15.3 Расчет температуры поверхности и теплопередачи через ограждение при наличии воздухопроницаемости

При фильтрации воздуха температурное поле и теплообмен на поверхности ограждения заметно изменяется. Происходит это в результате дополнительного переноса теплоты потоком воздуха, который проникает через поры, капилляры и не плотности ограждения.

Для обеспечения комфортных условий важно учитывать изменение температуры на внутренних поверхностях ограждений () при инфильтрации и эксфильтрации воздуха. Для многослойных ограждений перепады температуры по сечению пропорциональны соответствующим термическим сопротивлениям. Дифференциальное уравнение температурного поля в стационарных условиях при фильтрации воздуха имеет вид:

Распределение температуры по сечению ограждения при фильтрации воздуха можно записать в следующем виде:

*

где = 2,718 – основание натурального логарифма;

= 1 кДж/(кг· °С) – удельная теплоемкость воздуха;

– количество инфильтрующегося воздуха;

– –фактическое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции.

Количество инфильтрующегося воздуха , кг/(м²·ч) определяется по формуле

При эксфильтрации воздуха из помещения через ограждение значение в формуле * принимается со знаком «минус».

Фильтрующийся воздух так же оказывает влияние на коэффициент теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи с учетом инфильтрации воздуха определяется по формуле

Исследования показали, что температура поверхности ограждения при инфильтрации воздуха ниже, а коэффициент теплопередачи выше, чем при отсутствии фильтрации.

Это надо учитывать при создании необходимых комфортных условий.

Пример:

Рассчитать влияние инфильтрации на температуру внутренней поверхности и коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций.

Дано:

9-ти этажное жилое здание, г. Пенза

Н_эт= 2,7 м, Н_зд= 25 м

t_н =t_5(0,92)= - 29 °С

t_в= 18 °С, υ = 5,6 м/с

= 0,5 кг/м²ч

= 14,2 н/м³

= 11,9 н/м³

= 1 кДж/кг°С

= 0,5525(14,2 – 11,9) + 0,035,6²14,2 = 45 Па

=м² ·ч ·Па/кг

м² ·ч/кг

, т.к. 108,4 > 90.

кг/(м² _·ч)

°С

м²·°С /Вт;м²°С/Вт

°С

Из расчетов следует, что температура внутренней поверхности с учетом инфильтрации ниже, чем без инфильтрации на 1,37 °С

∆t= 15,3 – 13,93 = 1,37 °С

Вт/( м²·°С)

Вт/( м²·°С)

∆К= 0,73 – 0,51 = 0,22 Вт/( м²·°С)

Таким образом, установлено, что коэффициент теплопередачи с учетом инфильтрации больше соответственно коэффициента на 0,22 Вт/( м²·°С).

16 Влажностный режим ограждающей конструкции

При изменении влажностного режима НОК необходимо учитывать:

- при повышении влажности φ, λ – увеличивается, R₀– снижается;

- ухудшается эксплуатация качества;

- кроме того, с повышением влажности в НОК происходит замораживание, коррозия, материал разрушается.

Цель: предусмотреть мероприятия, предотвращающие нежелательное повышение влажности, увлажнения материала.

Виды влаги:

- строительная,

- грунтовая,

- метеорологическая,

- эксплуатационная,

- гигроскопическая (сорбционная),

- конденсационная.

Наиболее опасными видами влаги являются гигроскопическая и конденсационная.

Гигроскопическая влага - способность материала поглощать влагу из воздуха.

Конденсационная влага образуется при конденсации водяных паров на внутренней поверхности или в толще ограждения.