<<
>>

Моделирование теплопередачи через наружные стены с учетом отражательных свойств внутренних поверхностей помещения

В существующих в настоящее время способах повышения уровня тепловой защиты ограждений основной упор делается на уменьшение потока теплоты, проходящего через наружные ограждающие конструкции за счет увеличение толщины утеплителя.

При этом возможность повышения теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций за счет устройства отражательной

166 теплоизоляции не используется, потому что при расчете теплотехнических свойств наружных ограждений в существующей строительной практике не учитываются отражательные свойства внутренних поверхностей помещений.

Как уже отмечалось ранее, многократное отражение и поглощение лучистого потока поверхностями существенно не влияет на термическое сопротивление воздушного пространства. Поэтому при расчете в помещении лучистого и конвективного теплообмена между внутренней поверхностью ограждения и воздушной средой его не будем учитывать. В работе [17] также предлагается при расчетах лучистого теплообмена не учитывать многократное отражение-поглощение, так как это не вызовет ошибок, выходящих за пределы точности инженерных расчетов.

Рассмотрим помещение с наружными ограждающими конструкциями, и проанализируем процессы конвективной и лучистой теплопередачи через них происходящие. В качестве исходных условий примем, что «температура на внутренней поверхности Тв.п меньше температуры внутреннего воздуха Тв. Тогда на внутреннюю поверхность из окружающей среды помещения падают лучистый и конвективный Оп.к тепловые потоки. При этом часть падающего лучистого и конвективного потока будут поглощаться наружной ограждающей конструкцией ^погл. Другая часть лучистого теплового потока будет диффузно отражаться Qtв воздушную среду помещения. Положим, что абсолютные температуры воздуха в помещении Тв, 0K,наружного воздуха Тн, 0К и внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции Тв.п , при этом Тв> Тв.п»[185].

Тогда уравнение теплового баланса можно записать в виде

Средний коэффициент излучением всех внутренних поверхностей Сср вычислим по выражению

где- коэффициент излучения поверхности стен, покрытия,

пола, остекления, Вт/(м2К4);площадь стен, покрытий, пола,

остекления, м2[185].

Разность между лучистым потоком теплоты, падающим на внутреннюю поверхность стены, и лучистым потоком теплоты, отраженным от внутренней поверхности стены, представляет собой результирующий лучистый тепловой поток, воспринимаемый наружной стеной Qpe3 = Qnagu3— Q0τp.∏3.

Величина результирующего лучистого теплового потока, воспринимаемая внутренней поверхностью наружной стены площадью 1 м2 за 1 ч, имеющую постоянную температуру Тв.п., от внутренней среды помещения с температурой Tb, согласно [66] будет

где С - средний коэффициент излучения внутренних поверхностей помещения, Вт/(м2К4); Свп - коэффициент излучения внутренней поверхности, Вт/(м2К4).

Уравнение падающего конвективного теплового потока на внутреннюю поверхность наружного ограждения площадью 1 м2 за 1 ч будет

где авк - коэффициент теплоотдачи конвекцией у внутренней поверхности наружной стены, Вт/(м2°С).

Количество теплоты, прошедшее за 1 ч через 1 м2 через наружной стены будет:

где К - коэффициент передачи теплоты от внутренней поверхности ограждающей конструкции к наружному воздухугде Rk-термическое

сопротивление ограждающей конструкции, м2°С/Вт и Rh- сопротивление теплоотдачи у наружной поверхности, м2°С/Вт.

После подстановки в уравнение (4.22) значения (4.19), (4.20) и (4.21) получим

Произведем в уравнении (4.22) замену абсолютной температуры в Кельвинах, К, на температуру по шкале Цельсия в градусах

с линеаризацией уравнения четвертой степени и получим

Проведем в уравнение (4.23) соответствующие преобразования и получим формулу для определения температуры на внутренней поверхности ограждения тв с учетом коэффициентов отражения в следующем виде [183, 185]

где ав.к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2 °С); ав.л - коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2 °С); Спр- приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2 0С4)

Рассмотрим наружную кирпичную стену толщиной 0,51 м помещения производственного здания с сухим и нормальным режимом с двумя вариантами внутренней поверхности: при наличии отражательной теплоизоляции из алюминиевой фольги на ее внутренней поверхности и при ее отсутствии. Согласно [150] при определении коэффициентов конвективного и лучистого теплообмена у внутренней поверхности наружной стены величина температурного перепада между температурой воздуха и внутренней поверхностью стены должна соответствовать требуемому температурному перепаду ?в - Тв.п, но не более 7 оС, где Тв.п - температура внутренней поверхности, оС. При расчетной температуре ?в = 20 оС и относительной влажности воздуха фв= 50-60% примем величину температурного перепада At = ?в - Тв.п = 6оС. При этом температурном перепаде не будет образовываться конденсат, поскольку предельная относительная влажность

составляет φli = (1599 : 2339)∙100% = 68%. Следовательно, принятая величина температурного перепада At = 6 оС отвечает нормативным требованиям, предъявляемым для помещений производственных зданий с сухим и нормальным режимом. В качестве расчетной температуры наружного воздуха примем температуру равную tH = -24 оС (температура наиболее холодных пяти суток для г. Курска)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(мС) определяем по формуле [16]

Средний коэффициент излучением внутренних поверхностей помещения вычислим по формуле (4.18) с учетом следующих коэффициентов излучения: для перегородок Спер= 4,83 Вт/(м2 0С4); для покрытия C∏oκp = 5,18 Вт/(м2 0С4); полов с метлахской плиткой Спол= 4,69 Вт/(м2 0С4); остекления Сост= 5,41 Вт/(м2 0С4). Величина Сср будет равна

При определении приведенного коэффициента излучения внутренних поверхностей помещения наружные стены с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги

Вт/(м2 0К4).

Коэффициент теплообмена излучением ав.лопределим по зависимости

Определим температуру тв.п. на внутренней поверхности наружной кирпичной стены толщиной 0,51 м, сопротивление теплопередачи по глади которой составляет R0= 0,787 м2 оС/Вт и коэффициент теплопроводности К0=1,27 Вт/(м2 ОС) с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги по формуле (4.24)

170

Без учета отражательных свойств поверхностей ограждений расчетная температура на внутренней поверхности ограждений составит

Далее в главе 7 по разработанному методу проведен расчет наружного ограждения и оценена эффективность применения материалов с низким коэффициентом излучения на внутренней поверхности стены.

4.4

<< | >>
Источник: УМНЯКОВА НИНА ПАВЛОВНА. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2019. 2019

Еще по теме Моделирование теплопередачи через наружные стены с учетом отражательных свойств внутренних поверхностей помещения:

  1. Моделирование теплообмена у поверхности зарадиаторной стенки с учетом отражательных свойств поверхностей
  2. Ограждающих конструкций с отражательной теплоизоляцией на внутренней поверхности стены
  3. Математическое моделирование конструкции наружной стены с воздушным пространством с внутренней стороны методом конечных элементов
  4. Исследования теплозащитных качеств конструкций наружных стен промышленного здания с отражательной теплоизоляцией на внутренней поверхности
  5. ГЛАВА 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  6. ГЛАВА 4. ТЕОРИЯ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  7. Ограждающие конструкций с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги на внутренней поверхности зарадиаторной стенке
  8. Предложения по проектированию новых типов энергосберегающих ограждающих конструкций с учетом специфики внешних воздействий и отражательных свойств материалов
  9. Моделирование теплопотерь в конструкции вентфасада с учетом скорости ветра и термического сопротивления вентилируемого воздушного пространства с отражательной теплоизоляцией
  10. Учет отражательных свойств поверхностей материаловпри проектировании ограждающих конструкций зданий.
  11. Основы теплообмена излучением, конвекцией и теплопроводностью в замкнутом воздушном пространстве ограждающих конструкций учетом отражательных свойств материалов
  12. УМНЯКОВА НИНА ПАВЛОВНА. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2019, 2019
  13. Специфика отражательной теплоизоляции в наружных ограждающих конструкциях
  14. Эффективности применения отражательной теплоизоляции в наружных стеновых конструкциях
  15. 6.2 Моделирование теплозащиты конструкции бревенчатых наружных стен с дощатой обшивкой на относе
  16. Эффективность отражательной теплоизоляции из материалов на основе алюминиевой фольги в воздушных пространствах конструкций наружных стен
  17. Теплотехнические исследования стеновых конструкций с внутренними поверхностями, имеющими различные коэффициенты излучения
  18. Теплообмен между параллельными поверхностями воздушных пространств с учетом многократного отражения и поглощения лучистого теплового потока
  19. Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКИМИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ