Чем больше плотность материала, тем меньше в нем воздушных пор, которые являются плохим проводником теплоты, тем выше коэффициент его теплопроводности. Чем больше влажность материала, тем больше воздушные поры заполняются водой, теплопроводность которой в 25 раз больше теплопроводности неподвижного воздуха, тем коэффициент теплопроводности материала становиться еще выше. Таким образом чем больше плотность материала и его влажность тем выше коэффициент теплопроводности материала и исходя их вышеуказанной формулы тем меньше его тепловое сопротивление.
Q=( τв – τн)/R
Основы строительной теплотехники
Раздел № 3. Теплоснабжение зданий и сооружений
Строительная теплотехника изучает процессы, происходящие в ограждающих конструкциях зданий при передаче теплоты. Знание этих процессов позволяет проектировать и создавать конструкции зданий с заданными теплофизическими свойствами.
К основным свойствам строительных конструкций относятся:
-способность защищать помещения от излишнего перегрева или охлаждения в соответствующие времена года;
-обеспечивать допустимый (нормируемый) перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены;
-способствовать поддержанию внутри конструкции необходимого температурно-влажностнеого режима.
С наступлением зимы, температура наружного воздуха становиться значительно ниже температуры воздуха внутри зданий и происходит передача теплоты через наружные ограждающие.
Внутренний воздух помещения передает теплоту внутренней поверхности ограждения путем конвекции и излучения. За счет этого температура внутреннего воздуха помещения снижается. Количество передаваемой при этом явлении теплоты вычисляется по формуле:
Qб=αвF(tв - τв)
Где, αв-коэффициэнт теплопередачи внутренней поверхности ограждения, Вт/м2К;
F-площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;
tв-температура внутреннего воздуха помещения, °С;
τв-температура внутренней поверхности ограждения, °С.
Дальнейшая передача теплоты через ограждение происходит из-за теплопроводности материала. Теплота проходит через всю толщину ограждения и достигает его наружной поверхности.
Теплозащитные свойства ограждения характеризуются его термическим (тепловым) сопротивлением R (сопротивление материала ограждающих конструкций прохождению через него тепла).
Количество теплоты q(Вт/м2ч) проходящее через 1 кв метр ограждения за 1 час называется тепловым потоком:
где, τн-температура наружной поверхности ограждения.
R=σ/λ,
Где σ-толщина слоя или однородного ограждения, м;
λ -коэффициент теплопроводности материала.
Коэффициент теплопроводности материала не является постоянной величиной, даже для одного и того же материала. Его величина зависит от плотности материала, его влажности, влажностного режима помещения.
Больше плотность материала
Больше теплоты/холода через него проходит (тем меньше его R)
Выше влажность материала
Тем ещё меньше его R
Минимальные значения коэффициентов теплопроводности материалов ограждающих конструкций принимают по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» (сейчас заменен на СНиП 22-03-2003 «Тепловая защита зданий»).
Если ограждающая конструкция состоит из нескольких разнородных слоев, то ее сопротивление теплопередаче выражается суммой термических сопротивлений отдельных слоев:
Температура наружного воздуха меняется в течение суток, в связи с этим меняется и температура воздуха в помещениях. Причем, массивные ограждающие конструкции защищают от таких колебаний температуру воздуха в помещениях больше, поскольку амплитуда колебаний температуры постепенно затухает в толще ограждения.
Свойство конструкции сохранять относительное постоянство температуры на ее внутренней поверхности при колебании наружной температуры называется теплоустойчивостью ограждения.
Таким образом, теплоустойчивость ограждения определяется его массивностью. А массивность характеризуется показателем тепловой инерции ограждения:
Д=R1S1+ R2S2+…..+ RnSn
R1 ;R2;Rn-термические сопротивления слоев ограждения;
S1;S2; Sn- коэффициент теплоусвоения материалов этих слоев.
По величине Д ограждения подразделяют на:
А)легкие(Д до 4)
Б)средней массивности (Д от 4-7)
В)массивные (Д от 7,1 и выше).
Для установления правильного температурно-влажностного режима в процессе эксплуатации определяют не только сопротивление всей конструкции теплопередаче, но и вычисляют температуру на ее поверхностях, на границах между отдельными слоями.
Для помещений, в которых недопустим конденсат на внутренней поверхности ограждений, проверяют наружные ограждения на конденсацию.
Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций заключаются в определении оптимальной толщины ограждающих конструкций из различных материалов, проверке фактической инерционности при при заданной толщине ограждающей конструкции, проверке теплозащитных качеств существующих ограждений, проверке возможности образования конденсата на внутренней поверхности ограждения.
