Hava boşluğu kalınlığı. Sıcaklık ve basınca bağlı olarak havanın ısıl iletkenliği. Kapalı yapılardaki ısı ileten kapanımların diyagramları

Karşıt yüzeylerinde sıcaklık farkı olan hava katmanından ısı transferi, konveksiyon, radyasyon ve termal iletkenlik ile gerçekleşir (Şekil 1.12).

Durgun havanın ısıl iletkenliği çok küçüktür ve hava boşluklarındaki hava hareketsiz olsaydı, bunların ısıl direnci çok yüksek olurdu. Gerçekte hava her zaman kapalı yapıların hava katmanlarında hareket eder; örneğin dikey katmanların daha sıcak yüzeyinde yukarı doğru, soğuk yüzeyinde ise aşağı doğru hareket eder. Hareketli havanın bulunduğu katmanlarda iletimle aktarılan ısı miktarı, taşınımla aktarılan ısıya göre çok küçüktür.

Hava tabakasının kalınlığı arttıkça, hava akımlarının duvarlar üzerindeki sürtünme etkisi azaldığından konveksiyonla aktarılan ısı miktarı artar. Buna göre, hava katmanları için, katmanın kalınlığındaki artış ile termal direncinin değeri arasında katı malzemelerin özelliği olan doğrudan bir orantı yoktur.

Isı, hava katmanının daha sıcak bir yüzeyinden daha soğuk bir yüzeye konveksiyon yoluyla aktarıldığında, bu yüzeylere bitişik iki sınır hava katmanının direnci aşılır, dolayısıyla herhangi bir zamanda serbest konveksiyon için alınabilecek katsayı değeri. yüzey yarıya indirilir.

Daha sıcak bir yüzeyden daha soğuk bir yüzeye aktarılan radyant ısı miktarı, hava tabakasının kalınlığına bağlı değildir; daha önce de belirtildiği gibi yüzeylerin emisyonu ve dördüncü kuvvetleriyle orantılı fark ile belirlenir. mutlak sıcaklıklar (1.3).

Genel olarak hava boşluğundan aktarılan ısı akısı Q şu şekilde ifade edilebilir:

burada αk serbest taşınım için ısı transfer katsayısıdır; δ - katman kalınlığı, m; λ - ara katmandaki havanın ısıl iletkenlik katsayısı, kcal m h/derece; α l - radyasyona bağlı ısı transfer katsayısı.

Temelli deneysel araştırma Hava katmanının ısı transfer katsayısının değeri genellikle konveksiyon ve termal iletim yoluyla meydana gelen ısı alışverişinden kaynaklandığı şeklinde yorumlanır:

ancak ağırlıklı olarak konveksiyona bağlıdır (burada λ eq, ara katmandaki havanın koşullu eşdeğer ısı iletkenliğidir); bu durumda, sabit bir Δt değerinde, hava boşluğu R v.p'nin termal direnci şöyle olacaktır:
Hava katmanlarındaki konvektif ısı değişimi olgusu, bunların geometrik şekilısı akışının boyutu ve yönü; bu ısı değişiminin özellikleri, eşdeğer ısıl iletkenliğin sabit havanın ısıl iletkenliğine oranını temsil eden boyutsuz taşınım katsayısı ε'nın değeri ile ifade edilebilir ε = λ eq / λ.

Benzerlik teorisini kullanarak genelleme yaparak büyük miktar deneysel veriler M.A. Mikheev, konveksiyon katsayısının Grashof ve Prandtl kriterlerinin ürününe bağımlılığını belirledi, yani:

İfadeden elde edilen ısı transfer katsayıları α ila "

tav = +10°'de bu bağımlılığa dayanarak oluşturulan değerler, ara tabakanın yüzeylerindeki sıcaklık farkı için verilmiştir, Δt = 10° tabloda. 1.6.

Yukarıdan aşağıya ısı akışı sırasında (örneğin, ısıtılan binaların bodrum katlarında) yatay katmanlar boyunca nispeten küçük ısı transfer katsayıları değerleri, bu tür katmanlardaki havanın düşük hareketliliği ile açıklanmaktadır; en sıcak hava katmanın daha ısıtılmış üst yüzeyinde yoğunlaşarak konvektif ısı transferini zorlaştırır.

Formül (1.12) esas alınarak belirlenen radyasyon yoluyla ısı transferi miktarı (αl), emisyon katsayılarına ve sıcaklığa bağlıdır; düz uzatılmış ara katmanlarda α l elde etmek için, verilen karşılıklı ışınım katsayısı C"'yi karşılık gelen değerle çarpmak yeterlidir. sıcaklık katsayısı tabloya göre kabul edilir 1.7.

Yani, örneğin C "= 4,2 ve ara katmanın ortalama sıcaklığı 0°'ye eşit olduğunda, α l = 4,2 0,81 = 3,4 kcal/m 2 h derece elde ederiz.

Yaz koşullarında α l değeri artar ve ara katmanların ısıl direnci azalır. Kışın yapıların dış kısmında yer alan katmanlarda ise tam tersi bir durum gözlenir.

Pratik hesaplamalarda kullanılmak üzere, SNiP yapılarını kapatmak için bina ısıtma mühendisliği normları, kapalı hava katmanlarının termal direncinin değerlerini sağlar.

tabloda belirtilmiştir. 1.8.

Tabloda verilen Rv.pr değerleri, ara katmanların yüzeylerinde 10°'ye eşit bir sıcaklık farkına karşılık gelir. 8°'lik bir sıcaklık farkıyla Rv.pr değeri 1,05 faktörüyle, 6°'lik bir farkla ise 1,10 ile çarpılır.

Isıl dirence ilişkin verilen veriler kapalı düz hava katmanlarına ilişkindir. Kapalı derken, dışarıdan hava girişinden izole edilen, geçirimsiz malzemelerle sınırlanan hava katmanlarını kastediyoruz.

Gözenekli yapı malzemeleri nefes alabilir olduğundan, örneğin yapıdaki hava boşlukları yapısal elemanlar Kullanılan binalar için tipik olan basınç farkı değerlerinde havanın geçmesine pratik olarak izin vermeyen yoğun beton veya diğer yoğun malzemelerden yapılmıştır.

Deneysel çalışmalar, hava katmanlarının ısıl direncinin tuğla işi Tabloda belirtilen değerlere göre yaklaşık yarı yarıya azalır. 1.8. Tuğlalar arasındaki derzler harçla yeterince doldurulmazsa (örneğin kış koşullarında çalışma yapılırken), duvarın hava geçirgenliği artabilir ve hava katmanlarının ısıl direnci sıfıra yaklaşabilir. Kapalı yapıların gerekli termofiziksel özelliklerini sağlamak için hava boşlukları olan yapıların hava girişinden yeterli düzeyde korunması kesinlikle gereklidir.

Bazen somut veya seramik bloklar Genellikle kare şekline yaklaşan, kısa uzunlukta dikdörtgen boşluklar sağlar. Bu tür boşluklarda yan duvarlardan gelen ilave ışınım nedeniyle radyan ısı transferi artar. Katmanın uzunluğunun kalınlığına oranı 3:1 veya daha fazla olduğunda a1 değerindeki artış önemsizdir; kare veya yuvarlak boşluklarda bu artış %20'ye ulaşır. Önemli büyüklükteki (70-100 mm) kare ve yuvarlak boşluklarda ısının konveksiyon ve radyasyon yoluyla aktarımı dikkate alınarak eşdeğer ısı iletkenlik katsayısı önemli ölçüde artar ve bu nedenle bu tür boşlukların sınırlı ısı iletkenliğine sahip malzemelerde kullanılması ( 0,50 kcal/mh derece ve altı) termofizik açısından anlamlı değildir. Ağır beton ürünlerde belirtilen büyüklükteki kare veya yuvarlak boşlukların kullanılması esas olarak ekonomik önem(kilo kaybı); Hafif ve hafif malzemelerden yapılan ürünlerde bu değer kaybolmaktadır. hücresel betonçünkü bu tür boşlukların kullanılması kapalı yapıların ısıl direncinde bir azalmaya yol açabilir.

Buna karşılık, düz ince hava katmanlarının kullanılması, özellikle de çok sıralı olarak düzenlendiklerinde (Şekil 1.13) tavsiye edilir. Hava katmanlarını tek sıra halinde yerleştirirken, bu tür katmanların ısıl direnci düşük olduğundan, bunları yapının dış kısmına yerleştirmek (hava sızdırmazlığı sağlanırsa) daha etkilidir. soğuk dönem yıl artar.

Soğuk yeraltının üzerindeki yalıtımlı bodrum katlarında hava katmanlarının kullanılması, dış duvarlara göre daha rasyoneldir, çünkü bu yapıların yatay katmanlarında konveksiyonla ısı transferi önemli ölçüde azalır.

Yaz koşullarında hava katmanlarının termofiziksel verimliliği (binaların aşırı ısınmasına karşı koruma), yılın soğuk dönemine göre azalır; ancak geceleri dış hava ile havalandırılan ara katmanların kullanılmasıyla bu verim artırılır.

Tasarım yaparken hava boşluklu kapalı yapıların katı olanlara göre daha az nem ataletine sahip olduğunu akılda tutmakta fayda var. Kuru koşullarda, hava boşlukları olan (havalandırılmış ve kapalı) yapılar hızlı bir şekilde hava koşullarına maruz kalır. doğal kurutma ve malzemenin düşük nem içeriği nedeniyle ek ısı koruyucu özellikler elde etmek; içinde ıslak alanlar tam tersine, kapalı katmanlara sahip yapılar çok fazla su ile tıkanabilir, bu da termofiziksel özelliklerin kaybı ve bunların erken tahrip olma olasılığı ile ilişkilidir.

Önceki sunumdan, ısının hava katmanlarından transferinin büyük ölçüde radyasyona bağlı olduğu açıktı. Bununla birlikte, hava boşluklarının ısıl direncini arttırmak için sınırlı dayanıklılığa sahip yansıtıcı yalıtımın (alüminyum folyo, boya vb.) kullanılması yalnızca sınırlı hizmet ömrüne sahip kuru bina yapılarında pratik olabilir; kuru kalıcı binalarda yansıtıcı yalıtımın ek etkisi de faydalıdır, ancak yansıtıcı nitelikleri kaybolsa bile yapıların termofiziksel özelliklerinin normal çalışmayı sağlamak için gerekli olanlardan daha az olmaması gerektiği dikkate alınmalıdır. yapıların.

Taş içinde ve beton yapılar Yüksek başlangıç ​​nemi ile (nemli odalarda olduğu gibi), alüminyum folyo kullanımı anlamını kaybeder, çünkü nemli alkali ortamda alüminyumun korozyonu nedeniyle yansıtıcı özellikleri hızla bozulabilir. Yansıtıcı yalıtımın kullanımı, ısı akışının yukarıdan aşağıya doğru yönlendirildiği yatay kapalı hava alanlarında (bodrum katları vb.), yani neredeyse hiç konveksiyonun olmadığı ve ısı transferinin esas olarak radyasyonla gerçekleştiği durumlarda en etkilidir.

Hava katmanının yüzeylerinden yalnızca birini yansıtıcı yalıtımla kaplamak yeterlidir (daha sıcak olanı, yalıtımın yansıtıcı özelliklerini hızla bozan ara sıra yoğuşma görünümüne karşı nispeten garantilidir).

Bazen, radyant ısı akışını keskin bir şekilde azaltmak için hava katmanlarını ince alüminyum folyodan yapılmış ekranlarla kalınlığa göre ayırmanın termofiziksel fizibilitesi hakkında ortaya çıkan öneriler, bu tür termal korumanın düşük operasyonel güvenilirliği nedeniyle kalıcı binaların yapılarının kapatılması için kullanılamaz. bu binaların yapılarının gerekli dayanıklılığına uymuyor.

Daha sıcak bir yüzeyde yansıtıcı yalıtımlı hava katmanının ısıl direncinin hesaplanan değeri, tabloda belirtilen değerlere göre yaklaşık iki katına çıkar. 1.8.

Güney bölgelerde hava boşluklu yapılar, binaların aşırı ısınmadan korunmasında oldukça etkilidir; Isının büyük bir kısmı sıcak mevsimde radyasyonla aktarıldığı için yansıtıcı yalıtımın kullanımı bu koşullarda özellikle anlamlı hale gelir. Çitlerin ısı koruma özelliklerini arttırmak ve ağırlıklarını azaltmak için dış duvarların korunması tavsiye edilir. çok katlı binalar yansıtıcı dayanıklı kaplamalar (örneğin cilalı alüminyum levhalar), böylece diğer yüzeyi boya veya diğer ekonomik yansıtıcı yalıtımla kaplanmış ekranların altında bir hava boşluğu bulunur.

Hava alanlarındaki artan konveksiyon (örneğin, bitişik bölgenin gölgeli, yeşil ve sulanan alanlarından gelen dış hava ile aktif olarak havalandırılması nedeniyle), yaz aylarında pozitif bir termofiziksel sürece dönüşmektedir. kış koşulları Bu tür bir ısı transferi çoğu durumda tamamen istenmeyen bir durum olduğunda.

Dış çitler aracılığıyla ısı ve nem transferi

Bir Binada Isı Transferinin Temelleri

Isı her zaman daha sıcak bir ortamdan daha soğuk bir ortama doğru hareket eder. Sıcaklık farkından dolayı ısının uzayda bir noktadan başka bir noktaya aktarılması işlemine denir. ısı transferi ve üç temel ısı transferi türünü içerdiğinden kolektiftir: termal iletkenlik (iletim), konveksiyon ve radyasyon. Böylece, potansiyelısı transferi sıcaklık farkı.

Termal iletkenlik

Termal iletkenlik- katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin sabit parçacıkları arasında bir tür ısı transferi. Dolayısıyla termal iletkenlik, malzeme ortamının birbiriyle doğrudan temas halinde olan parçacıkları veya yapısal elemanları arasındaki ısı alışverişidir. Isıl iletkenlik incelenirken bir madde katı bir kütle olarak kabul edilir, moleküler yapısı göz ardı edilir. Saf haliyle, termal iletkenlik yalnızca katılarda meydana gelir, çünkü sıvı ve gazlı ortamlarda bir maddenin hareketsizliğini sağlamak neredeyse imkansızdır.

Çoğu inşaat malzemesi gözenekli cisimler. Gözenekler, hareket etme, yani ısıyı konveksiyon yoluyla aktarma yeteneğine sahip hava içerir. Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliğinin konvektif bileşeninin küçüklüğü nedeniyle ihmal edilebileceğine inanılmaktadır. Gözeneğin içinde, duvarlarının yüzeyleri arasında radyant ısı değişimi meydana gelir. Malzemelerin gözeneklerinde radyasyon yoluyla ısının transferi esas olarak gözeneklerin boyutuna göre belirlenir, çünkü gözenek ne kadar büyük olursa duvarları arasındaki sıcaklık farkı da o kadar büyük olur. Isıl iletkenlik göz önüne alındığında, bu sürecin özellikleri maddenin toplam kütlesiyle ilgilidir: iskelet ve gözeneklerin birlikteliği.

Bina kabuğu genellikle düzlem paralel duvarlarısı transferinin tek yönde gerçekleştiği yer. Ayrıca genellikle ne zaman termoteknik hesaplamalar Dış muhafaza yapıları, ısı transferinin şu durumlarda meydana geldiği varsayılmaktadır: sabit termal koşullar yani, tüm süreç özelliklerinin zaman içinde sabit kalmasıyla: ısı akışı, her noktadaki sıcaklık, yapı malzemelerinin termofiziksel özellikleri. Bu nedenle dikkate alınması önemlidir homojen bir malzemede tek boyutlu sabit termal iletkenlik süreci Fourier denklemiyle tanımlanan:

Nerede qT - yüzey ısı akısı yoğunluğu dik bir düzlemden geçerken ısı akışı, W/m2;

λ - malzemenin termal iletkenliği, W/m. veya C;

T- x ekseni boyunca sıcaklık değişimi, °C;

İlişki denir sıcaklık gradyanı, S/m hakkında ve belirlenmiş mezun. Sıcaklık gradyanı, ısı emilimi ve ısı akışındaki azalma ile ilişkili olan sıcaklıktaki bir artışa doğru yönlendirilir. Denklemin (2.1) sağ tarafındaki eksi işareti, ısı akışındaki artışın sıcaklıktaki artışla örtüşmediğini göstermektedir.

Isı iletkenliği λ, bir malzemenin ana termal özelliklerinden biridir. Denklem (2.1)'den takip edildiği gibi, bir malzemenin ısı iletkenliği, bir malzemenin ısı iletkenliğinin bir ölçüsüdür; sayısal olarak sıcaklık gradyanı ile akış yönüne dik 1 m2 alandan geçen ısı akışına eşittir. akış boyunca 1 o C/m'ye eşittir (Şekil 1). Nasıl daha fazla değerλ, böyle bir malzemede ısıl iletkenlik süreci ne kadar yoğun olursa, ısı akışı da o kadar büyük olur. Bu nedenle ısı yalıtım malzemeleri, ısı iletkenliği 0,3 W/m'den düşük olan malzemeler olarak kabul edilir. Hakkında.

İzotermler; - ------ - ısı akış hatları.

Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliklerindeki değişikliklerle birlikte değişiklikler yoğunluk hemen hemen her yapı malzemesinin aşağıdakilerden oluşması nedeniyle oluşur iskelet- ana yapı malzemesi ve hava. K.F. Fokin örnek olarak aşağıdaki verileri verir: Kesinlikle yoğun bir maddenin (gözeneksiz) termal iletkenliği, doğasına bağlı olarak, 0,1 W/m o C (plastik için) ile 14 W/m o C (kristal için) arasında bir termal iletkenliğe sahiptir. havanın yaklaşık 0,026 W/m o C'lik bir termal iletkenliği vardır. Malzemenin yoğunluğu ne kadar yüksekse (daha az gözeneklilik), termal iletkenliğinin değeri de o kadar büyük olur. Hafif ısı yalıtım malzemelerinin nispeten düşük yoğunluğa sahip olduğu açıktır.

İskeletin gözenekliliği ve ısıl iletkenliğindeki farklılıklar, aynı yoğunlukta olsa bile malzemelerin ısıl iletkenliğinde farklılıklara yol açar. Örneğin, aynı yoğunluktaki aşağıdaki malzemeler (Tablo 1), ρ 0 =1800 kg/m3, farklı ısıl iletkenlik değerlerine sahiptir:

Tablo 1.

Aynı yoğunluğa sahip malzemelerin ısıl iletkenliği 1800 kg/m3'tür.

Malzemenin yoğunluğu azaldıkça, ısıl iletkenliği l azalır, çünkü malzeme iskeletinin ısıl iletkenliğinin iletken bileşeninin etkisi azalır, ancak radyasyon bileşeninin etkisi artar. Dolayısıyla yoğunluğun belirli bir değerin altına düşmesi ısıl iletkenliğin artmasına neden olur. Yani ısıl iletkenliğin minimum değere sahip olduğu belirli bir yoğunluk değeri vardır. 20 o C'de 1 mm çapındaki gözeneklerde radyasyonla termal iletkenliğin 0,0007 W/ (m°C), 2 mm çapında - 0,0014 W/ (m°C), vb. olduğu tahmin edilmektedir. Bu nedenle, düşük yoğunluklu ve büyük gözenek boyutlarına sahip ısı yalıtım malzemeleri için radyasyon yoluyla ısı iletkenliği önemli hale gelir.

Bir malzemenin ısıl iletkenliği, ısı transferinin gerçekleştiği sıcaklık arttıkça artar. Malzemelerin ısıl iletkenliğindeki artış, bir artışla açıklanmaktadır. kinetik enerji Bir maddenin iskeletinin molekülleri. Malzemenin gözeneklerindeki havanın ısıl iletkenliği de artar ve radyasyon yoluyla bunlara ısı transferinin yoğunluğu da artar. İnşaat uygulamasında termal iletkenliğin sıcaklığa bağımlılığı büyük önem taşıyan 100 o C'ye kadar sıcaklıklarda elde edilen malzemelerin ısıl iletkenlik değerlerini O.E ampirik formülünü kullanarak 0 o C'deki değerlerine yeniden hesaplamaya gerek yoktur. Vlasova:

λö = λt / (1+β .t), (2.2)

burada λ o, malzemenin 0 o C'deki ısıl iletkenliğidir;

λ t - malzemenin t o C'deki ısıl iletkenliği;

β - çeşitli malzemeler için termal iletkenlikteki sıcaklık değişim katsayısı, 1/ o C, yaklaşık 0,0025 1/ o C'ye eşit;

t, ısıl iletkenlik katsayısının λ t'ye eşit olduğu malzemenin sıcaklığıdır.

δ kalınlığına sahip düz homojen bir duvar için (Şekil 2), termal iletkenlik yoluyla homojen bir duvardan aktarılan ısı akışı aşağıdaki denklemle ifade edilebilir:

Nerede τ 1 ,τ 2- Duvar yüzeylerindeki sıcaklık değerleri, o C.

İfade (2.3)'ten, duvar kalınlığı üzerindeki sıcaklık dağılımının doğrusal olduğu sonucu çıkmaktadır. δ/λ miktarı adlandırılır malzeme katmanının termal direnci ve işaretlendi RT, m 2. veya C/W:

İncir. 2. Düz homojen bir duvarda sıcaklık dağılımı

Bu nedenle ısı akışı q T, W/m 2, tek tip düzlemsel paralel kalınlıktaki duvar boyunca δ , m, ısı iletkenliği λ, W/m olan bir malzemeden. o C şeklinde yazılabilir

Bir katmanın termal direnci, yüzey yoğunluğu 1 W/m2 olan bir ısı akışı içinden geçtiğinde katmanın karşıt yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşit olan termal iletkenliğe karşı dirençtir.

Isı iletkenliği yoluyla ısı transferi bina kabuğunun malzeme katmanlarında gerçekleşir.

Konveksiyon

Konveksiyon- Madde parçacıklarının hareket ettirilmesiyle ısının aktarılması. Konveksiyon yalnızca sıvı ve gaz halindeki maddelerde ve ayrıca sıvı veya gaz halindeki bir ortam ile bir yüzey arasında meydana gelir. sağlam. Bu durumda ısı transferi ısı iletkenliği ile gerçekleşir. Yüzeye yakın sınır bölgesinde konveksiyon ve ısı iletiminin birleşik etkisine konvektif ısı transferi denir.

Konveksiyon, bina muhafazalarının dış ve iç yüzeylerinde gerçekleşir. Konveksiyon, bir odanın iç yüzeylerinin ısı alışverişinde önemli bir rol oynar. Şu tarihte: Farklı anlamlar Yüzeyin ve ona bitişik havanın sıcaklığı, ısının daha düşük bir sıcaklığa doğru aktarılmasını sağlar. Konveksiyonla iletilen ısı akışı, yüzeyi yıkayan sıvı veya gazın hareket moduna, hareketli ortamın sıcaklığına, yoğunluğuna ve viskozitesine, yüzeyin pürüzlülüğüne, yüzeyin sıcaklıkları ile yüzey arasındaki farka bağlıdır. çevreleyen ortam.

Yüzey ile gaz (veya sıvı) arasındaki ısı alışverişi süreci, gaz hareketinin doğasına bağlı olarak farklı şekilde ilerler. Ayırt etmek doğal ve zorlanmış taşınım.İlk durumda, gazın hareketi, yüzey ile gaz arasındaki sıcaklık farkından, ikincisinde ise bu sürecin dışındaki kuvvetlerden (fanların çalışması, rüzgar) dolayı meydana gelir.

Genel durumda zorlanmış konveksiyona doğal konveksiyon süreci eşlik edebilir, ancak zorlanmış konveksiyonun yoğunluğu doğal konveksiyonun yoğunluğunu belirgin şekilde aştığından, zorlanmış konveksiyon göz önüne alındığında, doğal konveksiyon genellikle ihmal edilir.

Gelecekte, havadaki herhangi bir noktada zaman içinde sabit hız ve sıcaklığı varsayan, yalnızca konvektif ısı transferinin sabit süreçleri dikkate alınacaktır. Ancak oda elemanlarının sıcaklığı oldukça yavaş değiştiği için, durağan koşullar için elde edilen bağımlılıklar sürece genişletilebilir. odanın sabit olmayan termal koşulları dikkate alınan her anda, çitlerin iç yüzeylerindeki konvektif ısı alışverişi sürecinin sabit olduğu kabul edilir. Sabit koşullar için elde edilen bağımlılıklar, konveksiyonun doğasında doğaldan zorlamalıya ani bir değişiklik olması durumuna da genişletilebilir; örneğin, bir devridaimli oda ısıtma cihazı (fan bobini veya split sistem) açıldığında. Isı pompası). Birincisi, yeni hava hareketi modu hızlı bir şekilde oluşturulur ve ikinci olarak, ısı transfer sürecinin mühendislik değerlendirmesinin gerekli doğruluğu, geçiş durumu sırasında ısı akışı düzeltmesinin olmamasından kaynaklanan olası yanlışlıklardan daha düşüktür.

Isıtma ve havalandırma hesaplamalarının mühendislik uygulaması için, kapalı yapının veya borunun yüzeyi ile hava (veya sıvı) arasındaki konvektif ısı değişimi önemlidir. Pratik hesaplamalarda, konvektif ısı akışını tahmin etmek için Newton denklemleri kullanılır (Şekil 3):

, (2.6)

Nerede q'ya- hareketli bir ortamdan yüzeye veya tersi yönde konveksiyon yoluyla aktarılan ısı akışı, W;

t bir- duvar yüzeyini yıkayan havanın sıcaklığı, o C;

τ - duvar yüzeyi sıcaklığı, o C;

α ila- duvar yüzeyindeki konvektif ısı transfer katsayısı, W/m 2. o C.

Şekil 3 Duvar ve hava arasındaki konvektif ısı değişimi

Konveksiyonla ısı transfer katsayısı, a ila - fiziksel miktar hava sıcaklığı ile vücut yüzey sıcaklığı arasındaki fark 1 o C'ye eşitken, konvektif ısı değişimi yoluyla havadan katı bir cismin yüzeyine aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşittir.

Bu yaklaşımla tüm karmaşıklık fiziksel süreç konvektif ısı transferi, ısı transfer katsayısında bulunur, a ila. Doğal olarak bu katsayının değeri birçok argümanın bir fonksiyonudur. Pratik kullanım için çok yaklaşık değerler kabul edilir a ila.

Denklem (2.5) uygun bir şekilde şu şekilde yeniden yazılabilir:

Nerede R'den - konvektif ısı transferine karşı direnç kapalı yapının yüzeyinde, m 2. o C/W, çit yüzeyindeki sıcaklık farkına ve 1 W/m2 yüzey yoğunluğuna sahip bir ısı akışının geçişi sırasındaki hava sıcaklığına eşittir. yüzeyden havaya veya tam tersi. Rezistans R'den konvektif ısı transfer katsayısının tersidir a ila:

Radyasyon

Radyasyon (radyant ısı transferi), elektromanyetik dalgaların ısıya dönüşmesiyle ısının radyasyonu geçiren bir ortam aracılığıyla yüzeyden yüzeye aktarılmasıdır (Şekil 4).

Şekil 4. İki yüzey arasında radyant ısı değişimi

Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip herhangi bir fiziksel cisim, çevredeki alana elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji yayar. Elektromanyetik radyasyonun özellikleri dalga boyu ile karakterize edilir. Termal olarak algılanan ve dalga boyları 0,76 - 50 mikron aralığında olan radyasyona kızılötesi denir.

Örneğin bir odaya bakan yüzeyler arasında, çeşitli binaların dış yüzeyleri arasında ve yer ile gökyüzü yüzeyleri arasında ışıma ısı alışverişi meydana gelir. Oda muhafazalarının iç yüzeyleri ile ısıtma cihazının yüzeyi arasındaki radyant ısı değişimi önemlidir. Tüm bu durumlarda ısı dalgalarını ileten radyant ortam havadır.

Radyant ısı transferi sırasında ısı akışının hesaplanması uygulamasında basitleştirilmiş bir formül kullanılır. Radyasyonla ısı transferinin yoğunluğu q l, W/m2, radyant ısı transferine katılan yüzeylerin sıcaklık farkı ile belirlenir:

, (2.9)

burada τ 1 ve τ 2, radyant ısı alışverişi yapan yüzeylerin sıcaklık değerleridir, o C;

α l - duvar yüzeyindeki radyant ısı transfer katsayısı, W/m 2. o C.

Radyasyon ısı transfer katsayısı, bir ben- Yüzey sıcaklıkları arasındaki fark 1 o C olduğunda, bir yüzeyden diğerine ışınım yoluyla aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit olan fiziksel miktar.

Konsepti tanıtalım radyant ısı transferine karşı dirençR l kapalı yapının yüzeyinde, m 2. o C/W, yüzeyden yüzeye 1 W/m2 yüzey yoğunluğuna sahip bir ısı akışı geçtiğinde radyan ısı alışverişi yapan çitlerin yüzeylerindeki sıcaklık farkına eşittir.

O halde denklem (2.8) şu şekilde yeniden yazılabilir:

Rezistans R benışınımsal ısı transfer katsayısının tersidir bir ben:

Hava katmanının termal direnci

Tekdüzelik sağlamak için ısı transfer direnci kapalı hava boşluklarıçevreleyen yapının katmanları arasında bulunanlara denir ısıl direnç R içeri. p, m 2. veya C/W.

Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava boşluğunda ısı değişimi

Hava boşluğundan geçen ısı akışı q içeri. P, W/m2, ısı iletkenliği ile iletilen akışlardan oluşur (2) q t, W/m2 , konveksiyon (1) q'ya, W/m2 ve radyasyon (3) ql, W/m2.

q içeri. n =q t +q k +q l . (2.12)

Bu durumda radyasyonla iletilen akının payı en büyük olur. Yüzeylerinde sıcaklık farkı 5 o C olan kapalı bir dikey hava katmanını ele alalım. Katmanın kalınlığının 10 mm'den 200 mm'ye artmasıyla radyasyondan kaynaklanan ısı akışının oranı %60'tan artar. %80'e kadar. Bu durumda ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısının payı %38'den %2'ye düşer, konvektif ısı akışının payı ise %2'den %20'ye çıkar.

Bu bileşenlerin doğrudan hesaplanması oldukça zahmetlidir. Bu nedenle düzenleyici belgeler Yirminci yüzyılın 50'li yıllarında K.F. tarafından derlenen kapalı hava katmanlarının termal direncine ilişkin veriler sağlar. Fokin, M.A.'nın deney sonuçlarına dayanmaktadır. Mikheeva. Hava boşluğunun bir veya her iki yüzeyinde, hava boşluğunu çevreleyen yüzeyler arasında radyant ısı transferini engelleyen ısıyı yansıtan alüminyum folyo varsa, termal direnç iki katına çıkarılmalıdır. Kapalı hava katmanlarının termal direncini arttırmak için araştırmalardan elde edilen aşağıdaki sonuçların akılda tutulması önerilir:

1) küçük kalınlıktaki katmanlar ısı mühendisliği açısından etkilidir;

2) çitte büyük bir tabakadan birkaç ince tabaka yapmak daha mantıklıdır;

3) hava boşluklarının çitin dış yüzeyine daha yakın yerleştirilmesi tavsiye edilir, çünkü bu durumda kış zamanı radyasyon yoluyla ısı akışı azalır;

4) dış duvarlardaki dikey katmanlar, döşemeler arası tavan seviyesinde yatay diyaframlarla bölünmelidir;

5) Radyasyonla iletilen ısı akışını azaltmak için, ara katmanın yüzeylerinden biri, yaklaşık ε = 0,05 emisyona sahip alüminyum folyo ile kaplanabilir. Hava boşluğunun her iki yüzeyinin de folyo ile kaplanması, tek yüzeyin kaplanmasına kıyasla pratik olarak ısı transferini azaltmaz.

Kendini kontrol etmeye yönelik sorular

1. Isı transfer potansiyeli nedir?

2. Temel ısı transfer türlerini listeleyiniz.

3. Isı transferi nedir?

4. Isı iletkenliği nedir?

5. Bir malzemenin ısıl iletkenliği nedir?

6. Çok katmanlı bir duvarın iç ve dış yüzeylerinin bilinen sıcaklıklarında ısıl iletkenlik yoluyla iletilen ısı akışının formülünü yazın.

7. Isıl direnç nedir?

8. Konveksiyon nedir?

9. Havadan yüzeye konveksiyonla aktarılan ısı akışının formülünü yazınız.

10. Konvektif ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

11. Radyasyon nedir?

12. Radyasyonla bir yüzeyden diğerine aktarılan ısı akışının formülünü yazın.

13. Işınımsal ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.

14. Bina kabuğundaki kapalı hava boşluğunun ısı transfer direncine ne denir?

15. Hava katmanındaki toplam ısı akışı ne tür bir ısı akışından oluşur?

16. Hava katmanındaki ısı akışında ısı akışının doğası nedir?

17. Hava boşluğunun kalınlığı, içindeki akışların dağılımını nasıl etkiler?

18. Hava boşluğundan ısı akışı nasıl azaltılır?

.
1.3 Tek enerji sistemi olarak bina.
2. Dış çitler aracılığıyla ısı ve nem transferi.
2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri.
2.1.1 Isı iletkenliği.
2.1.2 Konveksiyon.
2.1.3 Radyasyon.
2.1.4 Hava katmanının termal direnci.
2.1.5 İç ve dış yüzeylerdeki ısı transfer katsayıları.
2.1.6 Çok katmanlı bir duvardan ısı transferi.
2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç.
2.1.8 Çit bölümü boyunca sıcaklık dağılımı.
2.2 Kapalı yapıların nem koşulları.
2.2.1 Çitlerde nemin ortaya çıkma nedenleri.
2.2.2 Dış çitlerin ıslanmasının olumsuz sonuçları.
2.2.3 Nem ve yapı malzemeleri arasındaki ilişki.
2.2.4 Nemli hava.
2.2.5 Malzemenin nem içeriği.
2.2.6 Sorpsiyon ve desorpsiyon.
2.2.7 Çitlerin buhar geçirgenliği.
2.3 Dış çitlerin hava geçirgenliği.
2.3.1 Temel hükümler.
2.3.2 Çitlerin dış ve iç yüzeylerindeki basınç farkı.
2.3.3 Yapı malzemelerinin hava geçirgenliği.

2.1.4 Hava katmanının termal direnci.

Tekdüzelik sağlamak için ısı transfer direnci kapalı hava boşluklarıçevreleyen yapının katmanları arasında bulunanlara denir ısıl direnç R v.p, m². ºС/W.
Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şekil 5. Hava katmanında ısı değişimi.

Hava aralığından geçen ısı akışı q v.p , W/m² , termal iletkenlik (2) q t, W/m tarafından iletilen akışlardan oluşur² , konveksiyon (1) q к , W/m² ve radyasyon (3) q l , W/m² .

(2.12)

Bu durumda radyasyonla iletilen akının payı en büyük olur. Yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı 5°C olan kapalı, dikey bir hava tabakasını ele alalım. Katmanın kalınlığının 10 mm'den 200 mm'ye çıkarılmasıyla radyasyondan kaynaklanan ısı akışının payı %60'tan %80'e çıkar. Bu durumda ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısının payı %38'den %2'ye düşer, konvektif ısı akışının payı ise %2'den %20'ye çıkar.
Bu bileşenlerin doğrudan hesaplanması oldukça zahmetlidir. Bu nedenle düzenleyici belgeler, yirminci yüzyılın 50'li yıllarında K.F. tarafından derlenen kapalı hava katmanlarının termal direncine ilişkin veriler sağlar. Fokin, M.A.'nın deney sonuçlarına dayanmaktadır. Mikheeva. Hava boşluğunun bir veya her iki yüzeyinde, hava boşluğunu çevreleyen yüzeyler arasında radyant ısı transferini engelleyen ısıyı yansıtan alüminyum folyo varsa, termal direnç iki katına çıkarılmalıdır. Kapalı hava katmanlarının termal direncini arttırmak için araştırmalardan elde edilen aşağıdaki sonuçların akılda tutulması önerilir:
1) küçük kalınlıktaki katmanlar ısı mühendisliği açısından etkilidir;
2) çitte büyük bir tabakadan birkaç ince tabaka yapmak daha mantıklıdır;
3) kışın radyasyon yoluyla ısı akışını azalttığı için hava boşluklarının çitin dış yüzeyine daha yakın yerleştirilmesi tavsiye edilir;
4) dış duvarlardaki dikey katmanlar, döşemeler arası tavan seviyesinde yatay diyaframlarla bölünmelidir;
5) Radyasyonla iletilen ısı akışını azaltmak için, ara katmanın yüzeylerinden biri, yaklaşık ε = 0,05 emisyona sahip alüminyum folyo ile kaplanabilir. Hava boşluğunun her iki yüzeyinin de folyo ile kaplanması, tek yüzeyin kaplanmasına kıyasla pratik olarak ısı transferini azaltmaz.
Kendini kontrol etmeye yönelik sorular
1. Isı transfer potansiyeli nedir?
2. Temel ısı transfer türlerini listeleyiniz.
3. Isı transferi nedir?
4. Isı iletkenliği nedir?
5. Bir malzemenin ısıl iletkenliği nedir?
6. Çok katmanlı bir duvarda, iç yüzeylerin tв ve dış yüzeylerin tн bilinen sıcaklıklarında ısıl iletkenlik yoluyla aktarılan ısı akışının formülünü yazın.
7. Isıl direnç nedir?
8. Konveksiyon nedir?
9. Havadan yüzeye konveksiyonla aktarılan ısı akışının formülünü yazınız.
10. Konvektif ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.
11. Radyasyon nedir?
12. Radyasyonla bir yüzeyden diğerine aktarılan ısı akışının formülünü yazın.
13. Işınımsal ısı transfer katsayısının fiziksel anlamı.
14. Bina kabuğundaki kapalı hava boşluğunun ısı transfer direncine ne denir?
15. Hava katmanındaki toplam ısı akışı ne tür bir ısı akışından oluşur?
16. Hava katmanındaki ısı akışında ısı akışının doğası nedir?
17. Hava boşluğunun kalınlığı, içindeki akışların dağılımını nasıl etkiler?
18. Hava boşluğundan ısı akışı nasıl azaltılır?

Makalede, ısı yalıtımı ile binanın duvarı arasında kapalı hava boşluğu bulunan bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı tartışılmaktadır. Hava katmanında nem yoğunlaşmasını önlemek için ısı yalıtımında buhar geçirgen eklerin kullanılması önerilmektedir. Isı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak eklerin alanının hesaplanması için bir yöntem verilmiştir.

Bu makale, ısı yalıtımı arasında ölü hava boşluğu bulunan ısı yalıtım sistemini açıklamaktadır. ve binanın dış duvarı. Hava boşluğunda nem yoğuşmasını önlemek amacıyla ısı yalıtımında kullanılmak üzere su buharı geçirgen ara parçalar önerilmektedir. Eklerin alanının hesaplanmasına yönelik yöntem, ısı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak sunulmuştur.

GİRİİŞ

Hava boşluğu birçok bina kabuğunun bir unsurudur. Çalışma, kapalı ve havalandırılmış hava katmanlarına sahip kapalı yapıların özelliklerini araştırdı. Aynı zamanda, birçok durumda uygulama özellikleri, belirli kullanım koşullarında bina ısıtma mühendisliği sorunlarının çözülmesini gerektirir.

Havalandırılmış hava katmanına sahip bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı bilinmektedir ve inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemin hafif sıva sistemlerine göre en büyük avantajı bina yalıtımı üzerinde çalışma yapabilmesidir. bütün sene boyunca. Yalıtım sabitleme sistemi ilk olarak bina kabuğuna takılır. Yalıtım bu sisteme eklenmiştir. Yalıtımın dış koruması, yalıtım ile dış çit arasında bir hava boşluğu oluşacak şekilde ondan belirli bir mesafeye monte edilir. Yalıtım sisteminin tasarımı, fazla nemi gidermek için hava boşluğunun havalandırılmasına olanak tanır, bu da yalıtımdaki nem miktarını azaltır. Bu sistemin dezavantajları, karmaşıklığı ve yalıtım malzemelerinin kullanımının yanı sıra, hareketli hava için gerekli açıklığı sağlayan dış cephe kaplama sistemlerinin kullanılması ihtiyacını içerir.

Hava boşluğunun doğrudan binanın duvarına bitişik olduğu bir havalandırma sistemi bilinmektedir. Isı yalıtımı üç katmanlı paneller şeklinde yapılır: iç katman ısı yalıtım malzemesi, dış katmanlar alüminyum ve alüminyum folyo. Bu tasarım, yalıtımı hem atmosferik nemin hem de binadaki nemin nüfuz etmesine karşı korur. Bu nedenle hiçbir çalışma koşulunda özellikleri bozulmaz, bu da geleneksel sistemlere göre %20'ye varan yalıtım tasarrufu sağlar. Bu sistemlerin dezavantajı, binanın binalarından çıkan nemi uzaklaştırmak için katmanın havalandırılması ihtiyacıdır. Bu, sistemin ısı yalıtım özelliklerinin azalmasına yol açar. Ayrıca sistemin alt kısmındaki açıklıklardan katmana giren soğuk havanın sabit bir sıcaklığa ısınması biraz zaman aldığından binaların alt katlarından ısı kayıpları artar.

KAPALI HAVA KATMANLI YALITIM SİSTEMİ

Kapalı hava boşluğuna benzer bir ısı yalıtım sistemi mümkündür. Ara katmandaki hava hareketinin yalnızca nemi gidermek için gerekli olduğuna dikkat edilmelidir. Nemin uzaklaştırılması problemini başka bir şekilde havalandırma olmadan çözersek yukarıda saydığımız dezavantajların olmadığı kapalı hava boşluğuna sahip bir ısı yalıtım sistemi elde etmiş oluruz.

Sorunun çözümü için ısı yalıtım sisteminin Şekil 2'de gösterilen forma sahip olması gerekmektedir. 1. Binanın ısı yalıtımı, buhar geçirgen malzemeden yapılmış ek parçalarla yapılmalıdır. ısı yalıtım malzemesiörneğin mineral yün. Isı yalıtım sistemi, ara katmandan buhar çıkarılacak ve içindeki nem, ara katmandaki çiğlenme noktasının altında olacak şekilde düzenlenmelidir.

1 – duvar inşa etmek; 2 – sabitleme elemanları; 3 – ısı yalıtım panelleri; 4 – buhar ve ısı yalıtım ekleri

Pirinç. 1. Buhar geçirgen ara parçalarla ısı yalıtımı

Ara katmandaki doymuş buhar basıncı için aşağıdaki ifadeyi yazabiliriz:

Ara katmandaki havanın termal direncini ihmal ederek, formülü kullanarak ara katman içindeki ortalama sıcaklığı belirleriz.

(2)

Nerede Teneke, T dışarı– sırasıyla binanın içindeki ve dışarıdaki havanın sıcaklığı, o C;

R 1 , R 2 – sırasıyla duvarın ısı transfer direnci ve ısı yalıtımı, m 2 × o C/W.

Buharın bir odadan binanın duvarına doğru geçişi için aşağıdaki denklemi yazabiliriz:

(3)

Nerede Toplu iğne, P– odadaki ve ara katmandaki kısmi buhar basıncı, Pa;

S 1 – binanın dış duvarının alanı, m2;

k pp1 – duvarın buhar geçirgenlik katsayısı, şuna eşittir:

Burada R s.1 = m1 / ben 1 ;

m 1 – duvar malzemesinin buhar geçirgenlik katsayısı, mg/(m×h×Pa);

ben 1 – duvar kalınlığı, m.

Bir binanın ısı yalıtımındaki buhar geçirgen parçalar yoluyla hava boşluğundan buharın geçişi için denklemi yazabiliriz:

(5)

Nerede Çıkış– dış havadaki kısmi buhar basıncı, Pa;

S 2 - binanın ısı yalıtımında buhar geçirgen ısı yalıtım eklerinin alanı, m2;

k pp2 - eklerin buhar geçirgenlik katsayısı, şuna eşittir:

Burada R pp2 = m2 / ben 2 ;

m2 – buhar geçirgen parçanın malzemesinin buhar geçirgenlik katsayısı, mg/(m×h×Pa);

ben 2 – kesici uç kalınlığı, m.

Denklem (3) ve (5)'in sağ taraflarını eşitleyerek ve ara katmandaki buhar dengesi için elde edilen denklemi aşağıdakilere göre çözerek: P ara katmandaki buhar basıncının değerini şu şekilde elde ederiz:

(7)

burada e = S 2 /S 1 .

Hava katmanında nem yoğunlaşmasının olmaması koşulunu eşitsizlik şeklinde yazdıktan sonra:

ve çözdükten sonra, buhar geçirgen uçların toplam alanının duvar alanına oranının gerekli değerini elde ederiz:

Tablo 1, kapalı yapılara yönelik bazı seçenekler için elde edilen verileri göstermektedir. Hesaplamalarda buhar geçirgen ek parçanın ısıl iletkenlik katsayısının olduğu varsayılmıştır. katsayıya eşit sistemdeki ana ısı yalıtımının ısı iletkenliği.

Tablo 1. Çeşitli duvar seçenekleri için ε değeri

Duvar malzemesi	ben 1m	l 1, W/(m× o C)	m 1, mg/(m×h ×Pa)	ben 2, m	l 2, W/(m× o C)	m 2, mg/(m×h ×Pa)	Sıcaklık, yaklaşık C			Basınç, Pa
											P biz
Gaz silikat tuğlası
Seramik tuğla

Tablo 1'de verilen örnekler, ısı yalıtımı ile bina duvarı arasında kapalı hava boşluğu olacak şekilde ısı yalıtımı tasarlamanın mümkün olduğunu göstermektedir. Bazı duvar yapıları için, Tablo 1'deki ilk örnekte olduğu gibi, buhar geçirgen ekler olmadan da yapabilirsiniz. Diğer durumlarda, buhar geçirgen eklerin alanı, yalıtımlı duvarın alanıyla karşılaştırıldığında önemsiz olabilir.

ISI ÖZELLİKLERİ KONTROLLÜ ISI YALITIM SİSTEMİ

Isı yalıtım sistemlerinin tasarımı son elli yılda önemli bir gelişme göstermiştir ve bugün tasarımcıların emrindedir. büyük seçim malzemeler ve yapılar: saman kullanımından vakumlu ısı yalıtımına kadar. Özellikleri binaların enerji tedarik sistemine dahil edilmesini mümkün kılan aktif ısı yalıtım sistemlerinin kullanılması da mümkündür. Bu durumda ısı yalıtım sisteminin özellikleri de şartlara bağlı olarak değişebilmektedir. çevre Dış sıcaklıktan bağımsız olarak binadan sabit düzeyde ısı kaybı sağlanması.

Sabit bir ısı kaybı düzeyi ayarlarsanız Q bina kabuğu aracılığıyla azaltılmış ısı transfer direncinin gerekli değeri formülle belirlenecektir.

(10)

Şeffaf bir dış katmana veya havalandırmalı hava katmanına sahip bir ısı yalıtım sistemi bu özelliklere sahip olabilir. İlk durumda güneş enerjisi kullanılır, ikinci durumda ise toprak ısı eşanjörü ile birlikte toprağın ısı enerjisi de kullanılabilir.

Şeffaf ısı yalıtımlı bir sistemde güneş alçak konumdayken ışınları duvara neredeyse kayıpsız geçerek onu ısıtır ve böylece odadan ısı kaybı azalır. İÇİNDE yaz saati Güneş ufkun üzerinde yüksekte olduğunda, güneş ışınlarının neredeyse tamamı binanın duvarından yansıtılarak binanın aşırı ısınması önlenir. Ters ısı akışını azaltmak için ısı yalıtım katmanı, güneş ışığını tuzağa düşüren petek yapısı şeklinde yapılır. Böyle bir sistemin dezavantajı, enerjinin binanın cepheleri boyunca yeniden dağıtılmasının imkansızlığı ve birikme etkisinin olmamasıdır. Ayrıca bu sistemin verimliliği doğrudan güneş aktivitesinin seviyesine bağlıdır.

Yazarlara göre ideal bir ısı yalıtım sisteminin bir dereceye kadar canlı bir organizmaya benzemesi ve özelliklerinin çevre koşullarına bağlı olarak geniş bir yelpazede değişmesi gerekmektedir. Dış hava sıcaklığı düştüğünde ısı yalıtım sisteminin binadan ısı kaybını azaltması gerekir; dış hava sıcaklığı yükseldiğinde ise ısıl direnci düşebilir. Yaz aylarında giriş Güneş enerjisi Bina aynı zamanda dış koşullara da bağlı olmalıdır.

Önerilen ısı yalıtım sistemi birçok açıdan yukarıda formüle edilen özelliklere sahiptir. İncirde. Şekil 2a, Şekil 2'de önerilen ısı yalıtım sistemine sahip bir duvarın diyagramını göstermektedir. Şekil 2b - hava boşluğu olmayan ve hava boşluğu bulunan ısı yalıtım katmanındaki sıcaklık grafiği.

Isı yalıtım katmanı havalandırılmış bir hava katmanından yapılmıştır. Hava, grafikte karşılık gelen noktadan daha yüksek bir sıcaklıkla içinden geçtiğinde, duvardan ara katmana kadar ısı yalıtım katmanındaki sıcaklık gradyanının büyüklüğü, ara katman olmadan ısı yalıtımına kıyasla azalır, bu da ısı kaybını azaltır. duvarın içinden inşa etmek. Binanın ısı kaybındaki azalmanın, ara katmandaki hava akışının verdiği ısı ile telafi edileceği akılda tutulmalıdır. Yani ara katmanın çıkışındaki hava sıcaklığı giriştekinden daha düşük olacaktır.

Pirinç. 2. Isı yalıtım sisteminin şeması (a) ve sıcaklık grafiği (b)

Hava boşluğu olan bir duvardan ısı kaybının hesaplanması probleminin fiziksel modeli Şekil 1'de sunulmaktadır. 3. Bu modelin ısı dengesi denklemi aşağıdaki gibidir:

Pirinç. 3. Bina kabuğundaki ısı kaybının hesaplama şeması

Isı akışları hesaplanırken ısı transferinin iletken, konvektif ve radyasyon mekanizmaları dikkate alınır:

Nerede Q 1 – odadan kapalı yapının iç yüzeyine ısı akışı, W/m2;

Q 2 – ana duvardan ısı akışı, W/m2;

Q 3 – hava boşluğundan geçen ısı akışı, W/m2;

Q 4 – ara katmanın arkasındaki ısı yalıtım katmanından geçen ısı akışı, W/m2;

Q 5 – kapalı yapının dış yüzeyinden atmosfere ısı akışı, W/m2;

T 1 , T 2, – duvar yüzeyindeki sıcaklık, o C;

T 3 , T 4 – ara katmanın yüzeyindeki sıcaklık, o C;

Tk, Ta– sırasıyla oda ve dış hava sıcaklığı, o C;

s – Stefan-Boltzmann sabiti;

l 1, l 2 – sırasıyla ana duvarın ve ısı yalıtımının ısı iletkenlik katsayısı, W/(m× o C);

e 1 , e 2 , e 12 - sırasıyla duvarın iç yüzeyinin emisyon derecesi, ısı yalıtım katmanının dış yüzeyi ve hava boşluğunun yüzeylerinin azaltılmış emisyon derecesi;

a in, an n, a 0 - sırasıyla duvarın iç yüzeyinde, ısı yalıtımının dış yüzeyinde ve hava aralığını sınırlayan yüzeylerde ısı transfer katsayısı, W/(m 2 × o C).

Formül (14) katmandaki havanın hareketsiz olduğu durum için yazılmıştır. Havanın ara katmanda u hızıyla ve sıcaklıkla hareket etmesi durumunda T onun yerine sen QŞekil 3'te iki akış dikkate alınmıştır: üflenen havadan duvara:

ve üflenen havadan ekrana:

Daha sonra denklem sistemi iki sisteme ayrılır:

Isı transfer katsayısı Nusselt sayısıyla ifade edilir:

Nerede L– karakteristik boyut.

Duruma göre Nusselt sayısını hesaplamak için formüller alındı. Kapalı yapıların iç ve dış yüzeylerindeki ısı transfer katsayısını hesaplarken, aşağıdaki formüller kullanılır:

Ra= Pr×Gr – Rayleigh kriteri;

gr = G×b ×D T× L 3 /n 2 – Grashof sayısı.

Grashof sayısı belirlenirken duvar sıcaklığı ile ortam hava sıcaklığı arasındaki fark karakteristik sıcaklık farkı olarak seçilmiştir. Karakteristik boyutlar şu şekilde alınmıştır: duvarın yüksekliği ve tabakanın kalınlığı.

Kapalı bir hava boşluğu içindeki ısı transfer katsayısı a 0 hesaplanırken aşağıdaki formül kullanılır:

(22)

Katmanın içindeki hava hareket ederse Nusselt sayısını hesaplamak için daha basit bir formül kullanıldı:

(23)

burada Re = v×d/n – Reynolds sayısı;

d – hava boşluğunun kalınlığı.

Prandtl sayısı Pr, kinematik viskozite n ve havanın ısıl iletkenlik katsayısı l'nin sıcaklığa bağlı değerleri, tablodaki değerlerin doğrusal enterpolasyonu ile hesaplandı. Denklem (11) veya (19) sistemleri sıcaklıklara göre yinelemeli iyileştirme yoluyla sayısal olarak çözüldü T 1 , T 2 , T 3 , T 4. Sayısal modelleme için, ısı iletkenlik katsayısı 0,04 W/(m 2 × o C) olan, polistiren köpüğe benzer ısı yalıtımı esaslı bir ısı yalıtım sistemi seçilmiştir. Ara katmanın girişindeki hava sıcaklığının 8 o C olduğu, ısı yalıtım katmanının toplam kalınlığının 20 cm olduğu, ara katmanın kalınlığının olduğu varsayılmıştır. D– 1 cm.

İncirde. Şekil 4, kapalı bir ısı yalıtım katmanı ve havalandırılmış bir hava katmanı varlığında geleneksel bir ısı yalıtıcısının yalıtım katmanı boyunca spesifik ısı kaybının grafiklerini göstermektedir. Kapalı bir hava boşluğu neredeyse ısı yalıtım özelliklerini iyileştirmez. Dikkate alınan durum için, hareketli hava akışına sahip bir ısı yalıtım katmanının varlığı, eksi 20 o C dış hava sıcaklığında duvardan ısı kaybını yarıdan fazla azaltır. Bu tür bir ısı yalıtımının ısı transfer direncinin eşdeğer değeri, bu sıcaklık 10,5 m 2 × o C/W'dir ve bu, 40,0 cm'den fazla kalınlığa sahip genleşmiş polistiren tabakasına karşılık gelir.

D D= Durgun havada 4 cm; sıra 3 – hava hızı 0,5 m/s

Pirinç. 4. Spesifik ısı kaybı grafikleri

Dış sıcaklık düştükçe yalıtım sisteminin etkinliği artar. 4 o C dış hava sıcaklığında her iki sistemin verimliliği aynıdır. Sıcaklığın daha da artması, binadan ısı kaybı seviyesinin artmasına neden olacağından sistemin kullanımını kullanışsız hale getirir.

İncirde. Şekil 5, duvarın dış yüzeyinin sıcaklığının dış hava sıcaklığına bağımlılığını göstermektedir. Şek. Şekil 5'te, bir hava boşluğunun varlığı, geleneksel ısı yalıtımına kıyasla negatif dış hava sıcaklıklarında duvarın dış yüzeyinin sıcaklığını artırır. Bu, hareketli havanın ısısını hem iç hem de dış ısı yalıtımı katmanlarına vermesiyle açıklanmaktadır. Yüksek dış hava sıcaklıklarında, bu tür bir ısı yalıtım sistemi bir soğutma katmanının rolünü oynar (bkz. Şekil 5).

Sıra 1 – geleneksel ısı yalıtımı, D= 20 cm; 2. sıra – ısı yalıtımında 1 cm genişliğinde hava boşluğu vardır, D= 4 cm, hava hızı 0,5 m/s

Pirinç. 5. Duvarın dış yüzeyinin sıcaklığa bağımlılığıdış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 6, ara katmanın çıkışındaki sıcaklığın dış hava sıcaklığına bağımlılığını göstermektedir. Katmandaki hava soğuyarak enerjisini çevredeki yüzeylere verir.

Pirinç. 6. Ara katmanın çıkışındaki sıcaklığa bağımlılıkdış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 7, minimum dış sıcaklıkta ısı kaybının dış ısı yalıtımı katmanının kalınlığına bağımlılığını göstermektedir. Şek. 7, minimum ısı kaybı gözlenir D= 4cm.

Pirinç. 7. Isı kaybının dış ısı yalıtımı katmanının kalınlığına bağlılığı minimum dış sıcaklıkta

İncirde. Şekil 8, eksi 20 o C'lik bir dış sıcaklıktaki ısı kaybının, farklı kalınlıktaki bir katmandaki hava hızına bağımlılığını göstermektedir. Hava hızının 0,5 m/s'nin üzerine çıkarılması ısı yalıtımının özelliklerini önemli ölçüde etkilemez.

1. satır – D= 16 cm; 2. satır – D= 18 cm; 3. satır – D= 20cm

Pirinç. 8. Isı kaybının hava hızına bağımlılığıfarklı hava boşluğu kalınlıklarına sahip

Havalandırılmış bir hava katmanının, geleneksel ısı yalıtımı için mümkün olmayan hava hızını 0 ila 0,5 m/s aralığında değiştirerek duvar yüzeyinden ısı kaybı seviyesini etkili bir şekilde kontrol etmenize olanak sağladığına dikkat edilmelidir. İncirde. Şekil 9, duvardan sabit düzeyde ısı kaybı için hava hızının dış sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir. Binaların termal korumasına yönelik bu yaklaşım, enerji yoğunluğunun azaltılmasına olanak tanır havalandırma sistemi dış sıcaklık arttıkça.

Pirinç. 9. Hava hızının dış sıcaklığa bağımlılığı Sabit düzeyde ısı kaybı için

Makalede ele alınan ısı yalıtım sistemi oluşturulurken asıl konu, pompalanan havanın sıcaklığını artıracak enerjinin kaynağıdır. Böyle bir kaynak olarak toprak ısı değiştirici kullanılarak ısının binanın altındaki topraktan alınması önerilmiştir. Toprak enerjisinin daha verimli kullanılması için hava boşluğundaki havalandırma sisteminin atmosferik hava emilmeden kapatılması gerektiği varsayılmıştır. Kışın sisteme giren havanın sıcaklığı zemin sıcaklığından düşük olduğundan burada nem yoğuşması sorunu yaşanmaz.

En verimli kullanım Yazarlar böyle bir sistemin iki enerji kaynağının (güneş enerjisi ve toprak ısısı) kullanımını birleştirdiğini düşünüyor. Daha önce bahsettiğimiz şeffaf sistemlere dönersek ısı yalıtım katmanı, bu sistemlerin yazarlarının bir şekilde termal diyot fikrini bir şekilde uygulama, yani güneş enerjisinin bir binanın duvarına yönlendirilmiş iletimi problemini çözme arzusu ortaya çıkıyor. termal enerji akışının ters yönde hareketini önlemek için önlemler.

Dış emici katman boyanabilir koyu renk metal tabak. İkinci emici katman ise binanın ısı yalıtımında bir hava boşluğu olabilir. Katmanda hareket eden hava, yer ısı eşanjöründen geçerek güneşli havalarda zemini ısıtır, güneş enerjisini biriktirir ve binanın cepheleri boyunca yeniden dağıtır. Dış katmandan iç katmana ısı, faz geçişleri ile ısı boruları üzerine yapılan termal diyotlar kullanılarak aktarılabilmektedir.

Dolayısıyla, kontrollü termofiziksel özelliklere sahip önerilen ısı yalıtım sistemi, üç özelliğe sahip bir ısı yalıtım katmanına sahip bir tasarıma dayanmaktadır:

– bina kabuğuna paralel havalandırılmış bir hava boşluğu;

– katmanın içindeki havanın enerji kaynağı;

– dış hava koşullarına ve iç hava sıcaklığına bağlı olarak ara katmandaki hava akış parametrelerini kontrol etmeye yönelik bir sistem.

Olası tasarım seçeneklerinden biri şeffaf bir ısı yalıtım sisteminin kullanılmasıdır. Bu durumda ısı yalıtım sisteminin, Şekil 2'de gösterildiği gibi binanın duvarına bitişik ve binanın tüm duvarları ile iletişim halinde olan başka bir hava katmanı ile desteklenmesi gerekir. 10.

Şekil 2'de gösterilen ısı yalıtım sistemi. 10, iki hava katmanına sahiptir. Bunlardan bir tanesi ısı yalıtımı ile şeffaf çit arasında yer alır ve binanın aşırı ısınmasını engellemeye yarar. Bu amaçla var hava valfleri, katmanı yalıtım panelinin üst ve alt kısmındaki dış hava ile birleştirir. Yaz aylarında ve güneş aktivitesinin yüksek olduğu zamanlarda, binanın aşırı ısınma tehlikesi olduğunda damperler açılarak dış hava ile havalandırma sağlanır.

Pirinç. 10. Havalandırılmış hava katmanına sahip şeffaf ısı yalıtım sistemi

İkinci hava boşluğu binanın duvarına bitişiktir ve güneş enerjisinin bina kabuğu içinde taşınmasına hizmet eder. Bu tasarım, binanın tüm yüzeyinin gündüz saatlerinde güneş enerjisini kullanmasına olanak tanıyacak ve ayrıca binanın duvarlarının tüm hacmi pil görevi göreceğinden, güneş enerjisinin etkili bir şekilde birikmesini sağlayacaktır.

Sistemde geleneksel ısı yalıtımının kullanılması da mümkündür. Bu durumda, bir toprak ısı değiştiricisi, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir termal enerji kaynağı olarak görev yapabilir. on bir.

Pirinç. on bir. Yer ısı eşanjörlü ısı yalıtım sistemi

Bu amaçla sunabileceğimiz başka bir seçenek olarak havalandırma emisyonları bina . Bu durumda ara katmanda nem yoğuşmasını önlemek için, çıkarılan havanın bir ısı eşanjöründen geçirilerek ara katmana girmesi gerekir. açık hava, bir ısı değiştiricide ısıtılır. Ara katmandan havalandırma için odaya hava akabilir. Hava, yer ısı eşanjöründen geçerken ısınır ve enerjisini kapalı yapıya verir.

Isı yalıtım sisteminin gerekli bir unsuru olmalıdır otomatik sistemözelliklerini kontrol edin. İncirde. Şekil 12, kontrol sisteminin blok diyagramını göstermektedir. Kontrol, çalışma modunun değiştirilmesi veya fanın kapatılması ve hava damperlerinin açılıp kapatılması yoluyla sıcaklık ve nem sensörlerinden gelen bilgilerin analizine dayalı olarak gerçekleşir.

Pirinç. 12. Kontrol sistemi blok şeması

Kontrollü özelliklere sahip bir havalandırma sisteminin çalışma algoritmasının blok diyagramı Şekil 1'de gösterilmektedir. 13.

Açık İlk aşama kontrol sisteminin çalışması (bkz. Şekil 12), dış havanın ve odaların sıcaklığının ölçülen değerlerine göre, kontrol ünitesi, durgun havanın durumu için hava boşluğundaki sıcaklığı hesaplar. Bu değer, Şekil 2'deki gibi bir ısı yalıtım sistemi inşa edilirken güney cephe katmanındaki hava sıcaklığı ile karşılaştırılır. Şekil 10'da veya bir toprak ısı eşanjöründe - Şekil 1'deki gibi bir ısı yalıtım sistemi tasarlanırken. 11. Hesaplanan sıcaklık değeri ölçülen değerden büyük veya ona eşit ise fan kapalı kalır ve mahaldeki hava damperleri kapatılır.

Pirinç. 13. Havalandırma sistemi çalışma algoritmasının blok diyagramı yönetilen özelliklerle

Hesaplanan sıcaklık değeri ölçülen değerden küçükse sirkülasyon fanını çalıştırınız ve damperleri açınız. Bu durumda ısıtılan havanın enerjisi binanın duvar yapılarına aktarılarak ısıtma için termal enerji ihtiyacı azalır. Aynı zamanda ara katmandaki havanın nem değeri de ölçülür. Nem yoğuşma noktasına yaklaştığında, hava boşluğunu dış hava ile bağlayan bir damper açılır, bu da nemin boşluğun duvarlarının yüzeyinde yoğunlaşmasını önler.

Böylece önerilen ısı yalıtım sistemi, ısıl özelliklerin fiili olarak kontrol edilmesini mümkün kılmaktadır.

BİNA HAVALANDIRMA EMİSYONLARI KULLANILARAK KONTROLLÜ ISI YALITIMLI BİR ISI YALITIM SİSTEMİ MODELİNİN TEST EDİLMESİ

Deney şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 14. Asansör boşluğunun üst kısmındaki odanın tuğla duvarına ısı yalıtım sisteminin bir modeli monte edilmiştir. Model, 0,03 W/(m 2 ×) ısı iletkenlik katsayısına sahip 3,0 cm kalınlığında poliüretan köpükle doldurulmuş, buhar geçirmez ısı yalıtım plakalarını (bir yüzeyi 1,5 mm kalınlığında alüminyum; ikincisi alüminyum folyo) temsil eden ısı yalıtımından oluşur. veya C). Plakanın ısı transfer direnci 1,0 m 2 × o C/W, bir tuğla duvarın ısı transfer direnci ise 0,6 m 2 × o C/W'dir. Isı yalıtım plakaları ile bina kabuğunun yüzeyi arasında 5 cm kalınlığında bir hava boşluğu bulunmaktadır. sıcaklık koşulları ve ısı akışının kapalı yapı boyunca hareketi, içine sıcaklık ve ısı akışı sensörleri yerleştirildi.

Pirinç. 14. Kontrollü ısı yalıtımına sahip deneysel bir sistemin şeması

Havalandırma egzoz ısı geri kazanım sisteminden güç sağlayan kurulu ısı yalıtım sisteminin bir fotoğrafı Şekil 1'de gösterilmektedir. 15.

Binanın havalandırma emisyonlarından egzoz ısı geri kazanım sisteminden alınan hava ile ara katman içerisinde ilave enerji sağlanır. Devlet Teşekkülüne ait “NIPTIS Enstitüsü” adını taşıyan binanın havalandırma bacasının çıkışından havalandırma emisyonları alınmıştır. Atayev S.S.” reküperatörün ilk girişine beslendi (bkz. Şekil 15a). Hava, reküperatörün ikinci girişine havalandırma katmanından ve reküperatörün ikinci çıkışından tekrar havalandırma katmanına sağlandı. Havalandırma egzoz havası, içindeki nemin yoğunlaşması riski nedeniyle doğrudan hava boşluğuna beslenemez. Bu nedenle, binanın havalandırma emisyonları ilk önce ikinci girişi ara katmandan hava alan bir ısı eşanjörü-reküperatörden geçti. Reküperatörde ısıtıldı ve bir fan yardımıyla yalıtım panelinin altına monte edilen bir flanş vasıtasıyla havalandırma sisteminin hava boşluğuna verildi. Isı yalıtımının üst kısmında bulunan ikinci flanş sayesinde panelden hava alınmış ve ısı eşanjörünün ikinci girişindeki hareket döngüsü kapatılmıştır. Çalışma sırasında Şekil 1'deki şemaya göre kurulan sıcaklık ve ısı akış sensörlerinden bilgiler kaydedildi. 14.

Fanların çalışma modlarını kontrol etmek ve deneyin parametrelerini yakalayıp kaydetmek için özel bir kontrol ve veri işleme ünitesi kullanıldı.

İncirde. Şekil 16'da sıcaklık değişimlerinin grafikleri gösterilmektedir: dış hava, iç hava ve ara katmanın farklı kısımlarındaki hava. Saat 7.00'den 13.00'e kadar sistem sabit çalışma moduna girer. Katmana hava girişindeki sıcaklık (sensör 6) ile ondan çıkıştaki sıcaklık (sensör 5) arasındaki farkın yaklaşık 3 o C olduğu ortaya çıktı, bu da geçen havadan enerji tüketimini gösterir.

A)

B)

Pirinç. 16. Sıcaklık çizelgeleri: a – dış hava ve iç hava;b – katmanın farklı kısımlarındaki hava

İncirde. Şekil 17'de duvar yüzeylerinin sıcaklığının ve ısı yalıtımının zamana bağlılığının yanı sıra binanın kapalı yüzeyindeki sıcaklık ve ısı akışının grafikleri gösterilmektedir. İncirde. Şekil 17b, havalandırma katmanına ısıtılmış hava beslendikten sonra odadan ısı akışındaki azalmayı açıkça göstermektedir.

A)

B)

Pirinç. 17. Zamana karşı grafikler: a – duvar yüzeylerinin sıcaklığı ve ısı yalıtımı;b – binanın kapalı yüzeyinden sıcaklık ve ısı akışı

Yazarlar tarafından elde edilen deneysel sonuçlar, ısı yalıtımının özelliklerinin havalandırılmış bir katmanla kontrol edilme olasılığını doğrulamaktadır.

ÇÖZÜM

1 Önemli unsur enerji verimli binalar onun kabuğudur. Bina kabukları yoluyla binaların ısı kayıplarını azaltmanın ana gelişim yönleri, bina kabuğunun oynadığı aktif ısı yalıtımı ile ilgilidir. önemli rol parametrelerin oluşumunda İç ortam tesisler. En açık bir örnek Hava boşluğuna sahip kapalı bir yapı hizmet verebilir.

2 Yazarlar, ısı yalıtımı ile binanın duvarı arasında kapalı hava boşluğu bulunan bir ısı yalıtım tasarımı önerdiler. Isı yalıtım özelliklerini azaltmadan hava katmanında nem yoğuşmasını önlemek için, ısı yalıtımında buhar geçirgen eklerin kullanılması olasılığı dikkate alınmıştır. Isı yalıtımının kullanım koşullarına bağlı olarak eklerin alanının hesaplanması için bir yöntem geliştirilmiştir. Bazı duvar yapıları için, Tablo 1'deki ilk örnekte olduğu gibi, buhar geçirgen ekler olmadan da yapabilirsiniz. Diğer durumlarda, buhar geçirgen eklerin alanı, yalıtımlı duvarın alanına göre önemsiz olabilir.

3 Isıl özelliklerin hesaplanmasına yönelik bir metodoloji ve kontrollü ısıl özelliklere sahip bir ısı yalıtım sisteminin tasarımı geliştirilmiştir. Tasarım, iki kat ısı yalıtımı arasında havalandırmalı hava boşluğu bulunan bir sistem şeklinde yapılmıştır. Hava, geleneksel bir ısı yalıtım sistemine sahip bir duvarın karşılık gelen noktasından daha yüksek bir sıcaklığa sahip bir katman içinde hareket ettiğinde, ısı yalıtım katmanındaki duvardan katmana sıcaklık gradyanının büyüklüğü, katman içermeyen ısı yalıtımına kıyasla azalır. Bu da binanın duvardan ısı kaybını azaltır. Toprak ısı eşanjörü veya güneş enerjisi kullanılarak pompalanan havanın sıcaklığını arttırmak için binanın altındaki toprağın ısısını enerji olarak kullanmak mümkündür. Böyle bir sistemin özelliklerini hesaplamak için yöntemler geliştirilmiştir. Binalar için kontrollü termal özelliklere sahip bir ısı yalıtım sisteminin kullanılmasının gerçekliğinin deneysel olarak doğrulanması sağlandı.

KAYNAKÇA

1. Bogoslovsky, V. N. İnşaat termal fiziği / V. N. Bogoslovsky. – SPb.: AVOK-KUZEY-BATI, 2006. – 400 s.

2. Binalarda ısı yalıtım sistemleri: TKP.

4. Üç katmanlı cephe panellerine dayalı, havalandırılmış hava katmanlı bir yalıtım sisteminin tasarımı ve montajı: R 1.04.032.07. – Minsk, 2007. – 117 s.

5. Danilevsky, L. N. Bir binadaki ısı kaybı seviyesinin azaltılması konusunda. İnşaatta Belarus-Alman işbirliği deneyimi / L. N. Danilevsky. – Minsk: Strinko, 2000. – S. 76, 77.

6. Alfred Kerschberger "Solares Bauen, daha şeffaf Warmedammung ile." Systeme, Wirtschaftlichkeit, Perspektiven, BAUVERLAG GMBH, WEISBADEN UND BERLIN.

7. Die ESA-Solardassade – Dammen mit Licht / ESA-Energiesysteme, 3. Passivhaustagung 19 - 21 Şubat 1999. Bregenz. -R. 177–182.

8. Peter O. Braun, Innovative Gebaudehullen, Warmetechnik, 9, 1997. – R. 510–514.

9. Uyarlanabilir bir yaşam destek sistemi olarak pasif ev: raporların özetleri Stajyer. bilimsel ve teknik konf. “Binaların termal rehabilitasyonundan pasif eve. Sorunlar ve çözümler” / L. N. Danilevsky. – Minsk, 1996. – S. 32–34.

10. Düşük ısı kaybı olan binalar için kontrollü özelliklere sahip ısı yalıtımı: toplama. tr. / Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü adını almıştır. Ataeva S.S.”; L. N. Danilevsky. – Minsk, 1998. – S. 13–27.

11. Danilevsky, L. Pasif bir ev için kontrollü özelliklere sahip ısı yalıtım sistemi / L. Danilevsky // Mimarlık ve inşaat. – 1998. – Sayı 3. – S. 30, 31.

12. Martynenko, O. G. Serbest konvektif ısı transferi. Rehber / O. G. Martynenko, Yu.A. Sokovishin. – Minsk: Bilim ve Teknoloji, 1982. – 400 s.

13. Mikheev, M. A. Isı transferinin temelleri / M. A. Mikheev, I. M. Mikheeva. – M.: Enerji, 1977. – 321 s.

14. Dış havalandırmalı bina çitleri: Pat. 010822 Evraz. Patent Ofisi, IPC (2006.01) E04B 2/28, E04B 1/70 / L.N. Danilevsky; başvuru sahibi Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü” adını almıştır. Atayeva S.S.” – Sayı 20060978; ifade 05.10.2006; yayın. 30.12.2008 // Bülten. Avrasya Patent Ofisi. – 2008. – Sayı 6.

15. Dış havalandırmalı bina çitleri: Pat. 11343 Temsilci. Beyaz Rusya, MPK (2006) E04B1/70, E04B2/28 / L. N. Danilevsky; başvuru sahibi Devlet Teşebbüsü “NIPTIS Enstitüsü” adını almıştır. Atayeva S.S.” – Sayı 20060978; başvuru 05.10.2006; yayın. 30.12.2008 // Afitsyiny bülteni. / Ulusal merkez entelektüel. Ulasnastsi. – 2008.

HAVA BOŞLUĞU ortamın ısıl iletkenliğini azaltan yalıtım katmanlarından biri. İÇİNDE Son zamanlardaÖzellikle inşaatlarda içi boş malzemelerin kullanılmasıyla hava boşluğunun önemi artmıştır. Hava boşluğuyla ayrılmış bir ortamda ısı şu şekilde aktarılır: 1) hava boşluğuna bitişik yüzeylerden radyasyonla ve yüzey ile hava arasındaki ısı aktarımıyla ve 2) hareketliyse havayla ısı aktarımıyla veya termal iletkenlik nedeniyle bazı hava parçacıklarından diğerlerine ısı transferi, eğer hareketsizse ve Nusselt'in deneyleri, havanın neredeyse hareketsiz olarak kabul edilebileceği daha ince katmanların, daha kalın katmanlara göre daha düşük bir termal iletkenlik katsayısı k'ya sahip olduğunu, ancak içlerinde ortaya çıkan konveksiyon akımları. Nusselt, hava tabakasının saatte aktardığı ısı miktarını belirlemek için aşağıdaki ifadeyi verir:

burada F, hava boşluğunu sınırlayan yüzeylerden biridir; λ 0 - koşullu katsayı, sayısal değerler hava boşluğunun genişliğine (e) bağlı olarak m cinsinden ifade edilenler ekteki plakada verilmiştir:

s1 ve s2 hava boşluğunun her iki yüzeyinin emisyon katsayılarıdır; s, tamamen siyah bir cismin 4,61'e eşit emisyon katsayısıdır; θ 1 ve θ 2 hava aralığını sınırlayan yüzeylerin sıcaklıklarıdır. İlgili değerleri formülde yerine koyarak hesaplamalar için gerekli olan çeşitli kalınlıktaki hava katmanlarının k (ısı iletkenlik katsayısı) ve 1/k (yalıtım kapasitesi) değerlerini elde edebilirsiniz. S. L. Prokhorov, hava katmanlarının k ve 1/k değerlerinde kalınlıklarına bağlı olarak değişimi gösteren Nusselt verilerine (bkz. Şekil) dayanarak diyagramlar derledi; en avantajlı alan 15 ila 45 mm arasındaki alandır.

Daha küçük hava katmanlarının uygulanması pratik olarak zordur, ancak daha büyük olanlar zaten önemli bir termal iletkenlik katsayısı sağlar (yaklaşık 0,07). Aşağıdaki tabloda çeşitli malzemeler için k ve 1/k değerleri verilmekte, hava için ise katmanın kalınlığına bağlı olarak bu değerler için çeşitli değerler verilmektedir.

O. Bir veya daha fazla yalıtım katmanı kullanmaktansa birkaç ince hava katmanı yapmanın genellikle daha karlı olduğu görülebilir. 15 mm'ye kadar kalınlığa sahip bir hava katmanı, 15-45 mm kalınlığında - neredeyse sabit bir katmana sahip sabit bir hava katmanına ve son olarak 45'in üzerinde kalınlığa sahip hava katmanlarına sahip bir yalıtkan olarak düşünülebilir. -50 mm, içlerinde konveksiyon akımlarının oluştuğu katmanlar olarak kabul edilmeli ve bu nedenle genel olarak hesaplamaya tabi tutulmalıdır.