|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 10 11 12 13 14 15 16 ... 25  Оконный откос tg Потери тепла через ограждение с проемом больше по сравнению с потерями через гладкую стену при одинаковой ширине по поверхности в два калибра. Определим фактор формы для откоса проема. В данном случае за калибр надо принять условную толш.ину ограждения от его внутренней поверхности до оси за- а) t полнения оконного проема. Расчеты двухмерного температурного поля ограждения около окна на электроинтеграторе показывают, что продольное сечение ограждения, соответствующее оси заполнения оконного проема, действительно, практически совпадает с изотермой. Из этих расчетов также следует, что существенное влияние на теплопередачу через откосы оказывает степень его заполнения оконной коробкой. Если принять, что в пределах толщины оконной коробки поток тепла через поверхность откоса равен нулю (полная теплоизоляция), то решение может быть представлено в обобщенном виде для произвольных значений А/б(Д и б - толщины (см. рис. П1.3, а) соответственно оконной коробки и ограждения от внутренней его поверхности до оси заполнения). Результат аналитического решения, приведенный на рис. HI.4, является частным случаем (Д/б = t2(x.6)=0 Рис. III.3. Решение задачи теплопередачи через оконный откос в наружной стене а - схема ограждения с проемом; б - общая постановка задачи, в и г - расчленение ее на две частные составляющие 1.2Лк 1,S X/S  Рис. III.4. Температурное поле полуограниченного толстого ребра (откоса проема) с разными температурами боковых поверхностей =0) общего решения. Наиболее удобно результаты расчетов обобщить с помощью фактора формы. На рис. 1П.5 показана зависимость фактора формы откоса /отк от отношения А/б, которую можно использовать для приближенного расчета теплопередачи ограждения с оконным проемом. Температура на поверхности откоса и на прилегающих к нему участках стены приближенно может быть получена с помощью графика рис. III.4. Для этого нужно от условных поверхностей откоса и стены на графике отложить размер эквивалентного теплообмену слоя. Значение 6 в этих сечениях приближенно будут соответствовать распределению относительной избыточной температуры по поверхности откоса и стены. Теплопередача через ограждение около угла. К толщине стены добавлены эквивалентные слои, на поверхностях которых заданы температуры внутреннего и наружного воздуха. Температурное поле угла в виде ортогональной сетки криволинейных квадратов изображено на рис. III.6:  Рис. III.5. Зависимость фактора формы откоса проема в ограждении от степени заполнения откоса оконной коробкой 0 = f(x/6; у/Ь), (III. 12) Для наружного угла фактор формы /уг (отнесенный к наружной поверхности ограждения), как следует из расчета температурного поля (рис. III.6), равен: /уг = Б/л.2 =1 = 0,68 (III. 13) В пределах расстояния, равного двум калибрам от угла ограждения по его внешней поверхности, тепла теряется на 32% меньше, чем через такую же площадь по глади стены. Фактор формы, отнесенный к внутренней поверхности угла, равен 1,18. Это значит, что через площадь в два калибра внутренней поверхности около угла теряется на 18% тепла больше, чем через такую же площадь по глади стены. при теплотехническом расчете ограждения важно правильно определить температуру на внутренней поверхности наружного угла (рис. 1П.7). Кривая 2 на рисунке показывает изменение относительной избыточной температуры по оси угла. На этом же графике проведена прямая линия /, соответствующая изменению темпе- й 
ОЛ 0,6 0,8 Рис. III.7. Изменение относительной избыточной температуры в сечении ограждения на его глади (i) и то же по оси угла {2) 3, 4 - расчетные кривые при в на внутренней поверхности угла, Вт/(м2.К) [ккал/(м-ч-°С)], соответственно 8Д (7) и 5,8 (5) Рис. III. 6. Ортогональная сетка изотерм и линий токов тепла в сечении наружного угла однородного ограждения )атуры по сечению на глади стены, в удалении от угла, азность ординат линий 1 и 2 позволяет определить понижение температуры в углу относительно глади стены. Результаты точного решения, полученные К. Ф. Фокиным методом электротепловой аналогии при коэффициентах теплообмена на внутренней поверхности в зоне углаав = = 8,1 (7) (кривая 5) и ав=5,8 (5) (кривая 4), нанесены на график рис. П1.7. Как видно из рисунка, приближенное решение дает результаты с некоторым запасом. Безразмерное температурное поле на рис. П1.6* справедливо также для внутреннего угла наружного огражде- ния, вдающегося в помещение. Теплопотери в зоне внутреннего угла, отнесенные к наружной поверхности в два калибра, оказываются в данном случае больше, чем на глади стены, в 1,18 раза (фактор формы равен 1,18). Фактор формы, определенный относительно внутренней поверхности, равен 0,68.  Рис. III.8 Ортогональная сетка изотерм и линий токов тепла в сечении стыка однородных наружной и внутренней стен при 62/61 = 2  Рис. III. 9. График зависимости фактора формы стыка fcT от отношения 62/61 / - по наружному обмеру; 2 - то же, по внутреннему; 5 - по глади стены с учетом толщины перегородки Теплопередача через ограждение в зоне стыка. Стык образуется при примыкании внутренних конструкций (перегородок, перекрытий и др.) к наружному ограждению. Теплопередачу стыка рассчитали на электроинтеграторе для однородной области с граничными условиями первого рода для отношения толщины перегородки 62 к толщине стены 61(62/61), равного 2 (рис. III.8). Подобные температурные поля построены для других отношений 62/61 и по ним определены факторы формы стыка fcT- На рис. П1.9 показана зависимость /ст (для двух калибров в одну сторону от оси стыка по наружной и внутренней поверхностям ограждения) от 62/61. По температурным полям области однородного стыка можно приближенно определить температуру внутренней поверхности угла стыка ст. Решение для определения этой температуры приведено в виде зависимости Рис. III.10. Изменение относительной избыточной температуры в сечении ограждения по его глади (/) и по оси угла сопряжения наружной и внутренней стен при разных значениях 62/61; пунктиром - по [36]; цифры на кривых - 62/61 0,5 ОЛ О
0.1 0,2 0,3 Rg/flf, относительной избыточной температуры в углу стыка (на рис. HI.10): вст=7(б2/б1; RjIRo). (П1.14) На рисунке дополнительно нанесены кривые, построенные по данным аналитического решения А. А. Сандера [36]. Материал перегородок, как правило, отличается от материала стен. Потери тепла вдоль перегородки возрастают пропорционально квадратному корню из отношения значений теплопроводности материала перегородки, если не учитывать фактических изменений температуры стыка перегородки с наружной стеной в условиях двухмерного температурного поля неоднородного сечения. На электроинтеграторе был решен ряд задач по определению температурного поля стыка стены с перегородкой при 62/61 = 0,5 и различной теплопроводности материала перегородки. Анализ результатов показал, что изменение теплопроводности материала перегородки в широких пределах практически не влияет на теплопотери и fcT остается почти неизменным (рис. П1.11). Возмущающее влияние изменения теплопроводности материала перего- родки на теплопередачу через наружную стену практически неощутимо. Теплопередача через ограждение с теплопроводными включениями. Для конструкций с теплопроводными включениями характерно сложное температурное поле сечения ограждения. В зоне стыка между теплоизоляци- Рис. III.11. Распределение от-носите!Льной избыточной температуры в сечении наружного ограждения по оси перегородки при разных зн)ачениях теплопроводности материалов перегородки Яг и ограждения Xi для 62/61 = 0,5
0, 0,6 /-в однородном стыке (A,i-A ); 2- в неоднородном стыке (Я,1=0,бЯ<2); 5 - в сечении ограждения по его глади юнным Ят.и И ч^еплопроводным Ят.в материалом возникает двухмерное температурное поле (рис. III.12). Температура на внутренней поверхности ограждения изменяется от Тв на глади теплоизоляционного материа- 16J Рис. III.12. Из- менение температуры в сечениях и по поверхности ограждения в зоне несквозного теплопроводного включения, расположенного около внутренней поверхности ограждения ла вдали от стыка до температуры Тт вдали от стыка на глади сечения с теплопроводным материалом. Размер теплопроводного включения обычно меньше зоны влияния стыка, поэтому температура поверхности включения отличается от Тт. Для расчета температуры Хх на внутренней поверхности включения обычно пользуются коэффициентом бвкл - относительной избыточной температурой:  0ВКЛ - в - Тх в - (III.15) Он показывает, на какую долю от перепада Тв-Тт понижается температура Хх на поверхности включения относительно Тв. Величина Эвкл зависит от значений теплопроводности материала стены и включения, от сопротивления тепловосприятию и теплоотдаче, но в основном она определяется соотношениями размеров включения и сте-  Рис. III. 13. Ортогональная сетка изотерм и линий токов тепла в сечении ограждения с несквозным теплопроводным включением на внутренней поверхности ограждения при а/6 = 1 и с/6 = 0,25 / - ортогональная сетка изотерм и линии токов тепла; - распределение температуры на внутренней поверхности ограждения; цифры на кривых - температуры, °С ны. Наиболее простым является случай, когда ребро из теплопроводного материала частично или полностью прорезает малотеплопроводную толщу основной конструкции (рис. П1.13). Для несквозного включения, расположенного с внутренней стороны ограждения, характерным является то, что величина Эвкл оказывается в основном больше единицы и температура ниже Тт. На рис. III. 14 приведены кривые изменения бвкл от относительных (к толще ограждения Ь) размеров включения с/Ь и alb. Кривые имеют максимум, значения которого тем больше, чем меньше с/Ь. Уменьшение с/Ь связано с понижением Тв-Тт, поэтому при видимом на графике увеличении 9вкл искомая разность температур Хх- Тт уменьшается. Расчеты с разными соотношениями Я материала включения и основной конструкции подтвер-  Рис. III. 14. Зависимость 0вкл от геометрических размеров теплопроводного включения / - данные СНиП; II по центру включения; Ш - д^ля минимальной температуры на поверхности включения; цифры на кривых - с/в дили его влияние на показатель Эвкл- Результаты, приведенные на рис. III. 13, получены при значениях ав= = 8,7 (7,5); ан=29,2 (20); Ят.и=0,116 (0,1); Ят.в=1,16 (1). Их можно использовать для расчета конструкций с другими теплофизическими показателями. Через зону теплопроводного включения потери тепла больше, чем через гладь стены. Их удобно относить к 1 м длины включения. Относительное увеличение тепло-потерь можно найти с помощью фактора формы включения /вкл, который определим для ширины в два калибра в одну сторону от оси симметрии (в данном случае два калибра также будем считать равными а/=2А,/?о, принимая в этом выражении К теплоизоляционного материала основной конструкции). /вкл = 1 + (л:т-ю, (III. 16) где Кт, к - коэффициенты теплопередачи, рассчитанные соответственно по сечениям теплопроводного включения и основной конструкции; а -ширина включения. Дополнительные потери через включение в конструкции могут быть несколько иными, чем при равных условиях передает само включение при полной изоляции его торцов. В формуле (III.16) это обстоятельство не учитывается. Приведенное сопротивление теплопередаче сложного ограждения Потери тепла через всю площадь ограждения вследствие рассмотренных особенностей конструкции отличаются от рассчитанных в предположении одномерности температурного поля. Точный расчет может быть получен путем построения температурного поля с помощью электроинтегратора или другим методом. Однако для практики проектирования такие расчеты сложны. Чтобы правильно определить теплопотери через сложное ограждение, необходимо использовать так называемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждения /?о.пр - сопротивление теплопередаче одномерного ограждения, потери тепла через которое равны теп-лопотерям сложного ограждения (при их одинаковой площади). Выше были рассмотрены характерные для наружных стен элементы (см. рис. III.1), в которых формируются сложные температурные поля, и для них определены факторы формы (табл. III.1). Таблица IIL1. Значение фактора формы характерных двухмерных элементов ограждения
Величины fi показывают, во сколько раз теплопотери через единицу длины характерного элемента при ширине по поверхности ограждения в два калибра больше потерь тепла по глади ограждения. Общие потери тепла через сложное ограждение, имеющее несколько двухмерных элементов протяженностью li, шириной af с различными значениями fu равны сумме: Q = /o (в - н) + af, и (fi-\) (/в - н), (III. 17) где Fo - площадь ограждения и /?о - сопротивление теплопередаче по его глади. С помощью Яо.тф величина Q может быть также определена по формуле Q =7Г-о(в-/н). (111.18) приравнивая правые части уравнений (III. 17) и (III. 18), получим аналитическую зависимость для опре- 1 ... 10 11 12 13 14 15 16 ... 25 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||