§1.7. Расчеты термических сопротивлений неоднородных конструкций. Принципы.

Неоднородными следует считать конструкции, теплофизические свойства которых меняются скачком в поперечном сечении. Такие конструкции на отдельных участках поперечных сечений имеют либо более теплопроводные материалы,либо материалы с меньшей теплопроводностью (воздушная полость или теплоизоляционный вкладыш). При расчете общего сопротивления теплопередаче неоднородных конструкций различают два случая.

Первый более простой, относится к конструкциям, которые на отдельных участках пересекаются по всей толщине конструктивными элементами с несколько большей теплопроводностью, чем преобладающая часть конструкции. Таковы, например, стены с прокладными рядами,с заполнением железобетонного каркаса или фахверка, панельные конструкции с обрамлениями или ребрами по контуру панели и т.д.

Второй более сложный, относится к конструкциям неоднородным в двух измерениях (стены из пустотелых камней и т.д.).

В обоих случаях задачей теплофизических расчетов является:

• определение средней приведенной величины сопротивления теплопередаче — Rjp ;

• определение необходимых теплозащитных свойств наи — менее утепленных участков конструкции.

Для первого варианта конструкций (рис.1.8а) расчет R"^p сводится к следующему: по поверхности конструкции определяется площадь, занимаемая каждым характерным конструктивным элементом(F,,F₂ и т.д.) По формулам (6.5) и (6.13) вычисляется, термическое сопротивление каждого такого конструктивного элемента (R,, R₂ и т.д.). После этого среднее приведенное значение термическогосопротивления неоднородной конструкции в целом вычисляется по формуле;

f, + f₂+...+f_b

R"^p =•

(7.1)

4/R,+F_l/R₂+...+F_ll/R.- 2^Fi/^Ri а общее сопротивление теплопередаче — по формуле (6.8).

Для второго конструктивного варианта расчет Rⁿ_K^p призводится последовательно двумя приемами:

а) путем вычисления среднего приведенного термического сопротивления при мысленной разрезке конструкции на отдельные характерные участки плоскостями,параллельными основному направлению потока. тепла (рис.1.86), при этом термическое сопротивление отдельных участков находят по формуле (6.13), а среднее приведенное значение R,, термического сопротивления находят по формуле того же вида (7.1).

Рис.1.8 К вычислению термических сопротивлений неоднородных конструкций.

б).путем вычисления среднего приведенного термического сопротивления при мысленной разрезке конструкции плоскостями, перпендикулярными основному направлению потока тепла, на отдельные характерные слои (рис.1.86). Отдельные слои могут состоять или из одного материала, или из нескольких. Для слоев, состоящих из нескольких материалов вычисляется средний приведенный коэффициент теплопроводности по формуле:

Х,Р, -a,F,⁺...+X„F„ 1

■IM

М=

(7.2)

коэффициенты теплопроводности соответствующих материалов;

F , F₂ F_n — площади, занимаемые этими материалами в конст­рукции или характерном ее участке (их выражают в %, принимая общую сумму площадей за 100%).

ХцЯ.2

•Термическое сопротивление однородных слоев R₎₍ R₂... R при этом виде разрезки определяется по обычной формуле (6.5), а термическое сопротивление конструкции в целом R_x получается суммированием сопротивлений отдельных слоев:

где:

(7.3)

Для ограждающих конструкций, у которых величины R₍ и R_M отличаются друг от друга не более, чем на 25 — 40%, расчетное значение приведенного термического сопротивления вычисляется по формуле:

цгф _ R|| + 2R_x

(7.4)

В тех случаях, когда ограждающая конструкция состоит из одинаковых повторяющихся деталей (пустотные камни) целесообразно вычислить средние приведенные термические сопротивления этих изделий, после чего теплофизический расчет сопротивления теплопередаче может быть произведен как для обычной слоистой конструкции.

Допускается приведенные сопротивления теплопередаче Ну принимать равными:

R₍, = R Г-х

(7.5)

где: R_n — сопротивление теплопередаче неоднородной стены, условно определяемой по формулам (6.8, 6.13) без учета теплопроводных включений;

I — коэффициент теплотехнической однородности. Коэффициент х для участков трехслойных бетонных конструкций с ребрами и теплоизоляционными вкладышами определяют из условия:

(7.6)

х = х, -X,

где: х, — коэффициент, учитывающий относительную площадь ребер в конструкции (табл. 1.1) х2 — коэффициент, учитывающий плотность материала ребер конструкции (табл. 1.2) Таблица 1.1. И,- м °С/8т	х, при F/Fj
	0 25	0.15	0 05
3.0	0.5	0.56	0.79
2.1	0.67	0.73	0 83
1.7	0 76	0 80	0 86
14	0 83	0.86	0.87

• площадь ребра в конструкции, м² ;

• площадь конструкции (без учета площади оконных и дверных проемов), м².

Таблица 1.2. Плотность материала р, кг/м3	1000	1200	1400	1600	2400
	1.0	1.0	0.9	0.8	0.6

Примечание.

Для трехслойных конструкций толщиной менее 0,3 м коэффициент т₂ следует умножать на 0,9.