Термическое сопротивление. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

Термическое сопротивление. Отношение δ/λ называется термическим сопротивлением однородного ограждения или отдельного слоя в многослойном ограждении

Термическое сопротивление численно равно разности температур, при которой через стенку проходит тепловой поток плотностью 1 Вт/м², и измеряется в м²·ºС/Вт.

Для многослойной конструкции, состоящей из n слоев, термическое сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных слоев

где δ_i – толщины отдельных слоев, м; λ_i – коэффициенты теплопроводности материалов этих слоев, Вт/(м · ˚C); i = 1, 2,…, n.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. Рассмотрим однородную плоскую стенку с коэффициентом теплопроводности λ и толщиной δ. Она разделяет две воздушные среды: внутреннюю с температурой t_int и наружную с температурой t_ext, которые не меняются с течением времени. Следовательно, процесс теплопередачи через стенку является стационарным.

В холодное время года существуют температурные перепады t_int - t_si и t_se - t_ext, следовательно, происходит теплообмен между поверхностями ограждающей конструкции и окружающим воздухом. Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей, соответственно, равны α_int и α_ext. Перенос тепла через стенку, вызванный разностью температур t_si - t_se, происходит путем теплопроводности.

При стационарной теплопередаче количество тепла, переданного от теплого воздуха стенке, равно количеству тепла, отданному от стенки наружной среде. Исходя из закона Ньютона, плотность теплового потока от внутреннего воздуха стенке определяется выражением

Плотность теплового потока, переносимого теплопроводностью сквозь стенку, равна

.

Аналогично, тот же самый поток передается от наружной поверхности холодному воздуху

Из этих уравнений определим температурные перепады и запишем систему:

.

Сложив левые и правые части, получим разность температур внутреннего и наружного воздуха

.

Отсюда

Знаменатель этого выражения называется сопротивлением теплопередаче однослойного ограждения:

Для многослойной конструкции нужно учитывать термическое сопротивление каждого слоя. В этом случае сопротивление теплопередаче определяется следующим образом

где n – число слоев конструкции.

Сопротивление теплопередаче определяет теплозащитные свойства ограждающей конструкции в стационарных условиях. Такие условия характерны для холодного периода года: зимой температура наружного воздуха часто бывает устойчивой, а отопление поддерживает постоянную внутреннюю температуру.

Дата добавления: 2015-05-26