külső fal és a padló közötti sarkot. Ezért az épületek első emeletén figyelni kell a szegélylécek hővédő tulajdonságainak növelésére, ami méretük növelésével és egy rétegre puha szigetelőréteg beépítésével érhető el.

A nagypanelházak külső falai belső felületének hőmérsékletének csökkenése a panelkötésekkel szemben is megfigyelhető. Az egyrétegű paneleknél ezt az okozza, hogy az illesztési üreg a panel anyagánál hővezetőbb anyaggal töltődik fel; többrétegű paneleknél - a panelt határoló betonbordák.

A nedvesség lecsapódásának megakadályozása érdekében a P-57 sorozatú házak külső falai panelek függőleges illesztéseinek belső felületén a hőmérséklet növelésének módszerét alkalmazzák a fűtési felszálló monolitizálásával a csatlakozás melletti válaszfalban.

A külső falak elégtelen szigetelése a padlóközi zónában a padló hőmérsékletének jelentős csökkenését okozhatja a külső falak közelében, még téglaházakban is. Ez általában akkor figyelhető meg, ha a külső falakat belülről csak a helyiségen belül szigetelik, és a padlóközi övben a fal szigeteletlen marad. A falak fokozott légáteresztő képessége a padlóközi zónában a padlóközi padló további éles lehűléséhez vezethet.

24. Külső burkolati szerkezetek és helyiségek hőállósága.

A fűtőberendezések egyenetlen hőátadása a levegő hőmérsékletének ingadozását okozza a helyiségben és a külső kerítések belső felületein. A léghőmérséklet ingadozási amplitúdóinak nagysága és a burkolatok belső felületeinek hőmérséklete nemcsak a fűtési rendszer tulajdonságaitól, külső és belső burkolati szerkezeteinek hőtechnikai tulajdonságaitól, valamint a berendezésektől függ. a szobából.

A kültéri burkolat hőstabilitása az a képessége, hogy kisebb-nagyobb változást tud adni a belső felület hőmérsékletében, ha a helyiség levegőjének hőmérséklete vagy a külső levegő hőmérséklete ingadozik. Minél kisebb a kerítés belső felületének hőmérsékletének változása a levegő hőmérséklet-ingadozásainak azonos amplitúdója mellett, annál hőállóbb, és fordítva.

A helyiség hőstabilitása az a képessége, hogy csökkenti a belső levegő hőmérsékletének ingadozásait a fűtőberendezésből származó hőáram ingadozásával. Minél kisebb, egyéb tényezők egyenlősége mellett a helyiség levegőjének hőmérséklet-ingadozásának amplitúdója, annál hőállóbb lesz.

A külső kerítések hőstabilitásának jellemzésére O. E. Vlasov bevezette a kerítés φ hőállósági együtthatójának fogalmát. A φ együttható egy absztrakt szám, amely a beltéri és kültéri levegő hőmérséklet-különbségének a beltéri levegő és a kerítés belső felülete közötti maximális hőmérséklet-különbséghez viszonyított arányát jelenti. A φ értéke a kerítés termikus tulajdonságaitól, valamint a fűtési rendszertől és annak működésétől függ. A φ értékének kiszámításához O. E. Vlasov a következő képletet adta:

φ = R o / (R in + m / Y in)

ahol R körülbelül - ellenállás a kerítés hőátadásával szemben, m2 ° С / W; R be- hőelnyelési ellenállás, m2 ° С / W; Y be- a kerítés belső felületének hő-asszimilációs együtthatója, W / (m2 ° C).

25. Hőveszteség a helyiségek burkolatain keresztül beszivárgó külső levegő felfűtésére.

A lakó- és középületek természetes elszívású beszivárgó levegőjének és helyiségeinek fűtésére szolgáló Q és W hőfogyasztást, amelyet nem kompenzál a melegített befújt levegő, a módszertan szerint számított értékek közül a nagyobbnak kell tekinteni. , a képletek szerint:

Q és = 0,28ΣGiC (t in -t n) k;

G i = 0,216 (ΣF kb.) × ΔP 2/3 / R i (kb.)

ahol - ΣG i a beszivárgott levegő áramlási sebessége, kg / h, a helyiség körülzáró szerkezetein keresztül, s a levegő fajlagos hőkapacitása, egyenlő 1 kJ / (kg- ° C); t in, t n - számított levegő hőmérsékletek a helyiségben és a külső levegő in hideg időszakév, C; k egy olyan együttható, amely figyelembe veszi az ellentétes hőáramlás hatását a szerkezetekben, egyenlő: 0,7 - falpanelek illesztései, trónszárnyú ablakok, 0,8 - ablakok és erkélyajtók külön kötésekkel és 1.0 - szimpla ablakokhoz, ablakokhoz és erkélyajtókhoz ikerkötéssel és nyitott nyílásokkal; ΣF rendben - az egész terület, m; ΔP a számított nyomáskülönbség a tervezési padlónál, Pa; R i (ok) - gőzáteresztéssel szembeni ellenállás m 2 × h × Pa / mg

Ezen helyiségek hőveszteségéhez hozzá kell adni a beszivárgott levegő fűtésére helyiségenként számított hőfogyasztást.

A helyiség számított levegőhőmérsékletének fenntartásához a fűtési rendszernek kompenzálnia kell a helyiség hőveszteségét. Figyelembe kell azonban venni, hogy a helyiség hővesztesége mellett további hőköltségek is felmerülhetnek: a helyiségbe belépő hideg anyagok és a bejövő járművek fűtése.

26. hőveszteség az épület burkolatán keresztül

27. A helyiség becsült hővesztesége.

Minden fűtési rendszert úgy alakítottak ki, hogy az épület helyiségeiben az év fedélzeti időszakában előre meghatározott léghőmérsékletet hozzon létre, amely megfelel a komfortos körülményeknek és megfelel a technológiai folyamat követelményeinek. A termikus rezsim a helyiség rendeltetésétől függően állandó vagy változó lehet.

A teljes fűtési időszak alatt éjjel-nappal állandó hőkezelést kell fenntartani az épületekben: lakossági, folyamatos üzemű ipari, gyermek- és egészségügyi intézményekben, szállodákban, szanatóriumokban stb.

Változatlan hőviszonyok jellemzőek az egy- és kétműszakos ipari épületekre, valamint számos középületre (igazgatási, kereskedelmi, oktatási stb.), valamint közszolgáltató vállalkozások épületére. Ezen épületek helyiségeiben a szükséges hőviszonyokat csak munkaidőben tartják fenn. Munkaidőn kívül vagy a meglévő fűtési rendszert használják, vagy készenléti fűtést alakítanak ki, amely csökkentett levegő hőmérsékletet tart fenn a helyiségben. Ha munkaidőben a hőveszteség meghaladja a hőveszteséget, akkor csak a készenléti fűtés teljesül.

A helyiség hővesztesége a körülvevő szerkezeteken keresztüli veszteségből (a szerkezet világvégi tájolását veszik figyelembe), valamint a helyiségbe szellőztetés céljából beáramló külső hideg levegő felfűtésére fordított hőfogyasztásból áll. Ezenkívül figyelembe veszik az emberek és a háztartási készülékek által a helyiségbe jutó hőt.

További hőfogyasztás a helyiségbe szellőztetés céljából belépő hideg külső levegő felfűtésére.

További hőfelhasználás a helyiségbe beszivárgó külső levegő fűtésére.

Hőveszteség burkolt szerkezeteken keresztül.

Korrekciós tényező a sarkalatos pontokhoz való tájolás figyelembevételével.

n - együttható a körülvevő szerkezetek külső felületének külső levegőhöz viszonyított helyzetétől függően

28. Fűtőberendezések fajtái.

A központi fűtési rendszerekben használt fűtőberendezések a következőkre oszthatók: az uralkodó hőátadási mód szerint - sugárzásra (függesztett panelek), konvektív-sugárzásra (sima külső felületű készülékek) és konvektívre (bordás felületű konvektorok, bordázott csövekkel); anyagtípus szerint - fémeszközökhöz (öntöttvas szürkeöntvényből és acélból acéllemezés acél csövek), alacsony fémtartalmú (kombinált) és nem fémes (kerámia radiátorok, beton panelek beágyazott üveg- vagy műanyagcsövekkel vagy üregekkel, csövek nélkül stb.); a külső felület jellege szerint - sima (radiátorok, panelek, simacsöves készülékek), bordázott (konvektorok, bordázott csövek, légfűtők).

Öntöttvas és acél sajtolt radiátorok. Az ipar szekcionált és blokk öntöttvas radiátorokat gyárt. Szekcionált radiátorok külön szakaszokból összeszerelve, blokk - blokkokból. Az öntöttvas radiátorok gyártása nagy fémfogyasztást igényel, gyártásuk és felszerelésük fáradságos. Ugyanakkor a panelek gyártása bonyolultabbá válik a bennük lévő radiátorok beépítésére szolgáló fülkék miatt, emellett a radiátorok gyártása környezetszennyezéssel jár. Egysoros és kétsoros acél gyártása panel radiátorok: bélyegzett RSV1 típusú oszlopos és RSG2 típusú bélyegzett szerpentin

Bordás csövek. A bordás csövek öntöttvasból készülnek, hossza 0,5; 0,75; ÉN; 1,5 és 2 m kerek bordákkal és fűtőfelülettel 1; 1,5; 2; 3 és 4 m 2 (8.3. ábra). A cső végein karimák vannak, amelyek a fűtési rendszer fűtési rendszerének karimáihoz csatlakoztatják őket. A készülék bordázata növeli a hőátadó felületet, de megnehezíti a portól való tisztítást és csökkenti a hőátbocsátási tényezőt. A bordás csöveket nem szerelik fel olyan helyiségekben, ahol hosszú ideig tartózkodnak az emberek.

Konvektorok. V utóbbi évek A konvektorokat széles körben kezdték használni - fűtőberendezések, amelyek főként konvekcióval adják át a hőt.

29. A fűtőberendezések osztályozása, a velük szemben támasztott követelmények.

30. Fűtőberendezések szükséges felületének kiszámítása.

A fűtés célja az egyes fűtött helyiségek veszteségének kompenzálása a tervezési hőmérséklet biztosítása érdekében. A fűtési rendszer olyan műszaki berendezések komplexuma, amelyek hőt termelnek és a szükséges mennyiségben továbbítják minden fűtött helyiségbe.

- a betáplált víz hőmérséklete 90 0 C;

- a visszatérő víz hőmérséklete 70 0 С.

Az összes számítást a 10. táblázat tartalmazza.

1) Határozza meg az összértéket hőterhelés a felszállón:

, W

2) A felszállócsonkon áthaladó hűtőfolyadék mennyisége:

Gst = (0,86 * Qst) / (tg-to), kg / óra

3) A szivárgási együttható egycsöves rendszerben α = 0,3

4) A szivárgási együttható ismeretében meg lehet határozni az egyes fűtőberendezéseken áthaladó hőhordozó mennyiségét:

Gpr = Gst * α, kg / h

5) Határozza meg az egyes eszközök hőmérséklet-különbségét:

ahol Gpr az eszközön keresztüli hőveszteség,

- adott helyiség teljes hővesztesége

6) Határozza meg a hűtőfolyadék hőmérsékletét a fűtőberendezésben minden emeleten:

ón = tg - ∑ Qpr / Qst (tg-tо), 0 С

ahol ∑Qпр - az összes korábbi helyiség hővesztesége

7) A hűtőfolyadék hőmérséklete a készülék kimeneténél:

tout = ón- Δtpr, 0 С

8) Határozza meg a hűtőfolyadék átlagos hőmérsékletét a fűtőberendezésben:

9) Határozza meg a hőmérséklet különbséget a készülékben lévő hűtőfolyadék átlagos hőmérséklete és a környezeti hőmérséklet között

10) Határozza meg a fűtőelem egyik szakaszának szükséges hőátadását:

ahol Qnu a névleges feltételes hőáram, azaz. az MC-140-98 fűtőtest egyik szakasza által leadott hőmennyiség W-ban. Qn = 174 W.

Ha a hűtőfolyadék áramlási sebessége a G készüléken 62...900-on belül van, akkor a c együttható = 0,97 (az együttható figyelembe veszi a fűtőberendezések kapcsolási rajzát). Az n, p együtthatókat a referenciakönyvből választják ki, a fűtőelem típusától, a benne lévő hűtőfolyadék áramlási sebességétől és a hűtőfolyadéknak a készülékhez való ellátásának körétől függően.

Minden felszállónál n = 0,3, p = 0,

A harmadik felszállónál c = 0,97-et veszünk

11) Határozza meg a fűtőberendezések szükséges minimális szakaszainak számát:

N = (Qпр / (β3 *)) * β4

A β 4 egy olyan együttható, amely figyelembe veszi a radiátor helyiségben történő felszerelésének módját.

Az ablakpárkány alá szerelt radiátor az elülső oldalra szerelt dekoratív védőrácstal = 1,12;

az elülső oldalra felszerelt dekoratív védőrácsos radiátor és szabad felső rész = 0,9;

falfülkébe szerelt radiátor és szabad elülső rész = 1,05;

egymás felett elhelyezkedő radiátorok = 1,05.

Elfogadjuk, hogy β 4 = 1,12

β 3 - együttható, figyelembe véve az egy radiátor szakaszainak számát

3-15 szakasz = 1;

16-20 szakasz = 0,98;

21-25 szakasz = 0,96.

Elfogadjuk, hogy β 3 = 1

Mivel 2 fűtőberendezés beépítése szükséges a helyiségbe, akkor Q kb 2/3-át, illetve 1/3-át osztjuk ki

Kiszámoljuk az 1. és 2. fűtőrész szakaszok számát

31. A főbb tényezők, amelyek meghatározzák a fűtőberendezés hőátbocsátási tényezőjének értékét.

A fűtőtest hőátbocsátási tényezője

A fő tényezők k értékét meghatározóak: 1) az alak és tervezési jellemzők fejlesztése során az eszköz típusához rendelve; 2) hőmérséklet-különbség a készülék működése közben

A vízmelegítő berendezések hőátbocsátási tényezőjét befolyásoló másodlagos tényezők közül mindenekelőtt a képletben szereplő Gnp víz áramlási sebességét emeljük ki Az áramlási sebességtől függően a w mozgási sebesség és a víz módozata áramlás a készülékben változás, azaz a belső felület. Ezenkívül megváltozik a hőmérsékleti mező egyenletessége a készülék külső felületén.

A következő kisebb tényezők is befolyásolják a hőátbocsátási tényezőt:

a) légsebesség v a készülék külső felületén.

b) a készülékház felépítése.

c) számított érték légköri nyomás az épület helyére megállapított

d) a készülék színe ..

A hőátbocsátási tényező értékét a külső felület megmunkálásának minősége, a belső felület szennyezettsége, a levegő jelenléte a készülékekben és egyéb működési tényezők is befolyásolják.

32 Fűtési rendszerek típusai. Felhasználási területek.

Fűtési rendszerek: típusok, készülékek, választás

A mérnöki támogatás egyik legfontosabb összetevője az fűtés.

Fontos tudni, hogy a fűtési rendszer működésének jó mutatója a rendszer azon képessége, hogy a lehető legalacsonyabb hűtőfolyadék-hőmérséklet mellett kényelmes hőmérsékletet tartson fenn a házban, ezáltal minimalizálva a fűtési rendszer üzemeltetési költségeit.

Minden fűtési rendszerek, hűtőfolyadékot használva, a következőkre oszthatók:

· Természetes keringtetésű fűtési rendszerek (gravitációs rendszer), pl. a hűtőfolyadék mozgása zárt rendszeren belül a forró hűtőfolyadék tömegének különbsége miatt következik be a tápcsőben (függőleges felszálló) nagy átmérőjű) és hideg - hűtés után a készülékekben és a visszatérő vezetékben. A rendszerhez szükséges felszerelés az tágulási tartály nyitott típusú, amely a rendszer legmagasabb pontjára van telepítve. Gyakran használják a rendszer hűtőfolyadékkal való feltöltésére és újratöltésére is.

· A kényszerkeringtetésű fűtési rendszer egy szivattyú működésén alapul, amely mozgatja a hőhordozót, leküzdve a csövek ellenállását. Az ilyen szivattyút keringtető szivattyúnak nevezik, és lehetővé teszi a fűtést nagyszámú elágazó csőrendszerrel és radiátorokkal rendelkező helyiségek, amikor a bemeneti és kimeneti hőmérséklet-különbség nem biztosít elegendő erőt ahhoz, hogy a hűtőfolyadék leküzdje a teljes hálózatot. Ebben a fűtési rendszerben a szükséges felszerelések közé tartozik egy tágulási membrántartály, egy keringető szivattyú és egy biztonsági csoport.

A fűtési rendszer kiválasztásakor az első kérdés, hogy melyik energiaforrást használják fel: szilárd tüzelőanyag(szén, tűzifa stb.); folyékony üzemanyag (fűtőolaj, gázolaj, kerozin); gáz; elektromosság. A tüzelőanyag az alapja a fűtőberendezések kiválasztásának és az összköltség kiszámításának a többi mutató maximumával. A vidéki házak üzemanyag-fogyasztása jelentősen függ a falak anyagától és felépítésétől, a ház térfogatától, működési módjától és a fűtési rendszer azon képességétől, hogy szabályozza a hőmérsékleti jellemzőket. A nyaralók hőforrása egykörös (csak fűtésre) és kétkörös (fűtés és melegvíz ellátás) kazánok.

A cikk olyan hőszigetelő rendszer kialakítását tárgyalja, amelyben a hőszigetelés és az épület fala között zárt légrés van. Javasoljuk, hogy a hőszigetelésben páraáteresztő betéteket alkalmazzanak, hogy megakadályozzák a páralecsapódást a levegőrétegben. Megadjuk a betétek területének kiszámításának módszerét, a hőszigetelés használati feltételeitől függően.

Ez a cikk azt a hőszigetelő rendszert ismerteti, amelynek a hőszigetelés és az épület külső fala között holttér van. A hőszigetelésben vízgőzáteresztő betéteket javasolunk, hogy megakadályozzuk a páralecsapódást a légtérben. A betétek területének kiszámításának módszerét a hőszigetelés használatának körülményeitől függően javasoltuk.

BEVEZETÉS

A légrés számos épületburkolat eleme. A dolgozat a zárt és szellőző légterű zárt szerkezetek tulajdonságait vizsgálja. Ugyanakkor alkalmazásának sajátosságai sok esetben megkívánják az építési hőtechnikai problémák megoldását sajátos felhasználási körülmények között.

A szellőző légrésű hőszigetelő rendszer kialakítása ismert és széles körben alkalmazott az építőiparban. Ennek a rendszernek a fő előnye a könnyű vakolatrendszerekkel szemben az épületszigetelési munkák elvégzésének képessége. egész évben... A szigetelőrögzítő rendszert először a körülzáró szerkezetre kell rögzíteni. A szigetelés ehhez a rendszerhez van rögzítve. A szigetelés külső védelme tőle bizonyos távolságra kerül elhelyezésre úgy, hogy a szigetelés és a külső kerítés között légrés képződik. A szigetelőrendszer kialakítása lehetővé teszi a légrés szellőzését a felesleges nedvesség eltávolítása érdekében, ami csökkenti a szigetelés nedvességtartalmát. Ennek a rendszernek a hátrányai közé tartozik a bonyolultság és a szigetelőanyagok használatának szükségessége, hogy olyan iparvágány-rendszereket kell alkalmazni, amelyek biztosítják a szükséges szabad teret a mozgó levegő számára.

Ismert szellőztető rendszer, amelyben a légrés közvetlenül az épület falával szomszédos. A hőszigetelés háromrétegű panelek formájában készül: a belső réteg hőszigetelő anyag, a külső rétegek alumínium és alufólia. Ez a kialakítás megvédi a szigetelést a légköri nedvesség és a helyiségből származó nedvesség behatolásától. Ezért tulajdonságai nem romlanak semmilyen üzemi körülmény között, ami lehetővé teszi a szigetelés akár 20%-os megtakarítását a hagyományos rendszerekhez képest. E rendszerek hátránya, hogy a réteget szellőztetni kell az épület helyiségeiből kivándorló nedvesség eltávolítása érdekében. Ez a rendszer hőszigetelő tulajdonságainak csökkenéséhez vezet. Emellett az épületek alsó szintjének hővesztesége is megnő, mivel a rendszer alján lévő lyukakon keresztül a rétegbe jutó hideg levegőnek némi időbe telik, hogy felmelegedjen a megállapított hőmérsékletre.

SZIGETELŐRENDSZER ZÁRT LÉGRÉSSEL

Hasonló hőszigetelő rendszer zárt légréssel is lehetséges. Figyelmet kell fordítani arra a tényre, hogy a légmozgás a közbenső rétegben csak a nedvesség eltávolításához szükséges. Ha a nedvességelvezetést más módon, szellőztetés nélkül oldjuk meg, akkor a fenti hátrányok nélkül zárt légrésű hőszigetelő rendszert kapunk.

A probléma megoldásához a hőszigetelő rendszernek az ábrán látható formájúnak kell lennie. 1. Az épület hőszigetelését páraáteresztő betétekkel kell elvégezni hőszigetelő anyag például ásványgyapot. A hőszigetelő rendszert úgy kell kialakítani, hogy a közbenső rétegből biztosítva legyen a gőz eltávolítása, és azon belül a páratartalom a közbenső réteg harmatpontja alatt legyen.

1 - épület fala; 2 - kötőelemek; 3 - hőszigetelő panelek; 4 - gőz- és hőszigetelő betétek

Rizs. 1. Hőszigetelés páraáteresztő betétekkel

A közbenső rétegben lévő telített gőz nyomására a következő kifejezést írhatja:

A közbenső rétegben lévő levegő hőellenállását figyelmen kívül hagyva a közbenső rétegen belüli átlagos hőmérsékletet a képlet határozza meg

(2)

ahol T be, T ki- az épületen belüli és a külső levegő hőmérséklete körülbelül С;

R 1 , R 2 - a fal és a hőszigetelés hőátadási ellenállása, m 2 × о С / W.

A helyiségből az épület falán át vándorló gőz esetén felírhatja az egyenletet:

(3)

ahol P be, P- a gőz parciális nyomása a helyiségben és a rétegben, Pa;

S 1 - az épület külső falának területe, m 2;

kпп1 - a fal páraáteresztő képességének együtthatója, egyenlő:

itt Rпп1 = m 1 / l 1 ;

m 1 - a fal anyagának gőzáteresztő képességének együtthatója, mg / (m × h × Pa);

l 1 - falvastagság, m.

A levegőrétegből az épület hőszigetelésében lévő páraáteresztő betéteken keresztül kivándorló gőzre a következő egyenletet írhatjuk fel:

(5)

ahol P ki- a gőz parciális nyomása a külső levegőben, Pa;

S 2 - páraáteresztő hőszigetelő betétek területe az épület hőszigetelésében, m 2;

k pp2 a betétek páraáteresztőképességi együtthatója, egyenlő:

itt Rпп2 = m 2 / l 2 ;

m 2 a páraáteresztő betét anyagának páraáteresztőképességi együtthatója, mg / (m × h × Pa);

l 2 - betétvastagság, m.

A (3) és (5) egyenlet jobb oldalának egyenlővé tétele és a kapott egyenlet megoldása a közbenső rétegben lévő gőzegyensúlyra a P, a közbenső rétegben lévő gőznyomás értékét a következő formában kapjuk meg:

(7)

ahol e = S 2 /S 1 .

A légrésben a páralecsapódás hiányának feltételének felírása egyenlőtlenség formájában:

és ezt megoldva megkapjuk a páraáteresztő betétek teljes területének a falfelülethez viszonyított arányának szükséges értékét:

Az 1. táblázat a befoglaló szerkezetek egyes lehetőségeire kapott adatokat mutatja be. A számítások során azt feltételeztük, hogy a páraáteresztő betét hővezetési együtthatója megegyezik a rendszerben lévő fő hőszigetelés hővezetési együtthatójával.

1. táblázat ε érték a különböző fal opciókhoz

Az 1. táblázatban szereplő példák azt mutatják, hogy a hőszigetelés és az épületfal között zárt légrés mellett is lehet hőszigetelést építeni. Egyes falszerkezeteknél, mint az 1. táblázat első példájában, a páraáteresztő betétek mellőzhetők. Más esetekben a páraáteresztő betétek területe jelentéktelen lehet a szigetelni kívánt fal területéhez képest.

SZIGETELŐRENDSZER SZABÁLYOZOTT HŐJELLEMZŐKKEL

A hőszigetelő rendszerek tervezése az elmúlt ötven évben jelentős fejlődésen ment keresztül, és mára a tervezők is nagy választék anyagok és szerkezetek: a szalma felhasználásától a vákuum hőszigetelésig. Lehetőség van aktív hőszigetelő rendszerek alkalmazására is, amelyek jellemzői lehetővé teszik, hogy beépüljenek az épületek energiaellátó rendszerébe. Ebben az esetben a hőszigetelő rendszer tulajdonságai a környezeti viszonyok függvényében is változhatnak, biztosítva a külső hőmérséklettől függetlenül állandó szintű hőveszteséget az épületből.

Ha rögzített hőveszteségi szintet állít be K az épületburkon keresztül a csökkentett hőátadási ellenállás szükséges értékét a képlet határozza meg

(10)

Ilyen tulajdonságokkal rendelkezhet egy átlátszó külső rétegű vagy szellőző légrésű hőszigetelő rendszer. Az első esetben napenergiát használnak, a másodikban pedig a talajhő energiáját egy talajhőcserélővel együtt.

Átlátszó hőszigetelésű rendszerben a nap alacsony pozíciójában a sugarai gyakorlatilag veszteség nélkül átjutnak a falon, felmelegítik, ezáltal csökkentik a helyiség hőveszteségét. V nyári időszámítás, nál nél magas pozíciót nap a horizonton, a napsugarak szinte teljesen visszaverődnek az épület faláról, ezáltal megakadályozzák az épület túlmelegedését. A visszatérő hőáram csökkentése érdekében a hőszigetelő réteg méhsejt alakú szerkezettel készül, amely a napsugarak csapdájaként működik. Egy ilyen rendszer hátránya az energia újraelosztásának lehetetlensége az épület homlokzatai mentén, valamint a felhalmozó hatás hiánya. Ezenkívül ennek a rendszernek a hatékonysága közvetlenül függ a naptevékenység szintjétől.

A szerzők szerint egy ideális hőszigetelő rendszernek bizonyos mértékig hasonlítania kell egy élő szervezetre, és a környezeti feltételektől függően széles körben megváltoztatnia a tulajdonságait. A külső hőmérséklet csökkenésével a hőszigetelő rendszernek csökkentenie kell az épület hőveszteségét, a külső hőmérséklet emelkedésével a hőellenállása csökkenhet. Nyáron az épület napenergiával való ellátása a külső körülményektől is függ.

A javasolt hőszigetelő rendszer sok tekintetben rendelkezik a fent megfogalmazott tulajdonságokkal. ábrán. A 2a. ábra egy fal diagramját mutatja a javasolt hőszigetelő rendszerrel. 2b - hőmérsékleti grafikon a hőszigetelő rétegben légrés nélkül és jelenléte mellett.

A hőszigetelő réteg szellőző légréssel készül. Ha a levegő a grafikon megfelelő pontjánál magasabb hőmérséklettel mozog benne, a hőszigetelő rétegben a faltól a közbenső rétegig terjedő hőmérsékleti gradiens értéke csökken a közbenső réteg nélküli hőszigeteléshez képest, ami csökkenti a hőveszteséget. az épületből a falon keresztül. Szem előtt kell tartani, hogy az épület hőveszteségének csökkenését a rétegben lévő légáram által leadott hő kompenzálja. Vagyis a levegő hőmérséklete a közbenső réteg kimeneténél alacsonyabb lesz, mint a bemeneti nyílásnál.

Rizs. 2. A hőszigetelő rendszer diagramja (a) és hőmérsékleti grafikonja (b)

A légréses falon keresztüli hőveszteség számítási problémájának fizikai modellje az ábrán látható. 3. A modell hőmérlegének egyenlete a következő:

Rizs. 3. A burkolaton keresztüli hőveszteség számítási sémája

A hőáram kiszámításakor figyelembe veszik a hőátadás vezető, konvektív és sugárzó mechanizmusait:

ahol K 1 - hőáramlás a helyiségből a burkolat belső felületére, W / m 2;

K 2 - hőáramlás a fő falon keresztül, W / m 2;

K 3 - hőáramlás a légrésen keresztül, W / m 2;

K 4 - hőáram a hőszigetelő rétegen keresztül a közbenső réteg mögött, W / m 2;

K 5 - hőáram a körülvevő szerkezet külső felületéről a légkörbe, W / m 2;

T 1 , T 2, - hőmérséklet a falfelületen, о С;

T 3 , T 4 - hőmérséklet a közbenső réteg felületén, о С;

Tk, T a- a szoba és a külső levegő hőmérséklete körülbelül С;

s - Stefan-Boltzmann állandó;

l 1, l 2 - a fő fal és a hőszigetelés hővezető képességének együtthatója, W / (m × о С);

e 1, e 2, e 12 - a fal belső felületének, a hőszigetelő réteg külső felületének feketeségi foka, illetve a légrés felületeinek csökkent feketeségi foka;

a b, a n, a 0 a hőátbocsátási tényező a fal belső felületén, a hőszigetelés külső felületén, illetve a légrést határoló felületeken, W / (m 2 × o C).

A (14) képlet arra az esetre íródott, amikor a levegő a rétegben mozdulatlan. Abban az esetben, ha a levegő hőmérséklettel u sebességgel mozog a közbenső rétegben T u helyett K A 3. ábrán két áramlást veszünk figyelembe: a befújt levegőtől a falig:

és a kifújt levegőből a képernyőre:

Ekkor az egyenletrendszer két rendszerre bomlik:

A hőátbocsátási tényezőt a Nusselt-számmal fejezzük ki:

ahol L- jellemző méret.

A Nusselt-szám kiszámításához a helyzettől függően képleteket vettek fel. A burkolószerkezetek belső és külső felületén a hőátbocsátási tényező kiszámításakor a következő képleteket használtuk:

ahol Ra = Pr × Gr – Rayleigh-kritérium;

Gr = g× b × D T× L 3 / n 2 - Grashof szám.

A Grashof-szám meghatározásakor a falhőmérséklet és a környezeti levegő hőmérséklete közötti különbséget választottuk jellemző hőmérsékletesésnek. A jellemző méreteket vettük: a fal magasságát és a közbenső réteg vastagságát.

A 0 hőátbocsátási tényező kiszámításakor zárt légrésen belül a Nusselt-szám kiszámításához a következő képletet használtuk:

(22)

Ha a levegő a rétegen belül mozog, több mint egyszerű képlet tól től :

(23)

ahol Re = v× d / n - Reynolds-szám;

d a légrés vastagsága.

A Prandtl-szám Pr értékeit, az n kinematikai viszkozitást és a levegő l hővezetési tényezőjét a hőmérséklettől függően a táblázati értékek lineáris interpolációjával számítottuk ki. A (11) vagy (19) egyenletrendszereket numerikusan oldották meg a hőmérsékletekre vonatkozó iteratív finomítással. T 1 , T 2 , T 3 , T 4. A numerikus modellezéshez a habosított polisztirolhoz hasonló hőszigetelésen alapuló hőszigetelő rendszert választottunk, 0,04 W / (m 2 × kb. C) hővezetési együtthatóval. A levegő hőmérsékletét a közbenső réteg bemeneténél 8 °C-nak feltételeztük, a hőszigetelő réteg teljes vastagsága 20 cm, a közbenső réteg vastagsága d- 1 cm.

ábrán. A 4. ábra a hagyományos hőszigetelő szigetelőrétegén keresztüli fajlagos hőveszteség függésének grafikonját mutatja zárt hőszigetelő réteg jelenlétében, szellőző légrés mellett. A zárt légrés alig javítja a hőszigetelő tulajdonságokat. A vizsgált esetben egy mozgó légáramú hőszigetelő réteg jelenléte több mint felére csökkenti a falon keresztüli hőveszteséget mínusz 20 o C külső levegő hőmérsékleten. Az ilyen hőszigetelés hőátadási ellenállásának egyenértéke ehhez a hőmérséklethez 10,5 m 2 × o C / W, ami 40,0 cm-nél vastagabb habosított polisztirolnak felel meg.

D d= 4 cm csendes levegővel; 3. sor - levegő sebessége 0,5 m / s

Rizs. 4. Fajlagos hőveszteség grafikonjai

A hőszigetelő rendszer hatásfoka a külső hőmérséklet csökkenésével nő. 4 °C-os külső hőmérsékleten mindkét rendszer hatásfoka azonos. A hőmérséklet további emelkedése célszerűtlenné teszi a rendszer használatát, mivel az épület hőveszteségének növekedéséhez vezet.

ábrán. Az 5. ábra a fal külső felületének hőmérsékletének a külső levegő hőmérsékletétől való függését mutatja. ábra szerint. Az 5. ábra szerint a légrés jelenléte a hagyományos hőszigeteléshez képest negatív külső hőmérséklet mellett növeli a fal külső felületének hőmérsékletét. Ez annak köszönhető, hogy a mozgó levegő a hőszigetelés belső és külső rétegének egyaránt leadja hőjét. Magas külső levegő hőmérsékleten ez a hőszigetelő rendszer hűtőrétegként működik (lásd 5. ábra).

1. sor - hagyományos hőszigetelés, D= 20 cm; 2. sor - 1 cm széles légrés van a hőszigetelésben, d= 4 cm, légsebesség 0,5 m/s

Rizs. 5. A fal külső felületének hőmérsékletének függésea külső hőmérsékleten

ábrán. A 6. ábra a közbenső réteg kimeneténél a hőmérséklet függését mutatja a külső levegő hőmérsékletétől. A réteg levegője lehűlve energiáját adja át a körülvevő felületeknek.

Rizs. 6. A hőmérséklet függése a közbenső réteg kimeneténéla külső hőmérsékleten

ábrán. A 7. ábra a hőveszteség függését mutatja a külső hőszigetelő réteg vastagságától minimális külső hőmérséklet mellett. ábra szerint. 7, a minimális hőveszteség figyelhető meg d= 4 cm.

Rizs. 7. A hőveszteség függése a hőszigetelő külső réteg vastagságától minimális külső hőmérsékleten

ábrán. A 8. ábra mutatja a hőveszteség függését mínusz 20 °C külső hőmérséklet esetén a levegő sebességétől egy különböző vastagságú közbenső rétegben. A légsebesség 0,5 m/s feletti növekedése nem befolyásolja jelentősen a hőszigetelés tulajdonságait.

1. sor - d= 16 cm; 2. sor - d= 18 cm; 3. sor - d= 20 cm

Rizs. nyolc. A hőveszteség függése a levegő sebességétőlkülönböző vastagságú légrésekkel

Figyelmet kell fordítani arra a tényre, hogy a szellőző légrés lehetővé teszi a falfelületen keresztüli hőveszteség hatékony szabályozását a levegő sebességének 0 és 0,5 m / s közötti tartományban történő megváltoztatásával, ami a hagyományos hőszigetelésnél lehetetlen. ábrán. A 9. ábra a levegő sebességének a külső hőmérséklettől való függését mutatja egy rögzített szintű hőveszteség mellett a falon keresztül. Az épületek hővédelmének ez a megközelítése lehetővé teszi a szellőzőrendszer energiafogyasztásának csökkentését a külső hőmérséklet emelkedésével.

Rizs. kilenc. A levegő sebességének függése a külső hőmérséklettől fix szintű hőveszteséghez

A cikkben tárgyalt hőszigetelő rendszer kialakításakor a fő kérdés a szivattyúzott levegő hőmérsékletének növelésére szolgáló energiaforrás. Ilyen forrásként a hőt az épület alatti talajból kell elvennie egy talajhőcserélő segítségével. A talajenergia hatékonyabb felhasználása érdekében feltételezzük, hogy a légrésben lévő szellőzőrendszer zárt legyen, légköri levegő elszívása nélkül. Mivel télen a rendszerbe belépő levegő hőmérséklete alacsonyabb, mint a talaj hőmérséklete, nincs probléma a páralecsapódással.

A szerzők egy ilyen rendszer leghatékonyabb felhasználását két energiaforrás – a nap- és a talajhő – kombinációjában látják. Ha a korábban említett, átlátszó hőszigetelő réteggel ellátott rendszerekhez fordulunk, nyilvánvalóvá válik, hogy ezeknek a rendszereknek a szerzői igyekeznek valamilyen módon megvalósítani a hődióda ötletét, vagyis megoldani a hőszigetelő réteg problémáját. a napenergia irányított átvitele az épület falára, olyan intézkedések megtétele mellett, amelyek megakadályozzák az energia hőáramlásának ellenkező irányú mozgását.

Befestve sötét szín fém lemez. A második elnyelő réteg pedig egy légrés lehet az épület hőszigetelésében. A közbenső rétegben mozgó, talajhőcserélőn keresztül záródó levegő napos időben felmelegíti a talajt, felhalmozva a napenergiát és újraelosztva azt az épület homlokzatai mentén. A külső rétegből a belső rétegbe a hőt fázisátalakulással rendelkező hőcsövekre készült hődiódák segítségével lehet átvinni.

Így a javasolt hőszigetelő rendszer szabályozott hőfizikai jellemzőkkel egy három jellemzővel rendelkező hőszigetelő réteg kialakításán alapul:

- az épületburokkal párhuzamosan szellőző légrés;

- energiaforrás a rétegen belüli levegő számára;

- rendszer a légáramlás paramétereinek szabályozására a közbenső rétegben, a külső időjárási viszonyoktól és a helyiség levegő hőmérsékletétől függően.

Az egyik lehetséges tervezési lehetőség az átlátszó hőszigetelő rendszer alkalmazása. Ebben az esetben a hőszigetelő rendszert ki kell egészíteni egy másik légrésszel, amely az épület fala mellett van, és az összes épületfallal kommunikál, amint az ábra mutatja. tíz.

ábrán látható hőszigetelő rendszer. 10 két légterű. Az egyik a hőszigetelés és az átlátszó kerítés között helyezkedik el, és az épület túlmelegedésének megakadályozását szolgálja. Erre a célra vannak légszelepek a közbenső réteg összekötése a külső levegővel a hőszigetelő panel tetején és alján. Nyáron és erős naptevékenység idején, amikor az épület túlmelegedésének veszélye áll fenn, a csappantyúk kinyílnak, és külső levegővel biztosítják a szellőzést.

Rizs. tíz. Átlátszó hőszigetelő rendszer szellőző légrésszel

A második légrés az épület fala mellett található, és a napenergia szállítására szolgál az épületburokban. Ez a kialakítás lehetővé teszi a napenergia felhasználását az épület teljes felületén a nappali órákban, ráadásul hatékony napenergia-felhalmozást biztosít, mivel az épület falainak teljes térfogata akkumulátorként működik.

Lehetőség van hagyományos hőszigetelés alkalmazására is a rendszerben. Ebben az esetben egy talajhőcserélő szolgálhat hőenergia-forrásként, amint az az ábrán látható. tizenegy.

Rizs. tizenegy. Hőszigetelő rendszer talajhőcserélővel

Másik lehetőségként az épület szellőzési kibocsátása javasolható erre a célra. Ebben az esetben a páralecsapódás elkerülése érdekében a közbenső rétegben az eltávolított levegőt át kell vezetni a hőcserélőn, és a hőcserélőben felmelegített külső levegőt be kell vezetni a közbenső rétegbe. A közbenső rétegből levegő juthat a helyiségbe szellőzés céljából. A levegő a talajhőcserélőn áthaladva felmelegszik, és energiáját az épület burkolatának adja át.

A tulajdonságait szabályozó automatikus rendszernek a hőszigetelő rendszer szükséges elemévé kell válnia. ábrán. A 12. ábra a vezérlőrendszer blokkvázlata. A szabályozás a hőmérséklet- és páratartalom-érzékelők információinak elemzésén alapul az üzemmód megváltoztatásával vagy a ventilátor kikapcsolásával és a légcsappantyúk kinyitásával és zárásával.

Rizs. 12. A vezérlőrendszer blokkvázlata

A szabályozott tulajdonságokkal rendelkező szellőztetőrendszer működési algoritmusának blokkvázlata az ábrán látható. 13.

Tovább kezdeti szakaszban a vezérlőrendszer működése (lásd 12. ábra), a külső levegő hőmérsékletének mért értékei és a vezérlőegység helyiségeiben mért értékei alapján a légrés hőmérsékletét az álló levegő állapotára számítják ki. Ezt az értéket a hőszigetelő rendszer kiépítése során a déli homlokzat rétegének levegőhőmérsékletével hasonlítjuk össze, mint az ábra. ábra szerinti hőszigetelő rendszer kiépítésével, vagy talajhőcserélőben. 11. Ha a számított hőmérséklet nagyobb vagy egyenlő, mint a mért, a ventilátor kikapcsolva marad, és a közbenső rétegben lévő légcsappantyúk záródnak.

Rizs. 13. A szellőzőrendszer működési algoritmusának blokkvázlata kezelt ingatlanokkal

Ha a számított hőmérséklet értéke kisebb, mint a mért, kapcsolja be a keringtető ventilátort és nyissa ki a csappantyúkat. Ebben az esetben a felmelegített levegő energiája átkerül az épület falszerkezeteibe, csökkentve a fűtés hőenergia-szükségletét. Ezzel egyidejűleg megmérik a levegő páratartalmát a közbenső rétegben. Ha a páratartalom megközelíti a páralecsapódási pontot, kinyílik egy csappantyú, amely összeköti a légrést a külső levegővel, ami megakadályozza a pára lecsapódását a rés falainak felületén.

Így a javasolt hőszigetelő rendszer lehetővé teszi a hőtulajdonságok tényleges szabályozását.

SZABÁLYOZOTT HŐSZIGETELÉS HŐSZIGETELŐ RENDSZER ELEKEZÉSÉNEK TESZTELÉSE AZ ÉPÜLET SZELLŐZÉSI KIBOCSÁTÁSÁNAK HASZNÁLATÁVAL

A kísérlet vázlata a ábrán látható. 14. A hőszigetelő rendszer elrendezése a liftakna felső részében lévő helyiség téglafalára kerül rögzítésre. Az elrendezés hőszigetelésből áll, mely párazáró hőszigetelő lemezek (egyik felülete 1,5 mm vastag alumínium; a másik alumínium fólia), 3,0 cm vastag poliuretán habbal töltve, 0,03 W / (m) hővezető képességgel. 2 × о С). A lemez hőátadási ellenállása 1,0 m 2 × о С / W, a téglafalé - 0,6 m 2 × о С / W. A hőszigetelő lemezek és az épületburok felülete között 5 cm vastag légrés van, melybe a hőmérsékleti viszonyok, valamint a hőáramlás épületburkon keresztül történő mozgásának meghatározására hőmérséklet és hőáramlás érzékelőket szereltek fel.

Rizs. tizennégy. Ellenőrzött hőszigetelésű kísérleti rendszer vázlata

A beépített hőszigetelő rendszer fényképe a szellőztető kibocsátás hővisszanyerő rendszeréből táplált áramellátással az ábrán látható. 15.

A rétegen belüli többletenergiát az épület szellőzési kibocsátásának hővisszanyerő rendszerének kimenetén felvett levegő szolgáltatja. elnevezésű NIPTIS Intézet Állami Vállalat épületének szellőzőaknájának kivezető nyílásán történt a szellőzés. Ataeva S.S. "betáplálták a rekuperátor első bemenetére (lásd 15a. ábra). A rekuperátor második bemenetéhez levegőt vezettek a szellőzőrétegből, és a rekuperátor második kimenetéből - ismét a szellőzőrétegbe. A szellőzésből származó levegőt nem szabad közvetlenül a légrésbe vezetni, mert fennáll a benne lévő páralecsapódás veszélye. Ezért az épület szellőzési kibocsátása először a hőcserélő-rekuperátoron haladt át, melynek második bemenetét a közbenső rétegből táplálták levegővel. A rekuperátorban fűtött, és ventilátor segítségével a hőszigetelő panel alsó részébe szerelt karimán keresztül a szellőzőrendszer légrétegébe táplálták. A hőszigetelés felső részén lévő második karimán keresztül levegő távozott a panelből, és a hőcserélő második bemeneténél lezárta a mozgási ciklust. A munka során a hőmérséklet- és hőáram-érzékelőkből származó információk regisztrálása az ábra szerinti séma szerint. tizennégy.

Speciális vezérlő és adatfeldolgozó egységgel vezérelték a ventilátorok működési módjait, illetve a kísérlet paramétereit rögzítették és rögzítették.

ábrán. A 16. ábra a hőmérséklet-változások grafikonjait mutatja: kültéri levegő, beltéri levegő és bemenő levegő Különböző részek közbenső rétegek. 7.00 és 13.00 óra között a rendszer álló üzemmódba lép. A közbenső réteg levegőbemeneténél (6. érzékelő) és a belőle kilépő levegő hőmérséklete (5. érzékelő) hőmérséklete közötti különbség körülbelül 3 ° C-nak bizonyult, ami az áthaladó levegő energiafogyasztását jelzi.

Rizs. 16. Hőmérséklet grafikonok: a - külső levegő és beltéri levegő;b - levegő a réteg különböző részein

ábrán. A 17. ábra a fal és a hőszigetelés felületeinek hőmérsékletének, valamint az épület körülvevő felületén áthaladó hőmérséklet és hőáram időfüggésének grafikonjait mutatja be. ábrán. A 17b. ábra jól mutatja a helyiségből származó hőáram csökkenését, miután a felmelegített levegőt a szellőzőrétegbe juttattuk.

Rizs. 17. Idő grafikonok: a - a falfelületek és a hőszigetelés hőmérséklete;b - hőmérséklet és hőáram az épület körülvevő felületén keresztül

A szerzők által kapott kísérleti eredmények megerősítik a hőszigetelés tulajdonságainak szellőző réteggel történő szabályozásának lehetőségét.

KÖVETKEZTETÉS

1 Fontos elem energiahatékony épületek a héja. Az épületek burkolati szerkezeteken keresztüli hőveszteségének csökkentésének fejlesztésének fő irányai az aktív hőszigeteléshez kapcsolódnak, amikor is a zárt szerkezet fontos szerepet játszik a helyiségek belső környezetének paramétereinek kialakításában. A legtöbb jó példa légréses körülzáró szerkezet szolgálhat.

2 A szerzők olyan hőszigetelés kialakítását javasolták, amelyben a hőszigetelés és az épület fala között zárt légrés található. Annak érdekében, hogy a légrétegben a páralecsapódás elkerülhető legyen a hőszigetelő tulajdonságok csökkenése nélkül, megfontolandó a páraáteresztő betétek hőszigetelésben történő alkalmazása. Kidolgoztak egy módszert a betétek területének kiszámítására a hőszigetelés használatának feltételeitől függően. Egyes falszerkezeteknél, mint az 1. táblázat első példájában, a páraáteresztő betétek mellőzhetők. Más esetekben a páraáteresztő betétek területe jelentéktelen lehet a szigetelni kívánt fal területéhez képest.

3 Kidolgozásra került a hőtani jellemzők számítási módszere és szabályozható hőszigetelésű hőszigetelő rendszer tervezése. A szerkezet két réteg hőszigetelő réteg között szellőző légrésű rendszerként van kialakítva. Ha hagyományos hőszigetelő rendszerrel a fal megfelelő pontjánál magasabb hőmérsékletű levegőrétegben mozgunk, a hőszigetelő rétegben falról rétegre csökken a hőmérsékleti gradiens értéke a közbenső réteg nélküli hőszigeteléshez képest, ami csökkenti az épület hőveszteségét a falon keresztül. A szivattyúzott levegő hőmérsékletének növelésére szolgáló energiaként lehetőség van az épület alatti talaj hőjének hasznosítására talajhőcserélő segítségével, vagy napenergiával. Módszereket dolgoztak ki egy ilyen rendszer jellemzőinek kiszámítására. Kísérleti megerősítést nyert az épületek ellenőrzött hőteljesítményű hőszigetelő rendszerének valószerűsége.

BIBLIOGRÁFIA

1. Bogoslovskiy, VN Építési hőfizika / VN Bogoslovskiy. - SPb .: AVOK-SEVERO-ZAPAD, 2006. - 400 p.

2. Épületszigetelő rendszerek: TKP.

4. Szellőztetett légrésű hőszigetelő rendszer tervezése és kivitelezése háromrétegű homlokzati panelek alapján: R 1.04.032.07. - Minszk, 2007 .-- 117 p.

5. Danilevsky, LN Az épület hőveszteségének csökkentésének kérdéséről. A fehérorosz-német együttműködés tapasztalatai az építőiparban / L. N. Danilevsky. - Minszk: Strinko, 2000 .-- 76., 77. o.

6. Alfred Kerschberger "Solares Bauen mit transparenter Warmedammung". Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

7. Die ESA-Solardassade - Dammen mit Licht / ESA-Energiesysteme, 3. Passivhaustagung 19 bis 21 Februar 1999. Bregenz. -R. 177-182.

8. Peter O. Braun, Innovative Gebaudehullen, Warmetechnik, 9, 1997. P. 510-514.

9. Passzívház, mint adaptív életfenntartó rendszer: a Nemzetközi Konferencia absztraktjai. tudományos és műszaki konf. „Az épületek termikus felújításától a passzívházig. Problémák és megoldások "/LN Danilevsky. - Minszk, 1996. - S. 32–34.

10. Szabályozható tulajdonságú hőszigetelés alacsony hőveszteségű épületekhez: Szo. tr. / Állami Vállalat "NIPTIS Intézet névadója S. Ataeva "; L. N. Danilevszkij. - Minszk, 1998. - S. 13–27.

11. Danilevsky, L. Szabályozott tulajdonságú hőszigetelő rendszer passzívházhoz / L. Danilevsky // Építészet és kivitelezés. - 1998. - 3. sz. - 30., 31. o.

12. Martynenko, OG Szabad konvektív hőcsere. Hivatkozás / O. G. Martynenko, Yu. A. Sokovishin. - Minszk: Tudomány és technológia, 1982 .-- 400 p.

13. Mikheev, M. A. A hőátadás alapjai / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. - M .: Energiya, 1977 .-- 321 p.

14. Az épület külső szellőzésű kerítése: US Pat. 010822 Evraz. Szabadalmi Hivatal, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L.N.Danilevsky; kérelmező SE „NIPTIS im. Ataeva S. S." - 20060978 sz.; kiejtett 10/05/2006; publ. 2008.12.30. // Byull. Eurázsiai Szabadalmi Hivatal. - 2008. - 6. sz.

15. Az épület külső szellőzésű kerítése: US Pat. 11343 Rep. Fehéroroszország, IPC (2006) E04B1 / 70, E04B2 / 28 / L.N. Danilevsky; kérelmező SE „NIPTIS im. Ataeva S. S." - 20060978 sz.; jelentette ki 10/05/2006; publ. 2008.12.30. // Afitsyiny bul. / Nat. intellektuális központja. ulasnastsi. - 2008.