Теплопотери через ограждающие конструкции формула: Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции

Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

Если вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. Электрическое отопление дачного дома в данном случае бывает самым целесообразным.

О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать в этом материале. Устранение неполадок.

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Видео на тему

Теплопотери в домах, их подробный правильный расчет

Энергосбережение сейчас наиболее популярная тема в интернете. Еще бы, ведь экономить хочет каждый, а тем более в нынешних экономических условиях. Расчет потерь тепла при этом играет наиболее важную роль. Теплопотери в наиболее простом понимании это количество тепла, которое теряется помещением, домом или квартирой. Измеряются они в Вт. Возникают тепловые потери в доме из-за разницы внешних и внутренних температур воздуха.

Содержание статьи:

В переходной и холодный период года температура на улицах падает, и возрастает разница температур внутреннего воздуха и воздуха на улице. И как уже мы упоминали, Второй закон термодинамики никто не отменял, поэтому тепло с ваших домов и квартир стремится его покинуть и обогреть холодную окружающую среду. Для снижения этих утрат тепла, делается утепление домов в различных видах от пенопласта и вентилируемых фасадов до современных теплоизоляционных материалов в виде шпаклевки. Главной же задачей в нашей профессии является поддержание в помещении комфортных параметров микроклимата. И в первую очередь, мы рассчитываем теплопотери для их компенсации.

Зачем делать расчет теплопотерь?

Когда же делают расчет потерь тепла в доме? Расчет теплопотерь обязателен при проектировании систем отопления, систем вентиляции, воздушных отопительных систем. Расчетные температуры берут из нормативных документов. Значение внешней температуры воздуха отвечает температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. Внутреннюю температуру берут или ту, которую желаете, или из норм, для жилых помещений это 20+-2°С.

Исходными данными для расчета служат: внешняя и внутренняя температура воздуха, конструкция стен, пола, перекрытий, назначение каждого помещения, географическая зона строительства. Все тепловые потери на прямую зависят от термического сопротивления ограждающих конструкций, чем оно больше, тем меньше теплопотери.

Для обеспечения комфортных условий пребывания людей в помещении нужно чтобы было правдивым уравнение теплового баланса 

           Qп+ Qо+ Qс+ Qк= Qср+ Qос+ Qпр+ Qлюд,       

где Qп–теплопотери через пол, Qо–теплопотери через окна, Qс–теплопотери через стену, Qк- теплопотери через крышу, Qср–теплопоступления от солнечной радиации, Qос–теплопоступления от отопительных систем, Qпр–теплопоступления от приборов, Qлюд–теплопоступления от людей.

На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная. 

Расчет теплопотерь

Получив исходные данные, проектировщики начинают расчет. Рассмотрим основные виды тепловых потерь и формулы их расчета. Теплопотери бывают: через стены, через пол, через окна, через крышу, через вентиляционные шахты и дополнительные потери тепла. Термическое сопротивление для всех конструкций рассчитывается по формуле 

R_ст =1/ α_в+Σ(δ_і / λ_і)+1/ α_н,

где α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м²·^оС;
λ_і и δ_і – коэффициент теплопроводности для материала каждого слоя стены и толщина этого слоя в м;
α_н – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждения, Вт/ м²·^ос;

Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий.    

И так, начнем:

 Первым делом рассмотрим теплопотери через стены

На них наибольшее влияние имеет конструкция стен. Рассчитываются  по формуле:     Коэф. n-поправочный коэффициент. Зависит от материала конструкций, и принимается n=1 если конструкции из штучных материалов,и n=0,9 для чердака, n=0,75 для перекрытия подвала.                                                           

Пример: Рассмотрим теплопотери сквозь кирпичную стену 510 мм с утеплителем минеральной ватой 100 мм и декоративным финишным шаром 30 мм. Внутренняя температура воздуха 22ºС, наружная -20ºС. Высотой пусть будет 3 м и длиной 4 м. В комнате одна внешняя стена, размещение на Юг, местность не ветреная, без внешних дверей. Для начала необходимо узнать коэффициенты теплопроводности этих материалов. Из размещенной выше таблицы узнаем: λ_к =0,58 Вт/мºС,  λ_ут =0,064 Вт/мºС, λ_шт =0,76  Вт/мºС. После этого рассчитывается термическое сопротивление ограждающей конструкции:

R_ст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м² ºС/Вт.

Для нашей местности такого сопротивления недостаточно и дом нужно утеплить лучше. Но сейчас не об этом.  Расчет теплопотерь:

Q=1/R·FΔt·n·β=1/2,64·12·42·1·(10/100+1)=210Вт.

ß- это дополнительные потери тепла. Далее мы распишем их значение и станет ясно, откуда взялось число 10 и зачем делить на 100.

Далее идут тепловые потери сквозь окна

Здесь все проще. Расчет термического сопротивления не нужен, ведь в паспорте современных окон он уже указан. Теплопотери через окна рассчитываются по той же схеме, что и через стены. Для примера рассчитаем потери через энергосберегающие окна с термическим сопротивлением R_о= 0,87 (м²°С/Вт) размером 1,5*1,5 с  ориентацией на Север. Q=1/0,87·2,25·42·1·(15/100+1)=125 Вт.

К теплопотерям через перекрытия относят отвод тепла через крышные и половые перекрытия. В основном это делается для квартир, где и пол и потолок представляет собой железобетонную плиту. На последнем этаже учитываются только потери сквозь потолок, а на первом лишь через подвальное перекрытие. Это обусловлено тем, что во всех квартирах принимается одинаковая температура воздуха, и теплоотдачу от квартиры к квартире не берут во внимание. Недавние исследования показали, что через не утепленные узлы примыкания перекрытий к ограждающим конструкциям идут большие потери тепла.        Определение утечки тепла через перекрытие такое же как и для стены, но не учитываются дополнительные теплопотери. Коэффициент α берется другой: α _вн =8,7 Вт/(м ²·К) α _вн =6 Вт/(м²·К), разница температур также, ведь в подвале или на крытом чердаке температура принимается в пределах 4-6ºС. Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле R_ст = 1/ α_в + Σ ( δ_і / λ_і ) + 1/ α. Возьмем перекрытие с сопротивлением 4,95 и примем воздух на чердаке +4ºС, площадь потолка 3х4м, внутри 22ºС. Подставляем в формулу и получаем:Q=1/R·FΔt·n·β=1/4,95·12·18·0,9= 40 Вт.  

Расчет потерь тепла через пол на грунте

Он немного сложнее нежели через перекрытие. Теплопотери рассчитываются по зонам. Зоной называют полосу пола шириной 2 м, параллельно внешней стене. Первая зона находится непосредственно возле стены, здесь происходит больше всего потерь тепла. За ней последуют вторая и другие зоны, до центра пола. Для каждой зоны рассчитывается свой коэффициент теплопередачи. Для упрощения вводится понятие удельного сопротивления: для первой зоны R1=2,15 (м²°С/Вт), для второй R2=4,3 (м²°С/Вт), для третьей R3=8,6 (м²°С/Вт)

 Пример Есть комната в которой пол на грунте, размер пола 6х8 м Температуры все те же. Сначала разделим пол на зоны. У нас их получилось две. Находим площадь каждой зоны. У нас это 20 м2 для первой зоны и 8 м2 для второй. Затем задаемся условными сопротивлениями R1=2,15 (м²°С/Вт), R2=4,3 (м²°С/Вт), подставляем в формулу:                                                 Q=(F1/R1+F2/R2+F3/R3)(tвт — tвн)·n=(20/2,15+8/4,3)·42·1= 470 Вт.                       

Дополнительные теплопотери

Учитываются  только для стен и окон, то есть конструкций которые напрямую соприкасаются с окружающей средой. Существует четыре вида дополнительных потерь тепла: на ориентацию, на ветреность, на количество стен и наличие внешних дверей. Выражаются они в процентах и в последствии переводятся в коэффициент дополнительных теплопотерь. Если помещение ориентированно на Север, Восток, Северо-Восток, Северо-Запад дополнительные потери тепла составляют 10%, когда на Юг, Запад, Юго-Запад, Юго-Восток, додаются 5%. Если здание находится в ветреной местности, додаются еще 10% тепловых потерь,а когда в защищенной от ветров местности только 5%. Если в помещении есть две внешние стены, то дополнительные потери составляют 5%, когда только одна — дополнительных потерь нет. Если в наружной стене есть дверь, можно рассчитать убыток сквозь нее, но проще добавить 60% если двери тройные, 80% когда двойные двери и 95% если они одинарные. Например: Комната имеет две внешние стены, размещенная в ветреной местности, одна стена выходит на Юг, вторая на Север, дверей нету. Тогда дополнительные потери составляют 10%+5% на ориентацию +10% на ветер +5% так как две стены. И того 30%, чтобы добавить их к основным теплопотерям нужно перевести в коэффициент β =30% + 100% =30/100 +1 =1,3 и подставляем в общую формулу. 

Теплопотери на вентиляцию

Не учитываются, если проектируется воздушное отопление или используется вентустановка с подогревом воздуха, так как воздух в помещение поступает уже теплый, и на его нагрев не тратится тепло. Но если установка без подогрева, необходимо учесть расход тепла на нагрев входящего воздуха. Упрощенная формула выглядит так:

Q=0,337·V·Δt

где V — бьем помещения в м3,  Δt — разница внешней и наружной температур.

Сума всех потерь тепла и составляет общие потери помещения. 

Расчет тепловых потерь в программе Excel

Сам процесс расчета тепловых потерь дома занимает довольно много времени, поэтому для себя мы создали шаблон в Excel, с помощью которого делаем расчеты. Решили с вами поделиться и использовать его можно перейдя по ссылке. Здесь же распишем инструкцию пользования.

Шаг 1

Перейти по ссылке и открыть программный файл.

Шаг 2

Нужно заполнить исходные данные: номер помещения (если вам нужно), его название и температура внутри, название ограждающих конструкций и их ориентация, размеры конструкций. Вы увидите, что площадь считается сама. Если хотите отнимать площадь окна от стен, нужно корректировать формулы, так как мы не знаем где у вас будут записаны окна. У нас площади отнимаются. Также нужно заполнить коэффициент теплопередачи 1/R, разницу температур и поправочный коэффициент. К сожалению, их заполняют вручную. В примере у нас кабинет с тремя внешними стенами в одной стене два окна, в другой нет окон и третья имеет одно окно. Конструкции стен будет как в примере, где мы рассчитывали R, поесть к=1/R=1/2,64=0,38. Пол пусть будет на грунте и его поделим на зоны у нас их две и потери считаем для двух зон , тогда к1=1/2,15=0,47, к2=1/4,3=0,23. Окна пусть будут энергосберегающие R_о= 0,87 (м²°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14.

На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.

Шаг 3

К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент. И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%. Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся.

Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и  есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений. 

Шаг 4

В нашем же случае воздух не подогревается ,и чтобы рассчитать полные потери тепла, нужно в столбик Rввести площадь нашего помещения 18 м2, а в столбец S его высоту  3 м.

Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!

Заключение

 Правильный расчет теплопотерь покажет, что вы профессионал своего дела. Ведь согласитесь, расчет потерь 100 Вт/м2 слегка преувеличен, а в некоторых случаях недостаточен. Поэтому потратьте на 15 минут больше времени и рассчитайте тепловые потери здания. Исходя из этого вы сможете не только спроектировать более чем комфортные условия пребывания людей, но и сэкономить заказчику немалые средства на эксплуатацию систем. А опыт показывает, что к таким проектировщикам обращаются чаще.

Читайте также:

Методики расчета теплопотерь

В настоящее время все чаще стали применяться для крытых спортивных площадок каркасно-тентовые и надувные сооружения. Привлекательность каркасно-тентовых и надувных сооружений заключается в том, что в них можно размещать крупногабаритные спортивные объекты такие, как футбольные поля, волейбольные и баскетбольные площадки, теннисные корты, искусственные катки и т. п., при относительно небольших (по сравнению с другими типами крытых спортивных сооружений) капиталовложениях на их строительство.

В каркасно-тентовых и надувных (воздухоопорных) сооружениях, используемых для крытых спортивных площадок, температурно-влажностный режим, заданный для холодного и теплого периодов года, обеспечивается системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При проектировании указанных систем необходимо учитывать теплотехнические особенности ограждающих конструкций рассматриваемых сооружений, обуславливающие теплозащитные характеристики их ограждений, выбор расчетных значений наружной и внутренней температур и, в конечном счете, оценку теплопотерь сооружений в холодный период года и теплопоступлений в результате воздействия солнечной радиации в теплый период года.

Действующие СНиП и Свод правил по проектированию и строительству СП 23–101–2003 «Строительная теплотехника» не содержат указаний по определению теплопоступлений и теплопотерь через ограждающие конструкции каркасно-тентовых и надувных сооружений. Они содержат требование по обязательной оценке теплоустойчивости ограждающих конструкций различных сооружений. Эта оценка при проектировании ограждающих конструкций сооружений заключается в том, что должно быть соблюдено условие, при котором расчетная амплитуда колебаний температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции (А_р) должна быть меньше требуемой (допустимой) (А_треб). Данное требование нормативных документов направлено на создание ограждающих конструкций сооружений с достаточно большой тепловой инерцией D, практически исключающей поступления тепла через ограждения в результате воздействия солнечной радиации в теплый период года, а также обеспечивающей существенное сокращение теплопотерь в холодный период года.

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений не обеспечивают выполнения условия А_р<А_треб, в виду малой тепловой инерцией (D) их ограждений. Поэтому они обуславливают поступление значительного количества тепла через ограждающие конструкции рассматриваемых сооружений в теплый период года в результате воздействия солнечной радиации и существенные теплопотери в холодный период года.

Вышеуказанные обстоятельства определили основные научно-технические задачи, которые необходимо было решать авторам при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха каркасно-тентовых и надувных сооружений, используемых для крытых спортивных площадок. Эти задачи были связаны с разработкой для этих сооружений методик расчета:

• теплопотерь через ограждающие конструкции в холодный период года;
• теплопоступлений через ограждающие конструкции в результате воздействия солнечной радиации в теплый период года.

Для разработки методики расчета теплопотерь через ограждающие конструкции каркасно-тентовых и надувных сооружений необходимо было, в первую очередь, определить их теплозащитные характеристики:

• сопротивление теплопередаче Rо, м2∙ 0С/ Вт;
• воздухопроницаемость lо, кг/м2∙ч;
• тепловую инерцию D.

Схемы ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений, применяемых в настоящее время, приведены на рис 1.

Основу ограждающей конструкции каркасно-тентового сооружения составляет сборный металлический рамный каркас, укрываемый одним (внешним) тентом или двумя (внешним и внутренним) тентами из поливинилхлоридного материала (ПВХ) (см. схемы I и II). В решении схемы II между внешним и внутренним тентами образуется воздушная прослойка большой толщины (до 2,0 м).

Ограждающие конструкции надувных сооружений могут иметь один слой ПВХ (схема III) или два слоя ПВХ (схема IV). В последнем случае между двумя слоями ПВХ образуется воздушная прослойка толщиной δв. п.=18 см и более.

Для определения сопротивления теплопередаче R0 ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений могут быть применены следующие формулы:

• для схем ограждающих конструкций I и III:
  R0= (1)
• для схем ограждающих конструкций II и IV:
  R0=, (2)

где:

• α н и αв — коэффициенты теплоотдачи, соответственно, от наружной и внутренней поверхностей ограждения, Вт/м2∙ 0С;
• δс — толщина слоя ПВХ, м;
• λс — коэффициент теплопроводности слоя ПВХ, Вт/м∙ 0С;
• Rв. п. — термическое сопротивление воздушной прослойки, м2∙ 0С/ Вт.

Рассмотрим составные части сопротивления теплопередаче R0 рассматриваемых ограждающих конструкций  и оценим их вклад в теплозащитные характеристики ограждений.

Значения коэффициентов теплоотдачи αн и αв рекомендуется принимать:

• для зимних условий — αн=23 Вт/м2∙ 0С;
• для внутренних поверхностей стен и потолков — αв=8,7 Вт/м2∙ 0С.

При этом суммарное сопротивление теплопереходу от наружного воздуха к наружной поверхности ограждения и теплопереходу от внутренней поверхности ограждения к внутреннему воздуху сооружения будет равно:

Rα = м2∙ 0С/ Вт

Известны следующие теплотехнические характеристики поливинилхлоридного материала:

• коэффициент теплопроводности — λс =0,16 Вт/м∙0С;
• объемный вес – γс=1350 кг/м3.

При толщине слоя ПВХ в ограждающей конструкции δс =0,001м его термическое сопротивление составит:

Rc =  м2∙ 0С/ Вт,

т. е. значение Rc весьма мало и вклад слоя ПВХ в теплозащиту ограждающих конструкций (схемы I и III) составит не более 4%. Следовательно для ограждающих конструкций схем I и III Rо= Rα=0,164 м2∙ 0С/ Вт.

В нормативных и справочных документах приводятся значения термического сопротивления воздушных прослоекRв. п. только при их толщине не более 0,2-0,3 метра. Рассмотрим возможные оценки термического сопротивления воздушных прослоек Rв. п. при толщине от 0,3 до 2,0 метров, предполагая, что оболочки воздушных прослоек замкнуты и герметичны.

Теплообмен в воздушных прослойках происходит конвекцией и излучением, и их термическое сопротивление может быть установлено следующим образом:

 , (3)

где:

• α′к – коэффициент теплоотдачи конвекцией и теплопроводностью через воздушную прослойку, Вт/м2∙ 0С;
• αл — коэффициент теплоотдачи излучением через воздушную прослойку, Вт/м2∙ 0С.

Результаты расчетов коэффициентов термических сопротивлений воздушных прослоек Rв. п. и сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций  в зависимости от толщины прослойки δв. п. для холодного периода года г. Санкт-Петербурга представлены на графиках рис.2.

Результаты расчетов позволяют отметить следующее:

• вклад в передачу тепла через воздушную прослойку излучением существенно больше, чем конвекций, и может составлять при δв. п.=2,0 метра до 70-75%;
• при увеличении толщины воздушной прослойки с 0,3 метра до 2,0 метров термическое сопротивление ее повышается не более, чем на 20-25%;
• вклад воздушной прослойки в сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (схема II и IV) составляет до 50-60%. Это указывает на целесообразность применения замкнутых герметичных воздушных прослоек, образующихся между ПВХ, что обеспечивает создание ограждений с более высокими теплозащитными характеристиками;
• устанавливаемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений (Rо=0,16-0,39 м2∙ 0С/Вт) существенно меньше нормативных значений сопротивления теплопередаче для стен зданий, регламентированных СНиП. Но они практически равны нормативным значениям для светопрозрачных ограждений (фонари, окна и т. п.). Выполнение ограждающих конструкций каркасно-тентовых сооружений с нормативными значениями, рекомендуемых для стен зданий, возможно в случае применения теплоизоляционных материалов, что приведет к удорожанию и существенному увеличению сроков строительства.

Теплозащитные характеристики ограждений зависят от воздухопроницаемости применяемых строительных материалов и в целом от конструкции ограждений. Материал ПВХ, используемый в ограждающих конструкциях каркасно-тентовых и надувных сооружений практически воздухонепроницаем. При расчетных значениях теплового и ветрового напоров ∆Р=1–2 мм. вод. ст. его воздухопроницаемость может составить не более 0,001- 0,004 кг/м2∙ч. Конструкции ограждений каркасно-тентовых и надувных сооружений могут иметь неплотности в местах:

• сочленение отдельных полотен покрытий из ПВХ;
• крепления покрытий (тентов) к металлическому каркасу;
• крепления покрытий (тентов) к фундаменту сооружения.

Через указанные неплотности может инфильтрировать наружный воздух в результате воздействия теплового и ветрового напоров.

Опыт нашего проектирования каркасно-тентового и надувного сооружений, используемых для спортивных площадок, с полезным объемом соответственно ~ 17.000 м3 и 11.200 м3, при котором были осуществлены расчетные оценки возможных неплотностей в ограждающих конструкциях и количеств инфильтрующегося воздуха, позволяет отметить, что кратность воздухообмена в сооружениях в результате инфильтрации наружного воздуха может достигать в холодный период года до ~0,3 1/ч. Вполне очевидно, что степень влияния инфильтрации наружного воздуха на температурно-влажностный режим каркасно-тентовых и надувных сооружений должна устанавливаться на основе результатов испытаний сооружений на герметичность, которые должны производиться после окончания их строительства, а также периодически при их эксплуатации.

Тепловая инерция D ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений может быть оценена по формулам:

• при одном слое ПВХ: D1=RcּSc ; (4)
• при двух слоях ПВХ: D2=2RcּSc, (5)

где:

• Sc – коэффициент теплоусвоения слоя ПВХ, Вт/м2∙ 0С, равный при 24-часовом периоде 

Принимая Сс=1,26 кДж/кг∙0С, получаем:

Sc=0,27 Вт/м2∙ 0С

Тогда: D1=0,0063ּ4,5=0,028; D2=2ּ0,0063ּ4,5=0,056.

Результаты оценки тепловой инерции D ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений свидетельствуют о том, что они относятся к безинерционным ограждениям (к наилегчайшим по степени массивности), для которых расчетная продолжительность холодного отрезка времени составляет не более суток. Ранее действующий СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в этом случае за расчетную температуру наружного воздуха холодного периода года tн рекомендовал принимать абсолютно-минимальную температуру для рассматриваемого климатического района или, по крайней мере, среднюю температуру наиболее холодных суток. Принятие в качестве расчетной температуры наружного воздуха холодного периода года более высокой температуры (например, средней температуры наиболее холодной пятидневки) будет связано с понижением показателя обеспеченности заданных температурно-влажностных условий в сооружениях.

Критерием для обоснованного выбора расчетного значения температуры наружного воздуха холодного периода года tн при определении теплопотерь каркасно-тентовых и надувных сооружений может быть, по нашему мнению, допустимая продолжительность периода, в течение которого возможно нарушение заданных параметров внутреннего воздуха в сооружениях.

При разработке методики расчета теплопоступлений через ограждающие конструкции каркасно-тентовых и надувных сооружений в результате воздействия солнечной радиации в теплый период года учитывались:

1. Методические положения, изложенные в ранее действующем СНиП II-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и «Справочнике проектировщика» (ч. 3, кн. 1, изд. 1992).
2. Особенности теплотехнических характеристик рассматриваемых сооружений:

• весьма малые значения тепловой инерции (D<0,03÷0,06) и сопротивления теплопередаче (Rо<0,2÷0,4 м2∙К/Вт) ограждающих конструкций;
• коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхностью ограждающих конструкций ρпог= 0,12÷0,18;
• проникающая составляющая солнечной радиации равна нулю (ρпрон=0), в результате применения непрозрачных материалов при создании ограждающих конструкций.

3. Рекомендации по оценке расчетных значений для теплого периода года сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и по выбору расчетных значений для теплого периода года наружной температуры tн.

В соответствии с методическими положениями СНиП II-33-75 поступление тепла в сооружение через ограждающие конструкции в теплый период года рекомендуется рассчитывать как гармонически изменяющийся тепловой поток Q:

Q=qo+βAq , (6)

где:

• qо – среднесуточное поступление тепла в сооружение;
• Aq – амплитуда колебания теплового потока в течение суток;
• β – коэффициент, определяющий изменение величины теплового потока Aq в различные часы суток.

Среднесуточное поступление тепла qо через ограждающую конструкцию сооружения определяются по формуле:

qо=·[(tн+ρпог∙Jср / αн) -tв] , (7)

где:

• F – площадь поверхности ограждающей конструкции, м2;
•  — сопротивление теплопередаче ограждения в теплый период года;
• tн – расчетная температура наружного воздуха в июле;
• tв – расчетная температура воздуха в сооружении;
• ρпог – коэффициент поглощения тепла солнечной радиации наружной поверхностью ограждения, значения которого устанавливаются по справочным данным;
• Jср – среднесуточное количество тепла суммарной солнечной радиации, поступающей на поверхность ограждения в самый жаркий месяц;
• αн — коэффициент тепловосприятия наружной поверхности ограждения для теплого периода года.

Амплитуду колебания теплового потока в течение суток Aq рекомендуется определить по формуле:

Aq=αв·F· (8)

где:

• αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения;
•  — расчетная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в самый жаркий месяц;
• ν – коэффициент затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха . Учитывая, что тепловая инерция ограждающих конструкций каркасно-тентовых и надувных сооружений D<1,5 значение коэффициента затухания ν можно определить по формуле:

ν = ·αв (9)

Принимая:

= 0,5·+ρпог(Jmax-Jср) / αн (10)

имеем:

Aq=· [0,5·+ρпог(Jmax-Jср) / αн] , (11)

где:

• Atн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в самый жаркий месяц;
• Jmax, Jср – соответственно максимальное и среднесуточное значения суммарной солнечной радиации.

[PDF] Модуль 2.3 — Теплопотери ткани и вентиляции

Загрузить Модуль 2.3 — Теплопотери ткани и вентиляции …

Результаты обучения • После успешного завершения этого модуля слушатели смогут: — Описывать, как теряется тепло из здания. — Опишите основное уравнение потери тепла.

2

Потери тепла через ткань здания. • Тепло перетекает из жарких мест в холодные. (Второй закон термодинамики) • Большинству людей нравится жить и работать при комнатной температуре около 20 ° C.• Во многих европейских странах температура наружного воздуха зимой значительно ниже 20 ° C. • Тепло из теплых областей проходит через ткань зданий (полы, стены, крыши, окна и двери) в более холодные области. 3

— продолжение. ПОТЕРЯ ТЕПЛА В ПОМЕЩЕНИИ ЧЕРЕЗ КРЫШУ

ТЕМПЕРАТУРА ПОМЕЩЕНИЯ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 20 ° C

ПОТЕРЯ ТЕПЛА В ПОМЕЩЕНИИ ЧЕРЕЗ ВНЕШНИЕ СТЕНЫ

ПОТЕРЯ ТЕПЛА В ПОМЕЩЕНИИ ЧЕРЕЗ ДВЕРИ И ОКНА

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ПОМЕЩЕНИЯ

ВНЕШНИЙ ПОТОК

ВНЕШНИЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПОТОК

ВНЕШНИЙ ПОТОК

ВНЕШНИЙ ПОТОК

ВНЕШНЯЯ ИЗОЛЯЦИЯ или изоляция из стекловолокна / минеральной ваты> 300 мм.15

Тепловые потери при вентиляции зданий. • Определение — вентиляция. Вентиляция — это преднамеренный процесс замены воздуха в любом помещении для обеспечения высокого качества воздуха в помещении. • Определение — проникновение. Инфильтрация — это неконтролируемое попадание свежего воздуха в жилище через пути утечки воздуха в здании. Инфильтрация может способствовать вентиляции, но не может считаться надежной, если ее не контролировать. 16

Вентиляция — сознательный процесс. Источник изображения: www.aandhbrass.co.uk

17

Проникновение — утечка воздуха Источник изображения: Агентство по охране окружающей среды США

18

Воздействие вентиляции и инфильтрации. • Вентиляция и инфильтрация приносят наружный воздух в здание, вытесняя воздух, который находился внутри здания. • Зимой холодный наружный воздух заменяет теплый внутренний воздух. • Чтобы поддерживать температуру внутри на уровне около 20 ° C, система отопления должна поднять температуру наружного воздуха до 20 ° C. • Этот нагрев вентиляции и инфильтрации воздуха увеличит расходы на отопление здания.19

Потери тепла из-за вентиляции и инфильтрации. • Потери тепла из-за воздухообмена внутри здания рассчитываются по формуле Тепловые потери = ρ x V x C x dT, где ρ = плотность воздуха (кг / м3) V = скорость вентиляции / инфильтрации (м3 / с) C = удельная теплоемкость (кДж / кг K) dT = разница температур внутри и снаружи (K) Единицы тепловых потерь = Вт. 20

— продолжение. • Потери тепла из-за воздухообмена внутри здания можно упростить до Теплопотери = 0,33 x N xvx dT, где N = количество воздухообменов в час v = объем помещения (м3) dT = разница температур внутри и снаружи (K) См. предположения, сделанные на следующей странице.

21

— продолжение. •

Предположения, сделанные при использовании Тепловые потери = 0,33 x N xvx dT a) ρ = плотность воздуха — 1,2 кг / м3 при 20 ° C b) C = удельная теплоемкость — 1000 Дж / кг K Источник:

Building Services & Оборудование- Том 1 — 3-е издание — Глава 4. Автор — F Hall. ISBN 0-582-23652-5

22

— продолжение. • Тепловые потери = 0,33 x N x v x dT • При проектировании зданий Объем здания (v) определяется потребностями собственников. Разница температур (dT) внутри и снаружи определяется климатом.Только количество воздухообменов в час (N) может быть изменено проектировщиком здания. • Для минимизации потерь тепла — необходимо минимизировать N. 23

— продолжение. • Похоже, что для уменьшения потерь тепла в зданиях проектировщики, строители и владельцы должны стремиться к минимально возможной скорости воздухообмена, т. Е. Низкий воздухообмен = низкие потери тепла. • Однако необходимо иметь минимальный объем воздухообмена, чтобы обеспечить высокое качество воздуха в помещении. • Причины вентиляции указаны на следующей странице.

24

— продолжение.Причины вентиляции / воздухообмена. — Быстро разбавить загрязняющие вещества, не представляющие опасности для здоровья — Удалить вредные загрязняющие вещества — Удалить водяной пар в местах, где он производится в избыточных количествах — Рассеять остаточный водяной пар — Обеспечить достаточный приток свежего воздуха для дыхания 25

— продолжение. • Минимальные требования к вентиляции зданий в разных странах Европы различаются. • Вентиляция, превышающая эти минимальные требования, увеличит потери тепла из здания. • Во время проектирования, строительства и эксплуатации следует приложить максимум усилий, чтобы снизить воздухообмен до минимальных или близких к ним требований.• Также необходимо приложить максимум усилий для рекуперации тепловой энергии любого теплого воздуха, выталкиваемого из здания. 26

— продолжение. • Как указывалось ранее, изменение воздуха в здании происходит из-за сочетания вентиляции и инфильтрации. • Вентиляция — это преднамеренный процесс замены воздуха в любом помещении для обеспечения высокого качества воздуха в помещении. Это можно свести к минимуму для экономии затрат на воздушное отопление, но нельзя / нельзя исключать. • Инфильтрация — это неконтролируемое попадание свежего воздуха в жилище через пути утечки воздуха в здании.По возможности это следует устранить. 27

— продолжение. • Вывод: для уменьшения потерь тепла из-за изменения воздуха в зданиях проектировщики, строители и владельцы должны стремиться к минимально возможной скорости инфильтрации, то есть минимально возможной скорости инфильтрации = минимально возможные потери тепла из-за воздухообмена. • Это предполагает наличие альтернативных систем управляемой вентиляции, соответствующих минимальным нормам вентиляции, установленным государственными постановлениями. 28

Как добиться минимально возможной скорости инфильтрации.Чтобы свести к минимуму проникновение воздуха, все неконтролируемые пути воздушного потока должны быть перекрыты. Источник изображения: www.lowenergyhouse.com/ draft-proofing.html

29

— продолжение. Чтобы свести к минимуму проникновение воздуха, вокруг здания должна быть образована воздухонепроницаемая оболочка (красного цвета). Источник изображения; www.springtimehomes.com/ green_building_science 30

Приемлемые скорости проникновения. • Стандарты максимальной скорости инфильтрации установлены не всеми европейскими странами. • Текущий стандарт пассивного дома предполагает уровень утечки воздуха ≤ 0.В 6 раз больше объема птичника в час при испытании под давлением 50 Па. • Некоторые европейские страны разработали «Аккредитованные детали строительства», чтобы показать проектировщикам и строителям примеры передовой практики для достижения герметичности и сведения к минимуму тепловых мостиков изоляционных слоев. 31

Источник приемлемых деталей конструкции. • • • •

Источник Дания — Не обнаружено. Источник Франция — Не найдено. Источник Испания — Не найдено. Источник Германия. Институт Passivhaus — «Protokollband # 16» • Источник, Ирландия.http://www.environ.ie/en/Publications/Developm entandHousing / BuildingStandards 32

— продолжение. • Источник Великобритания. http://www.planningportal.gov.uk/england/profes sionals / buildingregs / Technicalguidance / bcconsfp partl / bcassociateddocuments9 / bcptlaccdet / • Источник — Шотландия. http://www.scotland.gov.uk/Resource/Doc/21773 6 / 0088295.pdf

33

• Базовое уравнение потерь тепла Q  UAT  0,33NvT Потери на инфильтрацию

Потери ткани

Потери ткани

Потери инфильтрации

34

QUA

TN v

Общая скорость теплопередачи (Вт) Коэффициент теплопередачи (Вт / м2K) Площадь поверхности, через которую происходит теплопередача (м2) Разница между внутренним и внешним воздухом температура (oC или K) Скорость инфильтрации (ac / h) Объем, окружающий здание (м3)

35

• Другие способы представления уравнения тепловых потерь Q

 AU C T v

Q  hlc T

Cv Вентиляционная проводимость

Коэффициент теплопотерь hlc

36

Пример: Рассчитать теплопотери для двухквартирного дома

5.1 м

7 м 9 м 37

Определить тепловую оболочку

Нет потерь тепла через стену стороны

Тепловая граница

38

Спецификация Поверхность

Описание

Значение U (Вт / м2K)

Стена

стена 100 мм изоляция 0,03 Вт / мК

0,25

Крыша

Изоляция 270 мм 0,04 Вт / мК между балками перекрытия и над потолком

0,15

Пол

Плита на первом этаже с изоляцией 100 мм 0.03 Вт / мК

0,20

Окна

25% от общей площади пола, двойное остекление, мягкое покрытие, зазор 16 мм, аргон заполненный, ПВХ

1,70

Дверь

Дверь из массивной древесины, 1,85 м2

3,00

Скорость инфильтрации 0,4 воздухообмена в час

39

Рассчитать  (AU) Площадь

A (м2)

U (Вт / м2K)

AxU (Вт / K)

83,95

0,25

20,99

Крыша

63

0.15

9,45

Этаж

63

0,20

12,60

Окна

31,5

1,70

53,55

Дверь

1.85

1.85

3.002000

102,14 40

Расчет проводимости вентиляции N (перем. / Ч) 0,4

В (м3) 5,1 x 9 x 7

(1/3) NV (Вт / K) 42,84

41

Допустимая общая потеря тепла T Внутренний — 21oC Предположим, TE внешний — 5oC 1   Q   AU  NV  T 3  

Q = (102.14 + 42,84) (21-5) WQ = 1634 + 685 WQ = 2319 WQ = 2,32 кВт 42

Общие тепловые потери 2,32 кВт

Потери ткани 1,63 кВт

Потери на инфильтрацию 0,69 кВт

В этом примере инфильтрация составляет 30 % потерь тепла

43

• Учитывайте влияние герметичности конструкции на общие потери тепла. • Выполните расчет теплопотерь для примера дома, используя те же значения U, но разные скорости воздухообмена в час.

N Комментарий (акр / час) 0.9

0,4

Дефектный (вспомните британское исследование из Вентиляционного модуля) Разумный

0,03 Герметичный (в направлении стандарта пассивного дома)

44

Влияние конструкции на герметичность конструкции Утечка

Общее количество (кВт) 3,18

Разумно

2,32

73

Герметично

1,67

53

45

Влияние герметичности конструкции На герметичность

Разумно

60

80

100

% Тепловые потери

Повышение герметичности конструкции от 0.От 9 до 0,03 акр / ч уменьшаются потери тепла на 47%, все остальные факторы остаются неизменными.

Не стоит недооценивать эффект проникновения 46

Краткое описание модуля. • В большинстве европейских зданий зимняя комнатная температура внутри намного выше, чем температура наружного воздуха. • Задача. Какие основные части строительной ткани передают тепло изнутри наружу?

47

Краткое описание модуля — продолжение. • Потери тепла через любую поверхность здания можно рассчитать по простой формуле.• Задача. Запишите эту формулу. Что обозначает каждая буква в формуле? Какие единицы связаны с каждой буквой? Какие единицы тепловых потерь?

48

Краткое описание модуля — продолжение. • Потери тепла через любую поверхность здания можно рассчитать по простой формуле. • Задача. Запишите эту формулу. Что обозначает каждая буква в формуле? Какие единицы связаны с каждой буквой? Какие единицы тепловых потерь?

49

Краткое описание модуля — продолжение.• Вы только что определили формулу для расчета потерь тепла через ткань здания. • Задача. Какие элементы этой формулы обычно определяются климатом? Какие из элементов этой формулы обычно определяются потребностями собственников? Какие элементы этой формулы обычно выбирает дизайнер? 50

Краткое описание модуля — продолжение. • Проектировщики, строители и владельцы хотят минимизировать потери тепла и затраты на электроэнергию в своих зданиях. Для этого они должны уменьшить потери тепла через внешнюю ткань зданий.Значение U используется для описания коэффициента теплопередачи каждого из элементов, составляющих ткань здания (полы, стены, крыши, окна и двери). • Задача. Что из следующего верно? Низкое значение U = низкие тепловые потери. Высокое значение U = низкие тепловые потери. 51

Краткое описание модуля — продолжение. • Таблица, приведенная ранее в модуле, определяет рекомендуемые значения U для строительных элементов в некоторых европейских странах на апрель 2007 г. • Задача. Для одинаковой разницы температур внутри и снаружи — определите страну, в которой должны быть наименьшие общие потери тепла от зданий.Определите страну, которая должна быть самой большой. 52

Краткое описание модуля — продолжение. • Годовое потребление тепла в жилищах может быть указано в кВтч / м2 / год. Это позволяет легко сравнивать дома разного размера. • Задача. В 2006 году в какой из европейских стран, перечисленных в таблице, было самое низкое годовое потребление тепла (кВтч / м2 / год)? Как это значение соотносится с максимальным годовым потреблением тепла? Как это сравнить с пассивным домом? 53

Краткое описание модуля — продолжение.• Стандарты изоляции пассивных домов могут быть приняты зданиями в будущем. • Задача. Как изменится спрос на энергию, если в зданиях будут приняты стандарты изоляции пассивных домов? Как изменятся выбросы углекислого газа? Как изменится типичная толщина изоляции?

54

Краткое описание модуля — продолжение. • Вентиляция и инфильтрация обеспечивают поступление свежего воздуха в здания. • Задача. Объясните разницу между вентиляцией и инфильтрацией. Что из этих двух необходимо для поддержания высокого качества воздуха в помещении.Какие из этих двух следует свести к минимуму или исключить.

55

Краткое описание модуля — продолжение. • Потери тепла из-за воздухообмена в здании можно рассчитать по простой формуле. • Задача. Запишите эту формулу. Что обозначает каждая буква в формуле? Какие единицы связаны с каждой буквой? Какие единицы тепловых потерь?

56

Краткое описание модуля — продолжение. • Некоторые европейские страны разработали документацию, чтобы помочь проектировщикам, строителям и владельцам уменьшить проникновение воздуха и уменьшить тепловые мосты изоляции.• Задача. Какое название получили эти документы? Где найти эти документы?

57

Список литературы. • www.eurima.org/u-values-in-europe/ • www.odyssee-indicators.org • Строительные услуги и оборудование — Том 1 — 3-е издание — Глава 4. Автор — F Hall. ISBN 0-582-23652-5 • www.passivhaus.de/ • www.environ.ie • www.planningportal.gov.uk • www.scotland.gov.uk 58

Как работает излучающий барьер: усиление / потеря тепла в Здания

Физика фольги

Существует три режима теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение (инфракрасное).Из трех основных мод — излучение; теплопроводность и конвекция вторичны и вступают в игру только тогда, когда материя прерывает или препятствует лучистой теплопередаче. По мере того как материя поглощает лучистую энергию, она нагревается, и возникает градиент температуры, что приводит к движению молекул (проводимость в твердых телах) или массовому движению (конвекция в жидкостях и газе).

Все вещества, включая воздушные пространства и строительные материалы (такие как дерево, стекло, штукатурка и изоляция), подчиняются одним и тем же законам природы и передают тепло.Твердые материалы различаются только скоростью теплопередачи, на которую в основном влияют различия в плотности, весе, форме, проницаемости и молекулярной структуре. Можно сказать, что материалы, которые передают тепло медленно, СОПРОТИВЛЯЮТ тепловому потоку.
Направление теплопередачи является важным фактором. Тепло излучается и проводится во всех направлениях, но в основном передается вверх. На рисунке ниже показаны режимы теплопотерь домами. Во всех случаях излучение является доминирующим режимом.

Проводимость — это прямой поток тепла через вещество (молекулярное движение).Он возникает в результате реального физического контакта одной части одного тела с другой частью или одного тела с другим. Например, если один конец железного стержня нагревается, тепло передается за счет теплопроводности через металл к другому концу; он также перемещается на поверхность и переносится в окружающий воздух, который представляет собой другое, но менее плотное тело. Примером проводимости через контакт между двумя твердыми телами является кастрюля на твердой поверхности горячей плиты. Наибольший возможный поток тепла между материалами происходит там, где существует прямая теплопроводность между твердыми телами.Тепло всегда передается от теплого к холодному, никогда от холода к теплу, и всегда проходит кратчайшим и легким путем.

В общем, чем плотнее вещество, тем оно лучше проводником. Твердая порода, стекло и алюминий, будучи очень плотными, являются хорошими проводниками тепла. Уменьшите их плотность, подмешивая в массу воздух, и их проводимость снизится. Поскольку воздух имеет низкую плотность, процент тепла, передаваемого через воздух, сравнительно невелик. Два тонких листа алюминиевой фольги с воздушным пространством примерно в один дюйм между ними весят менее одной унции на квадратный фут.Отношение массы примерно 1 к 100 воздуха, что наиболее важно для уменьшения теплопроводности. Чем менее плотная масса, тем меньше будет теплопроводность.

Конвекция — это перенос тепла в газе или жидкости, вызванный фактическим потоком самого материала (движение массы). В строительных помещениях тепловой поток естественной конвекции в основном направлен вверх, несколько в сторону, а не вниз. Это называется «свободная конвекция». Например, теплая печь, человек, пол, стена и т. Д., теряет тепло за счет теплопроводности с более холодным воздухом, контактирующим с ним. Это дополнительное тепло активирует (нагревает) молекулы воздуха, которые расширяются, становятся менее плотными и поднимаются вверх. Более прохладный, тяжелый воздух врывается сбоку и снизу, чтобы заменить его. Популярное выражение «горячий воздух поднимается» иллюстрируется дымом, поднимающимся из трубы или сигареты. Движение — турбулентно восходящее, с компонентом бокового движения. Конвекцию также можно вызвать механически, например вентилятором. Это называется «принудительная конвекция».”

Излучение — это передача электромагнитных лучей через пространство. Радиация, как и радиоволны, невидима. Инфракрасные лучи возникают между световыми и радиолокационными волнами (между 3-15 микронной частью спектра). Отныне, говоря об излучении, мы будем иметь в виду только инфракрасные лучи. Каждый материал, имеющий температуру выше абсолютного нуля (-459-7 F.), излучает инфракрасное излучение, включая солнце, айсберги, печи или радиаторы, людей, животных, мебель, потолки, стены, полы и т. Д.

Все объекты излучают инфракрасные лучи со своей поверхности во всех направлениях по прямой линии, пока они не будут отражены или поглощены другим объектом. Эти лучи движутся со скоростью света и невидимы, и у них нет температуры, только энергия. Нагревание объекта возбуждает поверхностные молекулы, заставляя их испускать инфракрасное излучение. Когда эти инфракрасные лучи попадают на поверхность другого объекта, они поглощаются, и только после этого в объекте выделяется тепло. Это тепло распространяется по массе за счет теплопроводности.Нагретый объект затем передает инфракрасные лучи от открытых поверхностей посредством излучения, если эти поверхности подвергаются прямому воздействию в воздушное пространство.

Количество испускаемого излучения зависит от коэффициента излучения поверхности источника. Коэффициент излучения — это скорость, с которой испускается излучение (эмиссия). Поглощение излучения объектом пропорционально коэффициенту поглощающей способности его поверхности, который обратен его излучательной способности.
Хотя два объекта могут быть идентичными, если бы поверхность одного была покрыта материалом с излучательной способностью 90%, а поверхность другого — материалом с излучательной способностью 5%, результатом была бы резкая разница в скорости потока излучения. от этих двух объектов.Это демонстрируется сравнением четырех одинаковых железных радиаторов с одинаковым нагревом, покрытых разными материалами. Один покрасьте алюминиевой краской, а другой — обычной эмалью. Третий накройте асбестом, а четвертый — алюминиевой фольгой. Хотя все они имеют одинаковую температуру, тот, который покрыт алюминиевой фольгой, будет излучать меньше всего (самый низкий [5%] коэффициент излучения). Радиаторы, покрытые обычной краской или асбестом, будут излучать больше всего, потому что они имеют самый высокий коэффициент излучения (даже выше, чем у оригинального железа).Окрашивание алюминиевой краской или фольгой обычной краской изменяет коэффициент излучения поверхности до 90%.

Материалы, поверхности которых не отражают в значительной степени инфракрасные лучи, например: бумага, асфальт, дерево, стекло и камень, имеют коэффициент поглощения и излучения от 80% до 93%. Большинство материалов, используемых в строительстве — кирпич, камень, дерево, бумага и т. Д. — независимо от их цвета, поглощают инфракрасное излучение примерно на 90%. Интересно отметить, что стеклянное зеркало — отличный отражатель света, но очень плохой отражатель инфракрасного излучения.Зеркала имеют примерно такую ​​же отражательную способность для инфракрасного излучения, как толстое покрытие черной краской.

Поверхность алюминия имеет способность не поглощать, а отражать 95% падающих на нее инфракрасных лучей. Поскольку алюминиевая фольга имеет такое низкое отношение массы к воздуху, может иметь место очень малая проводимость, особенно когда поглощается только 5% лучей.

Проведите такой эксперимент: поднесите образец фольгированного утеплителя к лицу, не касаясь его. Вскоре вы почувствуете тепло собственных инфракрасных лучей, отражающихся от поверхности.Объяснение: коэффициент излучения теплового излучения поверхности вашего лица составляет 99%. Поглощение алюминиевой изоляции составляет всего 5%. Он отправляет обратно 95% лучей. Степень впитывания вашего лица составляет 99%. В результате вы чувствуете отражение тепла вашего лица.

ОТРАЖАТЕЛЬНОСТЬ И ВОЗДУШНОЕ ПРОСТРАНСТВО
Чтобы задержать тепловой поток за счет теплопроводности, стены и крыши построены с внутренними воздушными пространствами. Теплопроводность и конвекция через эти воздушные пространства вместе составляют от 20% до 35% тепла, проходящего через них.И зимой, и летом от 65% до 80% тепла, которое проходит от теплой стены к более холодной стене или через вентилируемый чердак, происходит за счет радиации.

Значение воздушных пространств как теплоизоляции должно включать характер ограждающих поверхностей. Поверхности сильно влияют на количество энергии, передаваемой излучением, в зависимости от поглощающей способности и излучательной способности материала, и являются единственным способом изменения общего количества тепла, передаваемого через заданное пространство. Важность излучения нельзя упускать из виду в задачах, связанных с обычными комнатными температурами.

Следующие результаты испытаний показывают, как можно изменить теплопередачу в данном воздушном пространстве. Расстояние между горячей и холодной стенками составляет 1-1 / 2 дюйма, а температура горячей и холодной поверхностей составляет 212 градусов и 32 градуса соответственно. В СЛУЧАЕ 1 ограждающие стены сделаны из бумаги, дерева, асбеста или другого подобного материала. В CASE 2 стены облицованы алюминиевой фольгой. В СЛУЧАЕ 3 два листа алюминиевой фольги используются для разделения корпуса на три 1/2 ″ пространства.

ВАРИАНТ 1: НЕИЗОЛИРОВАННОЕ СТЕННОЕ ПРОСТРАНСТВО

Проводимость 21 БТЕ
Конвекция 92 БТЕ
Излучение 206 БТЕ
ВСЕГО 319 БТЕ

Поверхности из обычных строительных материалов, включая обычную объемную изоляцию, имеют низкий коэффициент излучения или излучения и коэффициент поглощения тепловых лучей более 90%.Воздух имеет низкую плотность, поэтому проводимость невысока (всего 21 БТЕ). Конвекционные токи передают 92 БТЕ.

ВАРИАНТ 2: ОДИНАКОВОЕ ПРОСТРАНСТВО СТЕНЫ, ИСКЛЮЧЕНИЕ

Проводимость 21 БТЕ
Конвекция 92 БТЕ
Излучение 10 БТЕ
ВСЕГО 123 БТЕ

Внутренние поверхности облицованы листами алюминиевой фольги с коэффициентом излучения и поглощающей способности 3%. Обратите внимание на резкое падение теплового потока за счет излучения с 206 БТЕ до 10 БТЕ. Проводимость и конвекция без изменений.Первоначальная общая потеря тепла с 319 БТЕ снижается до 123 БТЕ.

ВАРИАНТ 3: ДВА ЛИСТА (5% ВЫБРОСОВ) АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ

Проводимость 23 БТЕ
Конвекция 23 БТЕ
Излучение 2 БТЕ
ВСЕГО 48 БТЕ

Делит пространство стены на 3 светоотражающих отсека. Потери тепла за счет излучения снижаются на 94% по сравнению с случаем 1. Два внутренних листа задерживают конвекцию, так что ее поток падает на 75%. Проводимость повышается всего на 2 БТЕ; от 21 БТЕ до 23 БТЕ. Общие тепловые потери снижаются на 85% по сравнению со случаем 1.

Отражение и излучательная способность от поверхностей могут происходить ТОЛЬКО в ПРОСТРАНСТВЕ. Идеальное пространство — любое измерение 3/4 ″ или больше. Небольшие пространства также эффективны, но их эффективность становится все меньше. Там, где нет воздушного пространства, мы проводим через твердые тела. Когда отражающая поверхность материала прикрепляется к потолку, полу или стене, эта конкретная поверхность перестает иметь значение теплоизоляции в точках соприкосновения.
Контроль нагрева с помощью алюминиевой фольги стал возможным благодаря ее низкому коэффициенту теплового излучения и низкой теплопроводности воздуха.С помощью слоистой фольги и воздуха можно практически исключить передачу тепла за счет излучения и конвекции: факт, регулярно используемый космической программой НАСА. В космическом корабле Columbia керамическая плитка покрыта алюминиевыми кусочками, которые отражают тепло, прежде чем оно может быть поглощено. «Лунные костюмы» состоят из отражающих поверхностей из фольги, окружающих захваченный воздух, для значительного изменения температуры.

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ВОЗДУХ
В том, что касается теплопередачи, не существует такого понятия, как «мертвое» воздушное пространство, даже в случае совершенно герметичного отсека, такого как термос.Конвекционные токи неизбежны при разнице температур между поверхностями, если внутри присутствует воздух или другой газ. Поскольку воздух имеет некоторую плотность, будет происходить теплопередача за счет теплопроводности, если какая-либо поверхность так называемого «мертвого» воздушного пространства нагревается. Наконец, излучение, на которое приходится от 50% до 80% всей теплопередачи, с легкостью проходит через воздух (или вакуум), точно так же, как излучение проходит многие миллионы миль, которые отделяют Землю от Солнца.

Алюминиевая фольга своей отражающей поверхностью может блокировать поток излучения.Некоторые виды фольги обладают более высокими характеристиками поглощения и излучения, чем другие. Вариации колеблются от 2% до 72%, то есть разница превышает 2000%. У большинства алюминиевых изоляционных материалов коэффициент поглощения и излучения составляет всего 5%. Он непроницаем для водяного пара и конвекционных потоков и отражает 95% всей лучистой энергии, падающей на его поверхности, связанные с воздухом.

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ПОЛЫ
Потеря тепла через полы происходит в основном за счет излучения (до 93%). Когда АЛЮМИНИЕВЫЙ утеплитель устанавливается на первых этажах и в подъездных пространствах холодных зданий, он предотвращает проникновение тепловых лучей вниз, отражая тепло обратно в здание и нагревая поверхности пола.Поскольку алюминий непроницаем, на него не действуют пары грунта.

КОНДЕНСАЦИЯ
Водяной пар — это газовая фаза воды. Как газ, он будет расширяться или сжиматься, заполняя любое пространство, в котором он может находиться. В данном пространстве, когда воздух имеет заданную температуру, существует ограниченное количество пара, который может быть взвешен. Любой избыток превратится в воду. Точка непосредственно перед началом конденсации называется 100% насыщением. Точка конденсации называется точкой росы.

ПАРОМ

1. Чем выше температура, тем больше пара может удерживать воздух; чем ниже температура, тем меньше пара.
2. Чем больше пространство, тем больше пара оно может удерживать; чем меньше пространство, тем меньше пара оно может удерживать.
3. Чем больше пара в данном пространстве, тем больше будет его плотность.
4. Пар будет течь из областей с большей плотностью пара в области с более низкой плотностью пара.
5. Проницаемость изоляции — необходимое условие для паропроницаемости; чем меньше проницаемость, тем меньше парообмен.

Средняя насыщенность водяным паром составляет около 65%. Если бы комната была паронепроницаемой, а температуру постепенно снижали, процент насыщения увеличивался бы, пока не достигнет 100%, хотя количество пара останется прежним.Если бы температуру еще больше понизили, избыточное количество пара для этой температуры в таком объеме пространства выпало бы в виде конденсации. Этот принцип наглядно демонстрируется, когда мы дышим в холодных местах. Теплый воздух в наших легких и во рту может поддерживать пар, но его количество слишком велико для более холодного воздуха, поэтому избыточный пар для этой температуры конденсируется, и мелкие частицы воды становятся видимыми.
При теплопроводности тепло переходит в холод. Нижняя поверхность крыши, когда зимой холодно, отводит тепло из воздуха, с которым она находится в непосредственном контакте.В результате температура воздуха падает настолько, что становится ниже точки росы (температуры, при которой пар конденсируется на поверхности). Избыточное количество пара для этой температуры, которое выпадает в результате конденсации или изморози, прикрепляется к нижней стороне крыши.

Водяной пар легко проникает через штукатурку и дерево. Когда пар вступает в контакт с материалами внутри стен, температура которых ниже точки росы пара, внутри стен образуется влага или иней.Эта влага имеет тенденцию накапливаться в течение длительного времени незаметно, что со временем может привести к повреждению здания.

Для предотвращения конденсации необходимо большое пространство между внешними стенами и любой изоляцией, которая пропускает пар. Уменьшение пространства или температуры превращает пар во влагу, которая затем сохраняется. Альтернативными методами решения этой проблемы являются использование отдельных пароизоляционных материалов или изоляции, которая одновременно является пароизоляцией. Алюминий невосприимчив к водяному пару и с воздушным пространством невосприимчив к конденсации пара.

ИСПЫТАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ
U-ФАКТОР — это скорость теплового потока в БТЕ за один час через один квадратный фут площади потолков, крыш, стен или полов, включая изоляцию (если таковая имеется) в результате разницы температур в 1 градус по Фаренгейту. воздух внутри и воздух снаружи.

MEMORY JOGGER: U = БТЕ, протекающие ОДИН час, через ОДИН квадратный фут для изменения ОДНОГО градуса.

КОЭФФИЦИЕНТ R или СОПРОТИВЛЕНИЕ тепловому потоку обратно пропорционально U; другими словами, 1 / U. Чем меньше доля U-фактора, чем больше R-фактор, тем лучше способность изоляции останавливать теплопроводный поток.Примечание. Ни один из этих факторов не включает радиационный или конвекционный поток.

В настоящее время существуют два типа методов, обычно используемых признанными лабораториями для измерения тепловых величин: методы с защищенной горячей плитой и методы с использованием горячего ящика. Полученные результаты, похоже, различаются между двумя методами. Ни один из методов не имитирует тепловой поток через изоляцию при повседневном использовании. Измерения теплопроводности, сделанные в полностью сухом состоянии в лаборатории, не будут соответствовать характеристикам тех же самых изоляционных материалов в реальных полевых условиях.Большинство изоляционных материалов массового типа становятся лучшими проводниками тепла при повышении относительной влажности из-за поглощения влаги изолятором. (Попробуйте держать ноги в паре влажных носков.) Следовательно, массовая изоляция, которая обычно содержит, по крайней мере, среднее количество влаги в воздухе, перед испытанием сначала полностью высыхает. В алюминиевой изоляции нет проблем с влажностью. Алюминиевая фольга — один из немногих изоляционных материалов, на который не влияет влажность, и, следовательно, ее изоляционные свойства остаются неизменными от состояния «до кости» до условий очень высокой влажности.Значение R для изоляции массового типа снижается более чем на 36% при содержании влаги всего 1–1 / 2% (т. Е .: с R13 до R8.3).

Несмотря на успехи, достигнутые космической техникой в ​​системах изоляции, основанные на понимании и изменении эффектов излучения, до сих пор не было разработано общепринятого лабораторного метода для измерения и регистрации сопротивления тепловому потоку многослойной фольги. Пока не будет разработан такой метод, который удовлетворит строгие лабораторные требования, мы должны довольствоваться тем, что делаем наши суждения на основе здравого смысла и опыта.

Есть много различных типов, марок и качеств изоляции из алюминиевой фольги, предназначенной для различных применений. Подбор правильного продукта из фольги для конкретной работы чрезвычайно важен для достижения максимальной конечной производительности.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРУБ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ ПОЛИПРОПИЛЕНА

Вашишишак И.Р., Вашишишак С.П., Миндюк В.Д., Чеховский С.А. (2007). Методы оценки тепловых потерь подземных тепловых сетей.Энергетика, контроль и диагностика объектов нефтегазового комплекса. Нефтегазовая энергетика, 2 (3) (на укр. Яз.).
Джурка И. (2015). Расчет теплопотерь по трубам системы центрального отопления салона. Журнал прикладных инженерных наук, 5 (18), стр. 29-36.
https://doi.org/10.1515/jaes-2015-0018
Закон Украины «О централизованном теплоснабжении» от 02.06.2005 (2017). № 2633-МЕ. (на украинском языке).
Матусевич В., Желых В., Савченко О. Повышение эффективности теплообмена горизонтального теплообменника грунт-воздух для геотермальных систем вентиляции.Fizyka budowli w teorii i praktyce, 8 (4), стр. 43-56.
Дасдемир А., Урал Т., Эртюрк М. (2017). Оптимальная экономичная толщина изоляции труб с учетом различных материалов труб для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Прикладная теплотехника, 121, стр. 242-254.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.04.001
Тепловые сети и сети горячего водоснабжения с использованием предизолированных трубопроводов. Инструкция по проектированию, монтажу, приемке и эксплуатации. ДСТУ-Н Б В.2.5-35: 2007. (2008). (на украинском языке).
Строительные материалы и изделия.ДСТУ Б В.2.7-41-95 (ГОСТ 30290-94). (1995). Метод определения теплопроводности поверхностным преобразователем (на укр. Яз.).
Платунов Е.С., Бурава С.Е., Курепин В.В., Петров Г.С. (1986). Теплофизические измерения и приборы. — Л .: Машиностроение. — 256 с. (по-русски).
Казариновский Д.М. Тареев Б.М. (1980). Исследование изоляционных материалов и изделий. Учебник для техникумов, Энергетика, Ленинград, с. 216. с.
Строй А.Ф., Гирман Л.В. (2007). Расчет замкнутых воздушных слоев в ограждающих конструкциях.Вестник Теория и практика строительства: сборник статей. Издатели. Национальный университет «Львовская политехника», №600, с. 297 — 301. (на украинском языке).
Брюханов О.Н., Шевченко С.Н. (2012). Тепломассообмен. Руководство. — М .: Инфра-М, с. — 464 с .: ил. — (Высшее образование: бакалавриат). (по-русски).
Тепловые сети и сети горячего водоснабжения с использованием предизолированных трубопроводов Руководство по проектированию, монтажу, приемке и эксплуатации. ДСТУ-Н Б В.2.5-3: 2007. (2007). (на украинском языке).
Трубопроводы предварительно изолированы вспененным полиуретаном. ДСТУ Б В.2.5-31: 2007. (2007). Киев. (на украинском языке).

Как кератиновое лечение повреждает волосы

Кератин — белок, который помогает укрепить волосы и предотвращает ломкость, тепловое повреждение и завивание — жизненно важен для сохранения сильных и здоровых волос. Но кератиновое выпрямление, салонные процедуры, обещающие шелковистую гладкость волос, уже давно вызывают серьезные проблемы со здоровьем. Чтобы получить полную информацию о лечении кератином, мы поговорили со знаменитым парикмахером и представителем бренда NatureLab Tokyo Эндрю Фицсаймонсом, Eva NYC, стилистом Т.Купер, и знаменитый парикмахер Аннагджид «Ки» Тейлор.

Что такое кератин?

Кератин — это структурный белок, который содержится в наших волосах, коже и ногтях. Его также часто можно найти в средствах для укладки, которые помогают укрепить волосы, но термин «кератиновое лечение» на самом деле неверен. «Кератиновые процедуры — это средство для полуперманентного выпрямления волос, которое разглаживает и придает блеск вьющимся волосам», — говорит Фитцсимонс. Однако лечение работает не с использованием кератина.

Чтобы сделать волосы более прямыми, раствор, содержащий производное формальдегида или (гораздо более безопасную) глиоксиловую кислоту, пропускается через волосы, чтобы разорвать связи и снова запечатать их в более прямом положении. Затем раствор сушат феном и герметизируют утюгом, и результат может сохраняться от трех до шести месяцев.

Он говорит, что эта процедура хорошо работает с большинством типов волос, и рекомендует ее всем, кто хочет регулярно отказываться от сушки феном или выпрямления волос, уменьшить вьющиеся волосы или усилить блеск.

Чем отличается кератиновое лечение для людей с естественными локонами?

Тейлор соглашается с Фитцсиммонсом в том, что кератиновое лечение хорошо действует на большинство типов волос. В частности, для вьющихся волос он полностью разгладит вьющиеся волосы и придаст им блеск. «Вьющиеся волосы хуже отражают свет, чем прямые, поэтому после кератиновой обработки вы заметите больше блеска», — говорит она.

Еще одним дополнительным преимуществом является то, что он сохраняет свежеокрашенные волосы яркими. Она рекомендует поговорить со своим стилистом и колористом об обновлении цвета прямо перед кератиновой обработкой.Обработка сохраняет цвет, делая его дольше и ярче.

Кератин — это то же самое, что и японское лечебное или расслабляющее средство?

Несмотря на то, что кератиновые процедуры схожи с другими процедурами для выпрямления волос, они все же заметно отличаются. Тейлор объясняет, что кератиновые процедуры — менее суровый вариант по сравнению с другими выпрямляющими процедурами, такими как релаксанты. «Кератин отлично подходит для тех, у кого вьющиеся волосы и хотят, чтобы волосы на долгое время были прямыми и гладкими», — говорит она. «Химические вещества с кератином немного менее вредны, чем те, которые содержатся в других процедурах для выпрямления волос, таких как расслабляющая процедура, которая очень жесткая.«

« Основное различие между кератиновым лечением и расслабляющим средством заключается в том, насколько долго они выпрямляют волосы », — объясняет Купер.« Кератиновое лечение временно ослабляет структуру ваших локонов и со временем исчезает. Текстура ваших волос со временем вернется к своему естественному состоянию. С релаксатором это совсем не так. Расслабляющие средства разрушают молекулярные связи в волосах и навсегда их выпрямляют ». Поскольку японские средства для ухода за волосами и традиционные расслабляющие средства навсегда разрушают связи ваших волос с использованием тиогликолата аммония и гидроксида натрия, они гораздо более эффективны для кучерявых волос, но также более опасны.Фаза отрастания также будет более интенсивной, чем при кератиновом лечении, поскольку при восстановлении естественной текстуры будет линия разграничения.

Почему некоторые парикмахеры не проводят кератиновые процедуры?

Часть заботы о кератиновых процедурах связана с одним из ингредиентов, присутствующих в большинстве традиционных салонных формул: формальдегидом. Центры по контролю за заболеваниями (CDC) определяют его как бесцветный газ с сильным запахом, который обычно используется для производства строительных материалов, товаров для дома, таких как клей и древесноволокнистые плиты, и используется в качестве консерванта при растворении в воде.В кератиновых процедурах он отвечает за фиксацию волос в новом прямом и гладком положении на несколько месяцев. Но эти препараты на самом деле не содержат формальдегид, потому что это известный канцероген. Вместо этого они содержат такие ингредиенты, как метиленгликоль, формалин, метаналь и метандиол, которые выделяют канцерогенное соединение при смешивании с водой во время лечения. Таким образом, хотя формула может технически не содержать формальдегид, она ни разу не смешивалась с водой.

Это представляет потенциальный риск не только для вас, но и для технических специалистов салонов, которые снова и снова проводят процедуры в закрытых помещениях.«Некоторые стилисты отказываются проводить лечение кератином, потому что есть исследования, которые показывают, что продолжительное использование формальдегида сверхурочно может иметь серьезные последствия», — говорит Купер. «Риски могут быть как незначительными, например слезотечение и раздражение кожи, так и такими серьезными, как рак и респираторные заболевания».

Действительно, CDC перечисляет общие побочные эффекты воздействия формальдегида, включая боль в горле, кровотечение из носа и царапины в глазах. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) также предупреждает о потенциальных опасностях для здоровья тех, кто подвергается воздействию, и отмечает, что формулы и продукты, в которых утверждается, что они натуральные, органические или не содержат формальдегид, могут быть не совсем верными.FDA призывает людей всегда читать этикетку, спрашивать у специалистов по волосам список ингредиентов и сообщать обо всех плохих реакциях.

Эти так называемые кератиновые процедуры также могут со временем нанести большой вред вашим волосам. Фитцсимонс говорит, что, поскольку для этой процедуры требуется высокая температура, чтобы закрепить волосы на месте, он не рекомендовал бы ее тем, у кого очень тонкие или поврежденные волосы. Если вы ищете менее разрушительное средство, действительно не содержащее формальдегида, спросите в своем салоне, не используют ли вместо него средство, содержащее глиоксиловую кислоту.Они не выпрямляют волосы так резко (они больше для придания блеска и борьбы с вьющимися волосами), но они также намного безопаснее.

Как долго длится лечение кератином?

Основное правило лечения кератином — держаться подальше от воды и хвостика в течение как минимум трех дней. Не стоит рисковать изгибом только что выпрямленных волос. Фитцсимонс говорит, что ключом к поддержанию лечения как можно дольше является использование шампуня без сульфатов в дни, когда вы моете волосы.

Тем, у кого естественные кудри, Тейлор советует не мочить волосы в течение трех дней. Она также рекомендует использовать средства для волос без хлорида натрия и обернуть волосы шелковым или атласным шарфом (или наволочкой), чтобы влага удерживалась в волосах, так как лечение может привести к более быстрому высыханию волос. Она говорит, что лечение может длиться до шести месяцев, но предупреждает, что это может навсегда повлиять на ваш рисунок завитков.

Но самое главное, Фитцсимонс советует подумать о нескольких ключевых моментах, прежде чем записываться на прием.«Существует так много эффективных способов сгладить волосы, сохраняя при этом их защиту с помощью правильных продуктов и техник, поэтому кератиновое лечение может быть даже неподходящим вариантом», — добавляет он. «В зависимости от текстуры ваших волос, вам может быть удобнее использовать другое лечение, например, химический релаксант».

Продукты для разглаживания волос, которые стоит попробовать

Шоты с кератином Natural Formula