Эффективность отражательной теплоизоляции из материалов на основе алюминиевой фольги в воздушных пространствах конструкций наружных стен

Рассмотрим теплофизическую модель передачи теплоты в воздушном пространстве, в котором теплообмен происходит между двумя параллельными поверхностями. В предложенной модели каждая из поверхностей имеет разные коэффициенты излучения, теплообмен в воздушном пространстве между двумя параллельными поверхностями происходит за счет процессов передачи теплоты излучением, конвекцией и теплопроводностью.

Для поверхности с отражательной теплоизоляцией примем Вт/(м²К⁴); для гипсокартона С_гкл= 4,14 Вт/(м²К⁴); ячеистого бетона Вт/(м²К⁴) [19]. Значения величин λ₁и λ₂в зависимости от толщины воздушной прослойки δ и разности температур на поверхностях (Т1воз.пр- Т2воз.пр) по данным таблицы 4.1 составляет 0,071 [184].

Теплотехнические исследования, проведенные в НИИСФ РААСН «в климатической камере при t_B = 19,4 ^оС и t_H = -12,3 ^оС, позволили получить температуры на поверхности воздушных пространств как без устройства отражательной теплоизоляции на поверхности пространства, так и с устройством отражательной теплоизоляции на основе алюминиевой фольги на поверхности стены из блоков из ячеистого бетона и при установке полиэтиленовой пленки на поверхности блоков из ячеистого бетона при различных коэффициентах

излучения поверхностей воздушного пространства (рисунок 5.7)»[200].

- с одной поверхностью из отражательной теплоизоляции и другой из гипсокартона составила дівоз.пр = 16,94 - 9,47 = 7,47 ^оС;

- с одной поверхностью из ячеистого бетона и другой из гипсокартона составила дівоз.пр = 15,87 - 11,84 = 4,03 ^оС;

- с одной поверхностью из полиэтиленовой пленки и другой из ячеистого бетона составила дівоз.пр = 16,09 - 12,32 = 3,77 ^оС.

Из графиков на рисунке 5.7 видно, что «при температуре воздуха в теплом отделении камеры ⅛ = 19,4 ^оС и в холодном отделении t_H= -12,3 ^оС величины температурного перепада в воздушном пространстве с поверхностями из гипсокартона и полиэтиленовой пленки и в воздушном пространстве с поверхностями из гипсокартона и ячеистого бетона мало отличаются и составляют 4,03 и 3,77 ^оС. В тоже время при использовании в воздушном пространстве отражательной теплоизоляции на одной из поверхностей температурный перепад составляет 7,47 ^оС, что свидетельствует о более высоких теплозащитных качествах воздушного пространства при наличии отражательной теплоизоляции.

Поскольку в технической литературе значение коэффициента излучения полиэтиленовой пленки соответствует величине 5,24 Вт//( м²T⁴), и исходя из равенства температурных перепадов между поверхностями в воздушном пространстве с гипосокартоном и ячеистым бетоном и с полиэтиленовой пленкой и ячеистым бетоном принимаем для поверхности полиэтиленовой пленки, как и для поверхности ячеистого бетона (С_б=5,24 Вт/( м²T⁴)) примем коэффициент излучения равный 5,23 Вт/( м²T⁴)» [200].

Полученные теплофизические параметры подставим в уравнение (4.10) и определим термическое сопротивление воздушных прослоек для следующих вариантов:

- одна поверхность покрыта отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги, другая выполнена из гипсокартона R_li.₁∣= 0,53 м^2оС/Вт;

- одна поверхность выполнена из ячеистого бетона, другая из гипсокартона .Кв.п = 0,20 м^2оС/Вт;

- одна поверхность покрыта полиэтиленом, другая выполнена из гипсокартона R_b,∏ = 0,19 м^2оС/Вт [200].

На третьем этапе теплотехнические исследования экспериментальной стеновой конструкции были проведены при температуре воздуха в теплом отделении ⅛ = 21,4 ^оС и в холодном отделении ⅛ = -22,5 ^оС (рисунок 5.8). Для воздушном пространстве с одной поверхностью из отражательной теплоизоляции и другой из гипсокартона величина температурного перепада составила дівоз.пр = 17,35 - 7,61 = 9,74 ^оС; для воздушного пространства с поверхностями из ячеистого бетона и гипсокартона величина температурного перепада составила дівоз.пр = 16,43 - 11,1 = 5,33 ^оС; для воздушного пространства с поверхностями из полиэтиленовой пленки и ячеистого бетона величина перепада дівоз.пр = 16,72 - 11,69 = 5,03 ^оС. Величины температурного перепада в воздушных пространствах с поверхностями из гипсокартона и полиэтиленовой пленки и гипсокартона и ячеистого бетона мало отличаются друг от друга. В тоже время при использовании в воздушном пространстве отражательной теплоизоляции на одной из поверхностей температурный перепад составляет 9,74 ^оС, что свидетельствует о более высоких теплозащитных качествах воздушного пространства при наличии отражательной теплоизоляции.

Поставим полученные теплофизические параметры в уравнение (4.10) и определим термическое сопротивление воздушных прослоек для следующих вариантов:

- одна поверхность покрыта отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги, другая выполнена из гипсокартона R_li.₁∣= 0,53 м^2оС/Вт;

- одна поверхность выполнена из ячеистого бетона, другая из гипсокартона Rв.∏ = 0,20 м^2оС/Вт;

- одна поверхность покрыта полиэтиленом, другая выполнена из гипсокартона Rв.∏ = 0,21 м^2оС/Вт;

Таким образом, проведенные в климатических камерах в несколько этапов экспериментальные исследования при различных температурах воздуха в холодном отделении по определению термического сопротивления воздушного пространства толщиной 0,05 м, расположенного с внутренней стороны наружного ограждения, при наличии отражательной теплоизоляции на основе алюминиевой фольги на одной поверхности и другой поверхности, выполненной из гипсокартона, показали, что экспериментальные исследования совпадают с теоретическими расчетами. Это позволяет при расчете наружных ограждающих конструкций использовать полученные численные значения термических сопротивлений воздушных пространств с отражательной теплоизоляцией на их поверхности и подтверждает правильность включения в [150] численных значений термических сопротивлений замкнутых воздушных пространств - воздушных прослоек при наличии отражательной теплоизоляции из алюминиевой фольги на одной из поверхностей.

5.4