В произвольном сечении ограждения

t = K-{K~QK-JRo, (2 7)

где R-x - сопротивление теплопередаче от помещения до сечения х, ВтДм °С)

Температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции в местах теплопроводных включений определяют как указано в п 23

Теплообмен на внутренней поверхности наружного ограждения. Коэффициент теплообмена ttg при ?в ~ ?п к можно принимать равным сумме коэффициентов конвективного и лучистого теплообмена = +

Коэффициент конвективного теплообмена между воздухом и внутренней поверхностью наружного ограждения равен

Рз-т,, (2 8)

где Р-коэффициент, учитывающий положение поверхности и направление теплового потока и принимаемый равным при вертикальной поверхности 1,66 при горизонтальной поверхности, обращенной вверх

нагретой 2,26

охлажденной 1,16 при горизонтальной поверхности, обращенной вниз

нагретой 1,16

охлажденной 2,26

Коэффициент лучистого теплообмена на поверхности помещения равен

а, = С„р6, (2 9)

где С„„ -

1/Q +(1/С. -l/Co)FWF.

г» = 0,81 + 0,005(Тз + Гк), - приведенный коэффициент излучения внутренних поверхностей и F,, имеющих температуру и f, А-температурный коэффициент, Q , С,, Cq-коэффициенты излучения теплообменивающихся поверхностей и абсолютно черного тела [С = = 5,77 ВтДм К) или 4,96 ккал/(ч м К*)]

Коэффициент излучения поверхности С, Вт/(м К*)[ккал/(ч м К)], в зависимости от материала принимается равным

Алюминий 0,31 (0,27) Бетон (гладкая поверхность) 3,7 (3,18) Дерево неокрашенное и окрашенное масляными красками 4,6 (3,96) Кирпич обьшновенный красный, мрамор, стекло оконное, штукатурка 5,3 (4,56)

В помещениях с поверхностями из бетона, кирпича или покрытыми краской, оклеенными бумагой С„р 4,9 ВтДм К*) [4,2 ккал/ (ч м К)]

При теплотехническом расчете внутренних ограждающих конструкций можно принимать следующие значения коэффициента теплообмена Вт/(м °С) [ккалДч м °С)], согласно СНиП II-3-79**

Стены, полы, гладкие потолки с выступающими

ребрами при отношении высоты h ребер к

расстоянию а между гранями соседних ребер

А/а < 0,3 8,7 (7,5)

Потолки с ребрами при отношении h/a > 0,3 7,6 (6,5)

Стены помещений, где заполнение животными

составляет более 80 кг живой массы на 1 м

пола 12,0 (10)

Зенитные фонари 9,9 (8,5)

В случае конденсации водяных паров на внутренней поверхности или испарения с нее влаги при определении общего теплообмена на поверхности следует учитывать теплоту фазового превращения воды При этом дополнительный тепловой поток q (при тепловыделениях со знаком плюс, при теплоотдаче-минус) учитывается с помощью условной температуры помещения Г„

9 = а(г„,,,-т), (210)

уел = + 9ф/в >

9ф = гг10-73,6, / = Pi(e3-E,), г = 2500 + 1,8Гз, Pi = 0,023(/з - xYie - EY,

где (-интенсивность конденсации испарения влаги, г/(м ч), г скрытая теплота фазового превращения воды, кДж/кг, Pi-коэффициент массообмена на поверхности в помещении, г/(м ч Па), е-упругость водяных паров в воздухе помещения, Па, т?,-упругость водяного пара, Па, полностью насыщающего воздух при температуре поверхности т

Теплообмен на наружной поверхности ограждения. Значения коэффициента теплообмена на наружной поверхности ограждающей конструкции а„, Вт/(м °С) [ккал/(ч м °С)], согласно СНиП II-3-79**, для зимних условий следует принимать равными

Наружные стены, покрытия, перекрытия над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне 23 (20)

Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне 17 (15)

Перекрытия чердачные и над неотапливаемыми подвалами со светопроемами в стенах, а также наружные стены с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом 12 (10) Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без светопроемов в стенах, расположенные выше поверхности земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже поверхности земли 6 (5)

2.2. Нестационарная теплопередача

Как известно, температура наружного воздуха, скорость и направление ветра, интенсивность солнечной радиации, а также температура воздуха и теплопоступления в помещении изменяются, поэтому в наружных ограждениях происходит процесс нестационарной теплопередачи Это вызывает необходимость выявления способности или свойства наружных ограждений сохранять относительное постоянство температуры на их поверхностях при изменяющихся тепловых воздействиях (см. гл. 5).

Процессы нестационарной теплопередачи применительно к задаче теплового режима помещения можно разделить на две основные группы: 1) переходные, когда изменяется распределение температуры от одного начального стационарного состояния к другому; 2) периодически изменяющиеся (без начальных условий)

Переходные тепловые процессы. При

изменении подачи теплоты в помещение, вызывающем процесс одностороннего нагрева или охлаждения, необходимо определить допустимое изменение во времени температуры поверхности (во избежание перегрева, образования конденсата и т.д.) и в любом сечении х.

Температурное поле (изменение во времени Z относительной избыточной температуры в любом сечении ограждения) можно определить, пользуясь рис. 2.1:

- tl

(2 11)

где q = аз(тГ - ; Fo = z/CR; C = cpb,

где Г"", Г™", температура в сечении х ограждения в текущий момент времени z, при г = О и z - со, 9-измененный тепловой поток, Вт/м, на поверхности, под влиянием которого возник переходный тепловой процесс, Fo - критерий Фурье, 63,, - толщина ограждения, м, с учетом толщины эквивалентного сопротивления теплообмену на поверхностях слоев, т""", -начальное и конечное значения температуры внутренней поверхности ограждения, Z-время отключения, включения или начала работы системы в другом режиме, ч, л:-толщина слоя OI раждения до рассматриваемого сечения от внутренней поверхности, м, С-теплоемкость ограждения толщиной 5 (без эквивалентных слоев), кДж/(м °С), ср-объемная теплоемкость материала ограждения, кДж/(м °С).

На рис. 2.1 приведено обобщенное температурное поле в ограждении для случая одностороннего нагрева, когда тепловой поток на поверхности ограждения мгновенно изменился от нуля до д. Этот график и формулу (2.11) можно применить и для случая охлаждения или произвольного изменения теплового потока на поверхности от одного значения к другому. В последнем случае Ад соответствует измененному значению теплового потока, а 6 определяет относительную избыточную (к начальному стационарному состоянию) температуру.

Периодические тепловые процессы. При

периодически изменяющихся внешних и внутренних тепловых воздействиях в ограждениях помещения происходят тепловые процессы, определяемые их теплоустойчивостью. Теплоустойчивость выражает свойство ограждения сохранять относительное постоянство температуры при колебаниях теплового потока. Теплоустойчивость ограждения проявляется относительно колебаний внутренних тепловых воздействий и изменений наружной температуры.

Теплоустойчивость ограждения относительно колебаний внутренних тепловых воздействий характеризуется коэффициентом теплоусвоения его внутренней поверхности То, Вт/(м°С)

r.AJA,, (2.12)

где - амплитуда колебания теплового потока, проходящего через поверхность ограждения, Вт/м, у4. - амплитуда колебаний температуры поверхности,

Величину Tq практически определяют теплотехнические свойства материалов ограждения только «слоя резких колебаний 5», для

2.2. Нестационарная теплопередача 11

х/г 1

Рис. 2.1. Температурное поле в ограждении для случая одностороннего нагрева (охлаждения)

которого показатель тепловой инерции D = 1 [см. формулу (2.25)]. Для однородной конструкции

Z)=l = i?S и 8 = VS, (2.13)

дe Л-сопротивление теплопроводности слоя резких колебаний, °С/Вт; R ~ 6/Х.

Коэффициент теплоусвоения материала слоя S, Вт/(м • °С)

S = InXcp/T. (2.14)

При периоде колебаний Г = 24 ч

S = 0,51v- (2.15)

При расчете Tq возможны следующие характерные случаи.

1. Если первый материальный слой ограждений имеет 1>1 5s 1, то Tq можно принимать равным коэффициенту теплоусвоения материала этого слоя (см. прил. 3 СНиП II-3-79**).

To = Si. (2.16)

2. Если < 1, то То следует определять с учетом теплоусвоения поверхности второго слоя ограждения

Т, =

(2.17)

где Тг ~ коэффициент теплоусвоения поверхности второго слоя в ограждении, определяемый по формуле (2.16) или (2.17) с заменой первого слоя на второй.

Подобным образом при необходимости учитывают третий, четвертый и т.д. слои.

3. Если все ограждение имеет Р < 1, то расчет То ведется, как указано в п. 2, с той лишь разницей, что коэффициент теплоусвоения на наружной поверхности ограждения принимается равным a„.

4. Для внутренних ограждений, разделяющих помещения, при определении То учитывается только часть конструкции до тепловой оси симметрии ограждения. Если для этой части D > 1, то То = , если D < 1, то То определяют по формуле (2.17), принимая на тепловой оси Tj = 0. Для однородной конструкции при D < 1

To = 0,5ЛoS (2.18)

5. Если в ограждении имеется безынерционный слой (воздушная прослойка), то для него 5 = 0.

Так для окна (с учетом п. 3)

Yo, = a„/(l +/?iaj, (2.19)

где R,=R,-(R, + RJ. (2.20)

Связь между изменениями на поверхности ограждения и температуры воздуха помещения устанавливает коэффициент

теплопоглощения поверхности ограждения В, Вт/(м2°С)

B = AJA, =-. (2.21)

*- 1/Т + 1/а.

При однородном ограждении и D> \ гармонические колебания теплового потока q опережают изменения температуры поверхности т на величину = Т/8 и температуры воздуха помещения на величину

(2.22)

Значения E(aJY), принимаются равными:

о 0,5 1

12,5 8,4 6,25 4,1 2,4 1,4

Теплоустойчивость ограждения относительно изменений наружной температуры характеризуется двумя показателями:

а) показателем затухания температурных колебаний при сквозном проникании через ограждение