НИИ отопления зданий для подсчета количества тепла, теряемого помещениями.

Если вместо температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения будут известны температуры на поверхностях ограждения, то формула (16) примет вид:

Q = A(t,-Th)F ,(16а)

где Тв —температура внутренней поверхности ограждения; Тн — температура наружной поверхности ограждения; Л — коэффициент, зависящий от теплотехнических свойств ограждения и называемый коэффициентом теплопроницания ограждения.

Размерность коэффициента теплопроницания {ккал/м -чХ У град) одинакова с размерностью коэффициента теплопередачи, разница между ними только в том, что k относится к 1° разности температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения, а Л —к Г разности температур на одной и другой поверхности ограждения.

Тепловой поток, проходящий через ограждение, встречает некоторое сопротивление, которое характеризуется величиной, обратной коэффициенту теплопередачи, носящей название сопротивления теплопередаче и -обозначаемой Rq. Таким образом, / Q=l/fe и обратно k=l/Ro; следовательно, Ro имеет размерность град-м *ч1 ккал.

Сопротивление теплопередаче ограждения выражается разностью температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения, при которой тепловой поток через 1 ограждения равняется 1 ккал/ч.

Чем больше jRo, тем большей должна быть разность температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения, чтобы создать тепловой поток через него, равный 1 ккал/м -ч. Следовательно, Ro есть величина, оценивающая теплозащитные свойства ограждения.

Величина, обратная коэффициенту теплопроницания ограждения, называется его термическим сопротивлением /?; таким образом, /?=1/Л и обратно A=l/R. Размерность термического сопротивления град-м -ч/ккал одинакова с размерностью сопротивления теплопередаче, разница лишь в том, что сопротивление теплопередаче Ro выражается разностью температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения, а термическое сопротивление R — разностью температур на одной и другой поверхности ограждения.

При проектировании наружных ограждений зданий экономически целесообразно придавать им наибольшие (из возможных) значения Ro, а следовательно, и малые значения k, что уменьшает расходы на отопление здания и создает в нем лучшие санитарно-гигиенические условия.

При теплотехнических расчетах наружных ограждений удобнее определять не а величину Ro, так как соответствующие

формулы при этом принимают более простой вид. Поэтому в дальнейшем будем пользоваться выражениями сопротивлений, оказываемых ограждением тепловому потоку.

1. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДЕНИИ

При разности температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения температурная линия непрерывно понижается. Графически изменение температуры при прохождении теплового потока через плоскую однородную стенку показано на рис. 6. Воздух с внутренней стороны стены имеет температуру tn, а с наружной стороны н, причем U>tu. Температурная линия показывает, что падение температуры происходит не только в толще самой стены, но и у ее поверхностей, так как температура внутренней поверхности стены Тв< в и температура наружной поверхности Тн> н. Так как падение температуры при прохождении теплового потока вызывается термическими со-противленими, то из температурной кривой видно, что сопротивление теплопередаче ограждения состоит из трех отдельных сопротивлений:

1)сопротивления при переходе

тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения; это сопротивление называется сопротивлением тепловос-приятию /?в и вызывает температурный перепад —тв;

2)сопротивление при прохождении тепла через толщу самого ограждения; это сопротивление называется термическим сопротивлением ограждения R и вызывает температурный перепад Тв—Тн;

3)сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности к наружному воздуху; это сопротивление называется сопротивлением теплоотдаче /?н и вызывает температурный перепад Тн— н.

Таким образом, сопротивление теплопередаче ограждения может быть выражено как сумма этих сопротивлений:

R,-=R + R + Rn-(17)

Рис. 6. Изменение температуры в однородной стене

Сопротивления и коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи

Сопротивления тепловосприятию и теплоотдаче объединяют общим названием сопротивлений теплоотдаче у внутренней и наружной поверхностей, а иногда просто — сопротивлением теп-

лопереходу. Размерность этих сопротивлений та же, что и сопротивления теплопередаче, т.е. град-лА-ч/ккал. Они выражаются разностью температур, которую необходимо создать между воздухом и поверхностью ограждения, чтобы тепловой поток между воздухом и поверхностью был равен 1 ккал/м -ч.

Величины, обратные сопротивлениям теплопереходу, называются коэффициентами теплоотдачи и обозначаются: коэффициент теплоотдачи у внутренней поверхности ав и коэффициент теплоотдачи у наружной поверхности ан, причем ав=1/ в и 1 / jj. Размерность этих коэффициентов ккал/м • ч - град; они выражаются количеством тепла в ккал/м -ч, проходящего между воздухом и поверхностью ограждения при разности температур между ними, равной 1°.

Если известны значения коэффициентов теплоотдачи а и перепады температур между воздухом и поверхностью ограждения А , то количество тепла, проходящего через 1 ограждения в 1 ч, определится по формуле, аналогичной (16);

Q = aAt ккал/м Ч.(166)

Передача тепла к поверхности ограждения или отдача ею тепла осуществляется излучением и конвекцией с прилегающим воздухом. Следовательно, коэффициенты теплоотдачи могут быть выражены как сумма двух коэффициентов: коэффициента отдачи тепла излучением ал и коэффициента отдачи тепла конвекцией ак, т.е. а=ал+ак.

Передача тепла излучением к внутренней поверхности ограждения происходит от поверхностей внутренних конструкций (перегородок, потолка, пола и пр.), имеющих температуру более высокую, чем температура внутренней поверхности ограждения. Наружная поверхность ограждения отдает тепло излучением в окружающую среду (атмосфера, соседние здания, деревья и пр.). Коэффициент теплоотдачи излучением определяется обычно по формуле, полученной из (8):

(18)

где Ci и С2 — коэффициенты излучения поверхностей; Со —коэффициент излучения абсолютно черного тела; ti и 2 —температуры поверхностей.

При определении коэффициента теплоотдачи ав в формуле (18) принимается: ti — равной температуре внутреннего воздуха; 2 — равной температуре внутренней поверхности ограждения. При определении коэффициента теплоотдачи ан принимается: и — равной температуре наружной поверхности ограждения; 2 —равной температуре наружного воздуха.