Hava boşlukları. Kapalı ve havalandırmalı hava boşlukları için uygulama alanları

* - elek dikişlerinin buhar geçirgenliğini hesaba katmadan

Kapalı bir hava boşluğunun ısıl direnci, ortak girişimin tablo 7'sine göre alınır.

Yapının termal homojensizlik katsayısını kabul ediyoruz r= 0.85, o zaman r istek /r\u003d 3.19 / 0.85 \u003d 3.75 m 2 × ° С / W ve gerekli yalıtım kalınlığı

0.045(3.75 - 0.11 - 0.02 - 0.10 - 0.14 - 0.04) = 0.150 m.

Yalıtımın kalınlığını  3 \u003d 0.15 m \u003d 150 mm (30 mm'nin katları) kabul ediyoruz ve tabloya ekliyoruz. 4.2.

Sonuçlar:

Isı transfer direnci açısından, azaltılmış ısı transfer direnci nedeniyle tasarım standartları karşılamaktadır. r 0 r gerekli değerin üzerinde r istek :

r 0 r=3,760,85 = 3,19> r istek\u003d 3.19 m 2 × ° C / W.

4.6. Havalandırılan hava boşluğunun ısıl ve nem koşullarının belirlenmesi

Hesaplama kış dönemi koşulları için yapılır.

Katmandaki hareket hızının ve hava sıcaklığının belirlenmesi

Katman ne kadar uzun (yüksek) olursa, hava hareketinin hızı ve tüketimi ve dolayısıyla nemin uzaklaştırılmasının verimliliği o kadar yüksek olur. Öte yandan, katman ne kadar uzun (yüksek) olursa, yalıtımda ve ekranda kabul edilemez nem birikimi olasılığı o kadar yüksek olur.

Giriş ve çıkış havalandırma açıklıkları arasındaki mesafe (katmanın yüksekliği) eşit alınır. H= 12 m.

Katmandaki ortalama hava sıcaklığı T 0 daha önce kabul edildi

T 0 = 0,8T dahili \u003d 0.8 (-9.75) \u003d -7.8 ° С.

Besleme ve egzoz açıklıkları binanın aynı tarafında bulunduğunda katmandaki hava hareketinin hızı:

burada  ara katmanın girişindeki, dönüşlerindeki ve çıkışındaki hava akışına karşı yerel aerodinamik dirençlerin toplamıdır; cephe sisteminin tasarım çözümüne bağlı olarak= 3…7; kabul et = 6.

Koşullu genişliğe sahip ara katmanın kesit alanı B= 1 m ve kabul edilen (Tablo 4.1'de) kalınlık = 0.05 m: F=B \u003d 0,05 m 2.

Eşdeğer hava boşluğu çapı:

Hava boşluğu yüzeyinin ısı transfer katsayısı a 0, ortak girişimin 9.1.2 paragrafına göre ön olarak alınır: a 0 = 10,8 W / (m 2 × ° С).

(m 2 × ° C) / W,

K int = 1/ r 0.int \u003d 1 / 3.67 \u003d 0,273 W / (m 2 × ° C).

(m 2 × ° C) / W,

K dahili=1/ r 0, dahili \u003d 1 / 0.14 \u003d 7.470 W / (m 2 × ° C).

oranlar

0,35120 + 7,198 (-8,9) \u003d -64,72 W / m 2,

0.351 + 7.198 \u003d 7.470 W / (m 2 × ° C).

nerede itibaren havanın özgül ısı kapasitesi, itibaren= 1000 J/(kg×°C).

Ara katmandaki ortalama hava sıcaklığı, daha önce kabul edilenden %5'ten fazla farklıdır, bu nedenle hesaplanan parametreleri belirtiriz.

Katmandaki hava hareketinin hızı:

Ara katmandaki hava yoğunluğu

Ara katmandan geçen hava miktarı (akış hızı):

Hava boşluğu yüzeyinin ısı transfer katsayısını belirtiyoruz:

W / (m 2 × ° C).

Duvarın iç kısmının ısı transfer direnci ve ısı transfer katsayısı:

(m 2 × ° C) / W,

K int = 1/ r 0.int \u003d 1 / 3.86 \u003d 0,259 W / (m 2 × ° C).

Duvarın dış kısmının ısı transfer direnci ve ısı transfer katsayısı:

(m 2 × ° C) / W,

K dahili=1/ r 0.ext \u003d 1 / 0.36 \u003d 2.777 W / (m 2 × ° C).

oranlar

0,25920 + 2,777 (-9,75) \u003d -21,89 W / m 2,

0.259 + 2.777 \u003d 3.036 W / (m 2 × ° C).

Katmandaki ortalama hava sıcaklığını belirtiyoruz:

Ara katmandaki ortalama hava sıcaklığını, bitişik yinelemelerdeki değerler %5'ten fazla farklılık gösterene kadar birkaç kez daha hassaslaştırıyoruz (Tablo 4.6).

.
1.3 Tek bir enerji sistemi olarak bina.
2. Dış çitlerden ısı ve nem transferi.
2.1 Bir binada ısı transferinin temelleri .
2.1.1 Termal iletkenlik.
2.1.2 Konveksiyon.
2.1.3 Radyasyon.
2.1.4 Hava boşluğunun ısıl direnci.
2.1.5 İç ve dış yüzeylerde ısı transfer katsayıları.
2.1.6 Çok katmanlı bir duvardan ısı transferi.
2.1.7 Isı transferine karşı azaltılmış direnç.
2.1.8 Çitin kesiti üzerindeki sıcaklık dağılımı.
2.2 Çevreleyen yapıların nem rejimi.
2.2.1 Çitlerdeki nemin nedenleri.
2.2.2 Dış çitlerin sönümlenmesinin olumsuz etkileri.
2.2.3 Yapı malzemeleri ile nem iletişimi.
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 bariyerlerin hava geçirgenliği.
2.3.1 Temel bilgiler.
2.3.2 Dış ve dış arasındaki basınç farkı iç yüzeyçitler.
2.3.3 Yapı malzemelerinin hava geçirgenliği.

2.1.4 Hava boşluğunun ısıl direnci.

Tekdüzelik için, ısı transfer direnci kapalı hava boşlukları adı verilen bina kabuğunun katmanları arasında yer alır. ısıl direnç R vp, m². ºС/W.
Hava boşluğundan ısı transferinin şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.

Şek.5. Hava boşluğunda ısı transferi.

HAVA BOŞLUĞU, ortamın termal iletkenliğini azaltan yalıtım katmanlarından biri. İÇİNDE Son zamanlarda hava tabakasının önemi özellikle inşaat sektöründe içi boş malzemelerin kullanımı ile bağlantılı olarak artmıştır. Bir hava boşluğu ile ayrılmış bir ortamda, ısı transferi: 1) hava boşluğuna bitişik yüzeylerden gelen radyasyon ve yüzey ile hava arasındaki ısı transferi ile ve 2) hareket halindeyse hava ile ısı transferi ile veya ısı iletimi nedeniyle bir hava parçacığından diğerine ısı transferi ile, eğer hareketsiz ise ve Nusselt'in deneyleri, havanın neredeyse hareketsiz olarak kabul edilebileceği daha ince katmanların, daha kalın katmanlardan daha düşük bir termal iletkenlik katsayısına sahip olduğunu kanıtlıyor, ancak içlerinde ortaya çıkan konveksiyon akımları ile. Nusselt, hava boşluğu tarafından saatte aktarılan ısı miktarını belirlemek için aşağıdaki ifadeyi verir:

burada F, hava boşluğunu sınırlayan yüzeylerden biridir; λ 0 - sayısal değerleri, m cinsinden ifade edilen hava boşluğunun (e) genişliğine bağlı olarak, ekli plakada verilen koşullu katsayı:

s 1 ve s 2 - hava boşluğunun her iki yüzeyinin radyasyon katsayıları; s, tamamen siyah bir cismin radyasyon katsayısıdır, 4.61'e eşittir; θ 1 ve θ 2, hava boşluğunu sınırlayan yüzeylerin sıcaklıklarıdır. Formüle uygun değerleri koyarak, çeşitli kalınlıklardaki hava katmanlarının k (termal iletkenlik katsayısı) ve 1 / k (yalıtım kabiliyeti) hesaplamaları için değerler elde etmek mümkündür. S. L. Prokhorov, kalınlıklarına bağlı olarak k ve 1/k hava katmanlarının değerlerindeki değişimi gösteren Nusselt'in verilerine dayanarak derlenmiş diyagramlar (bkz. Şekil) ve en avantajlı site 15 ila 45 mm arasında bir arsadır.

Daha küçük hava boşluklarının uygulanması pratik olarak zordur ve büyük olanlar zaten önemli bir termal iletkenlik katsayısı (yaklaşık 0.07) verir. Aşağıdaki tablo, k ve 1/k değerlerini vermektedir. çeşitli malzemeler, ve bu miktarların birkaç değeri, tabaka kalınlığına bağlı olarak hava için verilmiştir.

O. bir veya daha fazla yalıtım katmanı kullanmaktan daha ince birkaç hava katmanı yapmanın çoğu zaman daha avantajlı olduğu görülebilir. 15 mm kalınlığa kadar bir hava boşluğu, 15-45 mm kalınlığında - neredeyse sabit bir hava tabakasına sahip sabit bir hava tabakasına sahip bir yalıtkan olarak kabul edilebilir ve son olarak, 45-50 mm kalınlığındaki hava boşlukları olarak kabul edilmelidir. içlerinde oluşan konveksiyon akımlarına sahip katmanlar ve bu nedenle genel olarak hesaplamaya tabidir.

Havanın düşük ısı iletkenliği nedeniyle, hava boşlukları genellikle ısı yalıtımı olarak kullanılır. Hava boşluğu kapatılabilir veya havalandırılabilir, ikinci durumda buna hava menfezi denir. Hava durağan olsaydı, termal direnç çok yüksek olurdu, ancak konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı transferi nedeniyle hava katmanlarının direnci azalır.

Hava boşluğunda konveksiyon. Isı transferi sırasında, iki sınır tabakanın direnci aşılır (bkz. Şekil 4.2), böylece ısı transfer katsayısı yarıya iner. Dikey hava boşluklarında kalınlık yükseklik ile orantılı ise dikey hava akımları karışmadan hareket eder. İnce hava katmanlarında karşılıklı olarak engellenirler ve yüksekliği genişliğe bağlı olan iç sirkülasyon devreleri oluştururlar.

Pirinç. 4.2 - Kapalı bir hava boşluğunda ısı transferinin şeması: 1 - konveksiyonla; 2 - radyasyon; 3 - termal iletkenlik

İnce tabakalarda veya yüzeylerde () küçük bir sıcaklık farkı ile, karışmadan paralel bir hava jet hareketi vardır. Hava boşluğundan aktarılan ısı miktarı,

. (4.12)

Ara katmanın kritik kalınlığı deneysel olarak belirlendi, δ cr, mm, laminer akış rejiminin korunduğu (0°C ara katmandaki ortalama hava sıcaklığında):

Bu durumda ısı transferi iletim yoluyla gerçekleşir ve

Diğer kalınlıklar için ısı transfer katsayısı değeri şuna eşittir:

. (4.15)

Dikey tabakanın kalınlığındaki bir artışla, bir artış α için:

de δ = 10 mm - %20 oranında; δ = 50 mm - %45 ( maksimum değer, ardından bir düşüş); δ = 100 mm - %25 ve δ = 200 mm - %5 oranında.

Yatay hava katmanlarında (üst yüzey daha fazla ısıtılmış) hava karışımı hemen hemen hiç olmayacağından formül (4.14) uygulanabilir. Daha sıcak bir alt yüzey ile (altıgen sirkülasyon bölgeleri oluşur), değer α için(4.15) formülü ile bulunur.

Hava boşluğunda radyan ısı transferi

Isı akısının radyan bileşeni formülle belirlenir.

. (4,16)

Radyant ısı transfer katsayısının şu şekilde olduğu varsayılır: α l\u003d 3,97 W / (m 2 ∙ o C), değeri daha büyük α için, bu nedenle, ana ısı transferi radyasyon yoluyla gerçekleşir. İÇİNDE Genel görünüm ara katmandan aktarılan ısı miktarı,

.

Isı akışı kaplama ile azaltılabilir sıcak yüzey(yoğunlaşmayı önlemek için) sözde kullanarak folyo ile. "takviye" Radyan akısı yaklaşık 10 kat azalır ve direnç iki katına çıkar. Bazen petek folyo hücreleri hava boşluğuna sokulur, bu da konvektif ısı transferini azaltır, ancak bu çözüm dayanıklı değildir.

Çevreleyen yapıların katmanları için ilk veriler;
- ahşap zemin(yivli tahta); δ 1 = 0.04 m; λ 1 \u003d 0.18 W / m ° C;
- buhar bariyeri; önemsiz.
- hava boşluğu: Rpr = 0.16 m2 °C/W; δ 2 \u003d 0.04 m λ 2 \u003d 0.18 W / m ° С; ( Kapalı bir hava boşluğunun termal direnci >>>.)
- yalıtım(strafor); δ ut = ? m; λ ut = 0,05 W/m °С;
- taslak zemin(Devre kartı); δ 3 = 0.025 m; λ 3 \u003d 0.18 W / m ° С;

Daha önce de belirttiğimiz gibi, ısı mühendisliği hesaplamasını basitleştirmek için bir çarpma faktörü ( k), kapalı yapıların önerilen termal dirençlerine hesaplanan termal direnç değerine yaklaşan; bodrum ve bodrum katlar için bu katsayı 2.0'dır. Gerekli ısı direnci, dış hava sıcaklığının (alt alanda) şuna eşit olduğu gerçeğine göre hesaplanır; - 10°C. (ancak, herkes kendi özel durumu için gerekli gördüğü sıcaklığı ayarlayabilir).

İnanıyoruz:

Neresi sağ- gerekli termal direnç,
televizyon- iç havanın tasarım sıcaklığı, °С. SNiP'ye göre kabul edilir ve 18 ° С'ye eşittir, ancak hepimiz sıcaklığı sevdiğimiz için iç havanın sıcaklığını 21 ° С'ye yükseltmenizi öneririz.
tn- belirli bir inşaat alanındaki en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşit dış havanın tasarım sıcaklığı, °C. Alt alandaki sıcaklığı sunuyoruz tn"-10°C"yi kabul edin, bu elbette Moskova bölgesi için büyük bir marjdır, ancak burada bize göre yeniden ipotek etmek, saymamaktan daha iyidir. Peki, kurallara uyarsanız, dış ortam sıcaklığı tn SNiP "İnşaat klimatolojisi" ne göre alınır. Gerekli standart değeri yerel olarak da öğrenebilirsiniz. inşaat organizasyonları veya bölgesel mimarlık bölümleri.
δt n α c- kesrin paydasındaki ürün: 34,8 W / m2 - için dış duvarlar, 26,1 W/m2 - kaplamalar ve çatı katları, 17,4 W/m2 ( bizim durumumuzda) - bodrum tavanları için.

Şimdi ekstrüde polistiren köpükten (strafor) yalıtımın kalınlığını hesaplıyoruz.

Neresiδ ut - yalıtım tabakası kalınlığı, m;
δ 1 …… δ 3 - kapalı yapıların bireysel katmanlarının kalınlığı, m;
λ 1 …… λ 3 - bireysel katmanların termal iletkenlik katsayıları, W / m ° С (Yapıcının El Kitabına bakın);
Rpr - ısıl direnç hava boşluğu, m2 °С/W. Kapalı yapıda hava sağlanmazsa, bu değer formülden çıkarılır;
α içinde, α n - zeminin iç ve dış yüzeylerinin ısı transfer katsayıları, sırasıyla 8,7 ve 23 W/m2 °C'ye eşittir;
λ ut - yalıtım tabakasının termal iletkenlik katsayısı(bizim durumumuzda, strafor ekstrüde polistiren köpüktür), W / m ° С.

Çıktı; Gereksinimleri karşılamak için sıcaklık rejimi evin işleyişi, bodrum katında bulunan polistiren köpük levhaların yalıtım tabakasının kalınlığı ahşap kirişler(kiriş kalınlığı 200 mm) en az 11 cm olmalıdır. Başlangıçta çok yüksek parametreler belirlediğimiz için seçenekler şu şekilde olabilir; ya iki kat 50 mm strafor levhadan (minimum) bir pasta ya da dört kat 30 mm strafor levhadan (maksimum) oluşan bir pastadır.

Moskova bölgesindeki evlerin inşaatı:
- Moskova bölgesinde bir köpük bloktan bir ev inşa etmek. Evin duvarlarının köpük bloklardan kalınlığı >>>
- kalınlık hesabı Tuğla duvar Moskova bölgesinde bir evin inşaatı sırasında. >>>
- Ahşap bir inşaat tahtaev Moskova bölgesinde. Bir ahşap evin duvarının kalınlığı. >>>