Строительная теплотехника ограждающих частей зданий Воздушные прослойки

Строительная теплотехника ограждающих частей зданий

Воздушные прослойки

Малый коэффициент теплопроводности воздуха в порах строительных материа лов, достигающий 0, 024 Вт/(м • °С), привел к идее замены в наружных ограждающих конструкциях строительных материалов воздухом, т. е. созданию наружных ограждений из двух стенок с воздушной прослойкой между ними. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА 2011 05

Однако теплотехнические качес тва таких стен оказались чрезвычайно низкими. Чтобы исправить этот недостаток, воз душную прослойку пришлось заполнять древесной стружкой. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ УНИВЕРСИТЕТА 2011 05

Также неудачными ока зались опыты применения бетонных пустотелых камней с большими пустотами (типа «Торонто» ) без засыпки. С другой стороны, применение в наружных ограждениях ма териалов с несколькими воздушными прослойками незначительной толщины (напри мер, камни типа «Крестьянин» , керамические многопустотные камни) заметно улуч шает теплотехнические свойства таких стен по сравнению со сплошными стенами той же толщины. Все это говорит о том, что передача теплоты воздушными прослойками происходит иначе, чем в телах твердых и сыпучих. 5

Термическое сопротивление слоя, состоящего из твердого или сыпучего материала, прямо пропорционально его толщине, а следовательно, количество теплоты, проходящей через слой, при постоянной разно сти температур на его поверхностях обратно пропорционально его толщине. Для воз душной прослойки такой пропорциональности не существует. В твердом материале пе редача теплоты происходит только теплопроводностью, в воздушной прослойке к этому присоединяется еще передача теплоты конвекцией и излучением. Таким образом, если полное количество теплоты, проходящей через 1 м 2 вертикальной воздушной прослой ки в течение 1 ч, обозначим Q, то на основании сказанного можно написать: где Qi — количество теплоты, передаваемой теплопроводностью, Вт/м 2 ; теплоты, передаваемой конвекцией, Вт/м 2 ; — коли чество — количество теплоты, переда ваемой излучением, Вт/м 2. 6

• Схема передачи теплоты в воздушной прослойке 7

Конвекция воздуха в прослойке возникает вследс твие разности температур на ее поверхностях и имеет характер естественной конвекции. При этом у поверх ности с более высокой температурой воздух нагревается и движется в направлении снизу вверх, а у более холод ной поверхности охлаждается и движется в направлении сверху вниз. Таким образом, в вертикальной воздушной прослойке создается постоянная циркуляция воздуха, показанная на рисунке. Форму ла для количества теплоты, передаваемой конвек цией: Схема передачи теплоты в воздушной прослойке где λ 1 — условный коэффициент, называемый коэффициентом передачи теплоты конвекцией, Вт/(м • °С). В отличие от обычного коэффициента теплопроводности этот коэффициент не является постоянной величиной, а зависит от толщины прослойки, температуры воздуха в ней, разности температур на поверхностях прослойки и расположения про слойки в ограждении. 8

9

10