Таблица 8

Термические сопротивления воздушных прослоек

При разности температур на поверхностях воздушной прослойки Тг—Тз== =5,5+10,1 = 15,6° С по табл. 6 получим: Xi+X2=0,042. Приведенный коэффициент излучения поверхностей прослойки будет: —--: =4,4.

1

5,5—10,1

4,65 4,96

Температурный коэффициент при средней температуре поверхностей

= —2,3° С по табл. 7 будет 0,79, откуда ал =4,4-0,79 = 3,48. Эквивалентный коэффициент теплопроводности воздуха в прослойке по формуле (30): Яэ = =0,042+3,48X0,02=0,112 ккал!м-ч-град. Термическое сопротивление прослойки будет:

0,02

Сопротивление теплопередаче стеклопакета

0.004

1 0,004

0,7

+ 0,006 + 0,05 = 0,379. Проверяем заданные температуры по формуле (28): 18+ 15

+ 0,05 = 0,138 + 0,006 + 0,179 +

- т,= 18--

т.= 18-

33 0,379

0,379 -0,138= 18- 12 = 6 0, (0,138 + 0,006) = 18— 12,5 = 5,5° С;

Тз= 18- 87(0,138 + 0,006 + 0,179)= 18 — 28,1 = — 10,1°С.

Полученные температуры,полностью совпали с заданными, следовательно, расчет верен.

Коэффициент теплопередачи стеклопакета

К=-= 2,64 ккал/м Ч-град.

0,379

Для практических расчетов, не требующих большой точности, можно пользоваться величинами термических сопротивлений воздушных прослоек, приведенными в табл. 8.

Таблица 9

Количество тепла, проходящего через вертикальные воздушные прослойки, при разности температур на их поверхностях 5°

примечание. Приведенные в таблице величины соответствуют температуре воздуха в прослойке, равной 0° С, и коэффициентам излучения ее поверхностей С=4,4.

Табл. 8 показывает нерациональность воздушных прослоек большой толщины: так, например, увеличение толщины прослойки в 5 раз (с 1 до 5 см) повысило термическое сопротивление вертикальной прослойки только на 12,5%, а при дальнейшем увеличении толщины прослойки ее термическое сопротивление возрастает совсем незначительно.

Для выяснения доли участия в передаче тепла через воздушные прослойки теплопроводности, конвекции и излучения в табл. 9 приведены их значения в процентах от общего количества тепла, проходящего через 1 м вертикальной прослойки в 1 ч при разности температур на ее поверхностях, равной 5°.

Данные табл. 9 показывают следующее:

1)увеличение толщины воздушной прослойки мало влияет на уменьшение количества тепла, проходящего через прослойку;

2)главная доля тепла (79%), проходящего через прослойку, передается излучением;

3)максимальная доля передачи тепла конвекцией составляет только 207о полного количества тепла, проходящего через прослойку;

4)толстые прослойки следует заполнять малотеплопроводными материалами; так, например, заполнение вертикальных прослоек материалом с коэффициентом теплопроводности Я=0,2 оказывается выгоднее начиная с толщины 5 см и больше; чем толще прослойка, тем целесообразнее ее засыпка для увеличения термического сопротивления ограждения. Прослойки большой толщины нерациональны. Так, для прослойки толщиной 20 см Я.э=0,818, что выше коэффициента теплопроводности кирпичной кладки (Я=0,7).

Для уменьшения количества тепла, проходящего через воздушную прослойку, необходимо уменьшить одну из составляющих полного количества тепла, передаваемого прослойкой. Эта задача прекрасно решена в стенках сосудов, предназначенных

для хранения жидкого воздуха. Стенки этих сосудов состоят из двух стеклянных оболочек, между которыми выкачивается воздух; поверхности стекла, обращенные внутрь прослойки, покрываются тонким слоем серебра. При этом количество тепла, передаваемого конвекцией, сводится к нулю вследствие значительного разрежения воздуха в прослойке.

В строительных конструкциях с воздушными прослойками передача тепла излучением значительно сокращается при покрытии излучающих поверхностей алюминием, имеющим малый коэффициент излучения С=0,22. Передача тепла теплопроводностью при обычных разрежениях воздуха не зависит от его давления, и только при разрежении ниже 1,5 мм рт. ст. коэффициент теплопроводности воздуха начинает уменьшаться.

В порах строительных материалов передача тепла происходит так же, как и в воздушных прослойках. Вот почему коэффициент теплопроводности воздуха в порах материала имеет различные значения в зависи{И[Ости от размеров пор. Повышение теплопроводности воздуха в порах материала при повышении температуры происходит главным образом вследствие увеличения теплопередачи излучением.

При проектировании наружных ограждений с воздушными прослойками необходимо учитывать следующее:

1)эффективными в теплотехническом отношении являются прослойки небольшой толщины;

2)при выборе толщины воздушных прослоек желательно учитывать, чтобы %ъ воздуха в них не был больше коэффициента теплопроводности материала, которым можно было бы заполнить прослойку; обратный случай может быть, если это оправдывается экономическими соображениями;

3)рациональнее делать в ограждающей конструкции несколько прослоек малой толщины, чем одну большой толщины;

4)воздушные прослойки желательно располагать ближе к наружной стороне ограждения, так как при этом в зимнее время уменьшается количество тепла, передаваемого излучением;

5)воздушная прослойка должна быть замкнутой и не сообщаться с воздухом; если необходимость сообщения прослойки с наружным воздухом вызывается другими соображениями, как, например, обеспечением бесчердачных покрытий от конденсации в них влаги, то это необходимо учитывать при расчете;

6)вертикальные прослойки в наружных стенах необходимо перегораживать горизонтальными диафрагмами на уровне междуэтажных перекрытий; более частое перегораживание прослоек по высоте практического значения не имеет;

7)для сокращения количества тепла, передаваемого излучением, можно рекомендовать одну из поверхностей прослойки покрывать алюминиевой фольгой, имеющей коэффициент излучения С=±=0,96. Покрытие фольгой обеих поверхностей практически не уменьшает передачу тепла.