Единицы измерения и расчетные величины, применяемые в теплоизоляционной технике, показаны на наиболее простом примере теплопередачи через стену отапливаемого жилого помещения в зимнее время.
Этот процесс складывается из трех частей:
- теплоотдачи от внутреннего воздуха к стене;
- теплопроводности от внутренней до наружной поверхности стены;
- теплоотдачи от наружной поверхности к окружающему воздуху.
В приведенных ниже формулах применены следующие единицы измерения: для количества тепла — килокалория (ккал), для температуры — градусы по шкале Цельсия (°С); для длины — метр (м) или сантиметр (см); для времени — час (ч) или секунда (сек).
Количество тепла, переносимого через стену, зависит от времени, в течение которого происходит теплообмен, поверхности, через которую тепло передается, разности температур, вызывающей теплообмен, сопротивления на пути теплообмена.
Это сопротивление, соответственно упомянутым трем частям процесса, определяется следующими основными физическими величинами. Теплообмен теплоносителя с внутренней поверхностью стены зависит от коэффициента теплоотдачи, которым определяют количество тепла, передаваемого от теплоносителя к поверхности стены в единицу времени, на единицу площади при разности температур теплоносителя и поверхности стены 1°.
Величина коэффициента теплоотдачи может изменяться в зависимости от вида и состояния теплоносителя, его движения, свойств ограждающей конструкции, температуры и т. п. Коэффициент теплоотдачи обозначается греческой буквой а, а размерность его, принятая в технике, — ккал/м2 ч град.
Значение коэффициента теплоотдачи колеблется от 3 ккал/м2*ч*град для очень медленно движущихся газов или для совершенно спокойного воздуха у поверхности стены, в особенности в углах помещения, и до 40 ккал/м2*ч*град для воды и насыщенного пара в трубах или резервуарах.
Поток тепла в стене, от ее внутренней поверхности к наружной, зависит от толщины стены и от коэффициента теплопроводности материалов, из которых она состоит. Коэффициент теплопроводности обозначается греческой буквой X и выдается в ккал/м* ч*град.
Эта величина имеет в теплоизоляционной технике наиболее важное значение. Коэффициентом теплопроводности (не путать с термическим сопротивлением и температуропроводностью) определяется количество тепла, проходящего в единицу времени через две противоположные грани куба из рассматриваемого материала (например, пенопласта), если длина ребер куба равна 1 м и разность температур на двух гранях равна 1°С, а отдача тепла другими гранями куба предотвращена.
Перенос тепла от наружной поверхности пограничного слоя к окружающему воздуху определяется также коэффициентом теплоотдачи а, который по определению соответствует коэффициенту теплоотдачи внутренней поверхности, однако отличается от него большей частью численным значением.
При совершенно спокойном наружном воздухе среднее значение а составляет около 2,5 ккал/м*ч*град, а при сильной буре достигает 100 ккал/м2*ч*град.
Вместо разделения процесса теплообмена (через стенку) на три части можно его отнести к разности температур теплоносителя и наружного воздуха, вводя как основную величину коэффициент теплопередачи. Им определяется количество тепла, передаваемого через стену в единицу времени, на единицу площади и на 1° разности температур теплоносителя и воздуха, между которыми происходит теплообмен. Коэффициент теплопередачи обозначается через k и имеет размерность ккал/м2*ч* град.
В промышленности и строительстве коэффициент теплопередачи колеблется в пределах от 0,2 до 3,5 ккал/м2*ч*град, когда это касается теплоизоляции. Измерения производят специализированным инструментом.
В обязательных для строительства нормах (DIN4108) «Теплоизоляция в гражданском строительстве» применяются, кроме того, и другие величины. Коэффициент теплопроницания х, которым выражается количество тепла, проходящего в течение одного часа, через 1 м2 строительной конструкции (например, стены) при стационарном режиме нагревания и разности температур обеих поверхностей 1°, имеет размерность ккал/м2*ч*град.
И.С. Каммерер «Теплоизоляция в промышленности и строительстве» 1965 г.
|
|
|
