<<
>>

Ограждающих конструкций с отражательной теплоизоляцией на внутренней поверхности стены

Разработанный на основе теоретических исследований метод расчета, представленный в главе 4, позволяет определить температуру на внутренней поверхности ограждения с учетом отражательных свойств поверхностей и оценить их тепловую защиту.

При сопоставлении результатов расчета по разработанному методу с результатами экспериментальных исследований, проведенных на ограждающих конструкциях в климатической камере и натурных условиях в промышленном здании, установлена сходимость результатов. Поэтому данный метод может быть рекомендован для инженерных расчетов по определении температуры на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций по следующему уравнению (4.24)

Проведем расчет температуры на внутренней поверхности наружной стены цеха размером 6?96 м, находящегося в производственном здании швейной фабрики при tB=20 оС и tH= -24 оС по предложенному методу. Наружные стены цеха выполнены из полнотелого кирпича толщиной 0,51 м с коэффициентом теплопроводности λ = 0,81 Вт/(м оС). Сопротивление теплопередаче стены по глади составляет R0 = 0,787 м2 оС/Вт, коэффициент теплопередачи K= 1,27 Вт/(мС). Расчетные величины коэффициентов излучения поверхностей ограждающих конструкций принимаем в соответствии с разделом 4.3. Средний коэффициент излучения внутренних поверхностей помещения цеха, найденный по формуле (4.18), равняется Сср= 4,92 Вт/(м2 oC4). Величина приведенного коэффициента излучения поверхностей с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги Спр= 0,49 Вт/(м2 oC4) (рисунок 2.27). Безразмерный параметр будет равнятьсяКоэффициент лучистого теплообмена у

внутренней поверхности наружной стены составит ав.л= 0,48 Вт/(м2 0С) и конвективного теплообмена составит ав.к= 3,02 Вт/(м2 0С).

После подстановки в уравнение численных значений определяем температуру на внутренней поверхности стены цеха с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги

Сопротивление теплообмену у внутренней поверхности с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги составляет Rb = 0,285 м2 оС/Вт, общее сопротивление теплопередаче стены будет равно R0= 0,285+0,629 + 0,043 = 0,957 м2 оС/Вт.

Определим температуру на внутренней поверхности наружной стены из полнотелого кирпича в этом же помещении при отсутствии отражательной теплоизоляции и окраске внутренней поверхности стены светло-зеленой масляной

краской. Коэффициент излучения поверхности стены, окрашенной свето-зеленой масляной краской, составляет Св.пов= 4,65 Вт/(м2 оС4), средний коэффициент излучения внутренних поверхностей помещения равен Сср= 4,95 Вт/(м2 оС4), приведенный коэффициент излучения внутренних поверхностей Спр = 3,86 Вт/(мС4). Коэффициент лучистой теплоотдачи у внутренней поверхности стены ав.л= 3,12 Вт/(м2 оС), ав.к= 3,02 Вт/(м2 оС). Подставляя полученные значения в выражение (4.24) получаем температуру на внутренней поверхности наружной стены, которая равняется -

Сопротивление теплообмену у внутренней поверхности с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги составляет R = 0,163 мС/Вт, общее сопротивление теплопередаче стены будет равно R0 = 0,163+0,629 + 0,043 = 0,835 мС/Вт.

Проведем сопоставление температур на внутренней поверхности стены, полученных при расчете по выведенной зависимости (4.25) и по традиционно используемой формулеКак

видно, при наличии на внутренней поверхности ограждения отражательной теплоизоляции из алюминиевой фольги расхождение в значениях температур, полученных при учете отражательных свойств поверхности по зависимости (4.24) и без их учета составляет ∆τ = 13,56 - 8,15 = 5,41 оС.

Аналогичным путем установим, что при учете отражательных свойств поверхности стены, окрашенной масляной краской, и без их учета разность полученных значений температур составляет ∆τ = 13,56 - 12,57 = 0,99 ≈ 1,0 оС.

Аналогичный расчет проведем для данной конструкции кирпичной стены с внутренней поверхностью, покрытой пенополиэтиленом толщиной 20 мм, дублированным отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги. В этом случае сопротивление теплопередаче конструкции составит Ro=Rβ+Rκup+Rn3+Rn=

0,285 + 0,624 + 0,4 + 0,043=1,357 мС/Вт или К = 0,734Вт/(мС). Проведенные расчеты показали, что при учете отражательных свойств поверхности температура на внутренней поверхности стены составляет тв.п.ф = 12,24 0C, а без учета отражательных свойств тв.п. = 115,24 0C. Разность температур при учете отражательных свойств поверхностей и без их учета составит ∆τ = 15,24 - 12,24 = 3,0 оС. Значения температур на внутренней поверхности стен при учете и без учета отражательных свойств поверхностей приведены в таблице 7.8. Как видно из таблицы, учет отражательных свойств приводит к незначительному понижению температуры внутренней поверхности наружных ограждений. Поэтому в ходе исследований была определена предельная относительная влажность внутреннего воздуха, при которой не будет образовываться конденсат на ее поверхности. Как видно из таблицы 7.8 при температуре на внутренней поверхности стен равной тв.п.ф = 8,15 0C предельная относительная влажность воздуха составляет 46,2%, что соответствует сухому режиму эксплуатации [150]. Для расширения диапазона применения отражательной теплоизоляции на основе алюминиевой фольги для помещений с нормальным влажностным режимом целесообразно ее использовать в виде комбинированного материала - пенополиэтилена толщиной 20 мм, дублированного отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги. В этом случае, температура на внутренней поверхности составит тв.п.ф = 12,24 0C, а предельная относительная влажность, исключающая образование конденсата на внутренней поверхности, увеличится до 60,8%. При толщине пенополиэтилена 30 мм, дублированного отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги температура на внутренней поверхности составит тв.п.ф = 13,07 0C, а предельная относительная влажность, исключающая образование конденсата на внутренней поверхности, увеличится до 64,3%.

Полученные результаты расчетов по разработанной методике позволяют использовать материалы с низким коэффициентом излучения на внутренней поверхности наружных стен в помещениях зданий с сухим и нормальным влажностным режимами в холодный период года.

Определим для условий стационарной теплопередачи количество теплоты, которое проходит через 1 м2 внутренней поверхности наружной кирпичной стены толщиной 0,51 м при наличии отражательной теплоизоляции на ее поверхности с сопротивлением теплопередачи по глади R0 = 0,957 мС/Вт при температуре внутреннего воздуха ‰ = 20 0С и наружного tH= -24 оС. Величина тепловых потерь составитдля наружной кирпичной стены

толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью, окрашенной масляной краской, с сопротивлением теплопередачи по глади R0= 0,835 мС/Вт теплопотери составят

Теплопотери через кирпичную стену толщиной 0,51 м из полнотелого кирпича без учета отражательных свойств внутренней поверхности при R0= 0,787 мС/Вт составят 55,9 Вт/м2. Аналогичным образом определим тепловые потери для других вариантов конструкции наружной стены, которые приведены в таблице 7.9.

Полученные данные подтверждают ранее проведенные исследования (Глава 4 и 5), показавшие необходимость учета при теплотехнических расчетах отражательных свойств поверхностей ограждений, особенно при низких коэффициентах излучения поверхностей. Это позволило установить, что для снижения теплопотерь в производственных зданиях целесообразно, чтобы внутренние поверхности наружных ограждений имели низкие коэффициенты излучения, например, отражательную теплоизоляцию на основе алюминиевой фольги.

Проведенный расчет по разработанной методике позволил установить эффективность применения отражательной теплоизоляции, выражающуюся в снижении теплопотерь по глади конструкции кирпичной стены при учете отражательных свойств внутренних поверхностей. Так, при выкрашенной внутренней поверхности стены масляной краской при учете ее коэффициента излучения Св.пов= 4,65 Вт/(мС4) величина тепловых потерь снизилась на 4,8%;

268

Таблица 7.8 - Температуры на внутренней поверхности конструкции стены без учета и с учетом отражательных свойств внутренних поверхностей при температуре внутреннего воздуха ⅛ = 20 оС и наружного воздуха tH= -24 оС

Конструкции наружной стены Температурные показатели внутренней поверхности ограждения
Без учета отражательных свойств поверхностей С учетом отражательных свойств поверхностей
Температура на внутренней поверхности Тв,оС Предельная относительная влажность внутреннего воздуха, при которой не будет образовываться конденсат, % Температур а на внутренней поверхност и Тв.отр, С Предельная относительная влажность внутреннего воздуха, при которой не будет образовываться конденсат, % Разность температур, полученных без учета и с учетом отражательных свойств внутренних поверхностей ∆τ = τ — τ 0С

ZJL Св ев.ОТр>

1 2 3 4 5 6
Стена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с затиркой внутренних поверхностей 13,56 66,4
Стена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью

окрашенной масляной краской

13,56 66,4 12,57 62,2 0,9

269

1 2 3 4 5 6
Стена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внут­ренней поверхностью покрытой отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 13,56 66,4 8,15 46,2 5,41
Стена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью покрытой пенополиэтиле- ном толщиной 20 мм дублированным, отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 15,24 73,9 12,24 60,8 3,0
Стена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью покрытой пенополиэтиле-ном толщиной 30 мм дублированным, отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 16,27 78,8 13,07 64,3 3,2

270

Таблица 7.9 - Теплопотери через наружные ограждения с учетом отражательной теплоизоляцией на внутренней

поверхности стен помещений.

Вид конструкции Т емпературный перепад ∆t = їв- їн,°C ^противление теплопередачи конструкции стены Rct(по глади стены), м^/Вт Количество

теплоты, теряемого через 1 м2 стены, Вт/м2

Уменьшение тепловых потерь при учете

отражательных

свойств поверхн внутренних остей , %
Огена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с затиркой внутренних поверхностей 44 0,787 55,9
Cтена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью окрашенной масляной краской 44 0,827 53,2 4,8
Cтена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью покрытой отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 44 0,956 46,0 17,7
Cтена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью покрытой пенополиэтиленом толщиной 20 мм дублированным, отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 44 1,35 32,59 41,6
Cтена из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 0,51 м с внутренней поверхностью покрытой пенополиэтиленом толщиной 30 мм дублированным, отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги 44 1,55 26,38 52

при наличии на внутренней поверхности отражательной теплоизоляции из алюминиевой фольгитеплопотери снизились на 17,7%;

устройство на внутренней поверхности стены комбинированного материала из пенополиэтилена, дублированного отражательной теплоизоляцией на основе алюминиевой фольги позволило снизить теплопотери при толщине 20 мм - на 41,6%, при толщине 30 мм - на 52%.

Таким образом, предлагаемое конструктивное решение наружной стены с устройством на ее внутренней поверхности отражательной теплоизоляции из алюминиевой фольги, позволяет уменьшить теплопотери и обеспечить энергосбережение в зданиях.

7.6

<< | >>
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 Ограждающих конструкций с отражательной теплоизоляцией на внутренней поверхности стены:

  1. Ограждающие конструкций с отражательной теплоизоляцией из алюминиевой фольги на внутренней поверхности зарадиаторной стенке
  2. Исследования теплозащитных качеств конструкций наружных стен промышленного здания с отражательной теплоизоляцией на внутренней поверхности
  3. Моделирование теплопередачи через наружные стены с учетом отражательных свойств внутренних поверхностей помещения
  4. Специфика отражательной теплоизоляции в наружных ограждающих конструкциях
  5. Учет отражательных свойств поверхностей материаловпри проектировании ограждающих конструкций зданий.
  6. ГЛАВА 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  7. ГЛАВА 4. ТЕОРИЯ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
  8. Математическое моделирование конструкции наружной стены с воздушным пространством с внутренней стороны методом конечных элементов
  9. Эффективности применения отражательной теплоизоляции в наружных стеновых конструкциях
  10. Моделирование теплопотерь в конструкции вентфасада с учетом скорости ветра и термического сопротивления вентилируемого воздушного пространства с отражательной теплоизоляцией
  11. Конструкция вентфасада с перфорированной отражательной теплоизоляцией и метод расчета влажностного режима воздушного пространства
  12. Эффективность отражательной теплоизоляции из материалов на основе алюминиевой фольги в воздушных пространствах конструкций наружных стен
  13. Теплотехнические исследования стеновых конструкций с внутренними поверхностями, имеющими различные коэффициенты излучения
  14. Предложения по проектированию новых типов энергосберегающих ограждающих конструкций с учетом специфики внешних воздействий и отражательных свойств материалов
  15. Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКИМИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
  16. Моделирование теплообмена у поверхности зарадиаторной стенки с учетом отражательных свойств поверхностей
  17. Основы теплообмена излучением, конвекцией и теплопроводностью в замкнутом воздушном пространстве ограждающих конструкций учетом отражательных свойств материалов
  18. 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
  19. Экспериментальные исследования ограждающих конструкций с вентилируемыми воздушными пространствами, учитывающие специфику ветрового воздействия
  20. ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ