2. Теплопередача в однородном ограждении при установившемся потоке тепла

Представим себе условную ограждающую конструкцию, состоящую из однородного материала, через которую в холодное время года проходит постоянный тепловой поток. В этом случае график распределения температуры внутри ограждения выглядит следующим образом (рис. 1).

τ_ext t_ext

t_int τ_int

Δt_int

0 ^оС

Рис. 1. Распределение температур в однородной ограждающей

Конструкции при постоянном тепловом потоке

При передаче тепла через ограждающую конструкцию происходит падение температуры от t_int до t_ext. При этом общий температурный перепад t_int- t_ext состоит из суммы трех температурных перепадов:

1. температурный перепад t_int-τ_int возникает из-за того, что температура внутренней поверхности ограждения τ_int всегда на несколько градусов ниже, чем температура воздуха в помещении t_int;

2. τ_int-τ_ext - температурный перепад в пределах толщины ограждающей конструкции;

3. τ_ext-t_ext - температурный перепад, возникающий вследствие того, что температура наружной поверхности ограждения τ_ext несколько выше температуры наружного воздуха t_ext.

Каждый из этих температурных перепадов вызван конкретным сопротивлением переносу тепла:

1. перепад t_int-τ_int - сопротивлением тепловосприятию внутренней поверхности ограждения R_в;

2. перепад τ_int-τ_ext - термическим сопротивлением конструкции R_к;

3. перепад τ_ext-t_ext - сопротивлением теплоотдаче наружной поверхности ограждения R_н.

Сопротивления тепловосприятию и теплоотдаче иногда называют сопротивлениями теплообмену; они имеют такую же размерность, как и термическое сопротивление, т. е. м²· ^оС/Вт.

Общее (приведенное) термическое сопротивление однослойной ограждающей конструкции R_o, м²· ^оС/Вт, равно сумме всех отдельных сопротивлений, т. е.

			(1)
где	αint -	коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·оС), определяемый по табл. 7 [1], см. также табл. 6 настоящего пособия;
	αext -	коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2·оС), определяемый по табл. 6* [2], см. также табл. 7 настоящего пособия;
	Rк -	термическое сопротивление однослойной конструкции, (м2·оС)/Вт.

Термическое сопротивление однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

(2)

где	δ -	толщина слоя, м;
	λ -	расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·оС), принимаемый по приложению 5.

3. Термическое сопротивление многослойной конструкции

Однослойные ограждающие конструкции в строительстве практически не применяются. Например, кирпичная стена должна иметь хотя бы внутренний штукатурный слой из цементно-песчаного раствора, к тому же в связи с возросшими теплотехническими требованиями в конструкцию стены обязательно вводится слой эффективного утеплителя. Конструкции, состоящие из нескольких слоев разнородных материалов, называют многослойными. Многослойные конструкции могут быть двух основных типов:

1. многослойные конструкции с последовательно расположенными однородными слоями (например, трёхслойная железобетонная панель на гибких связях с эффективным утеплителем);

2. неоднородные многослойные ограждающие конструкции (например, каменная стена облегченной кладки с теплоизоляционным слоем и кирпичными ребрами жесткости).

Термическое сопротивление R_к, м²·^оС/Вт, многослойной конструкции с последовательно расположенными однородными слоями равно сумме термических сопротивлений всех ее слоев.

R_к = R₁ + R₂ +…+ R_n+ R_вп , (3)

где	n - количество слоёв в многослойной конструкции;
	R1, R2,…Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·оС/Вт, определяемые по формуле (2);
	Rвп - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки (если она есть), принимаемое по прил. 4 [2] см. также табл. 2.

Таблица 2