Коэффициент теплопередачи бетона: коэффициент теплопередачи легких и тяжелых бетонов

Теплопроводность бетона: коэффициент, расчеты

Важную роль при строительстве дома играет теплопроводность бетона. Это свойство указывает на способность строения удерживать тепловую энергию. Показатель изменяется в зависимости от вида и влажности материала. Стройматериал с высокой способностью удерживать тепло позволяет сэкономить на утеплении помещения. Пористые виды бетона чаще используют в качестве утеплителя, но при этом учитывают, что с повышением объема пор в материале происходит ухудшение устойчивости к механическим нагрузкам.

Содержание

1. Что это такое?
2. Что влияет на показатель?
3. Коэффициент теплопроводности
4. Как проводятся расчеты?
5. Утепление и показатели теплопроводности бетона

Что это такое?

При строительстве конструкций и домов со значительной нагрузкой на стены лучше выбрать конструкционный вид материала, а потом утеплить его с помощью полистирола.

Коэффициент теплопроводности бетона служит основной характеристикой при выборе теплоизоляционного сырья. Этот показатель указывает на способность стройматериала удерживать тепло внутри помещения. Высокое значение способствует более оперативному охлаждению дома в зимнее время и нагреванию летом. Блоки повышенной плотности быстрее передают тепло, в то время как поросодержащий материал задерживает нагретый воздух внутри сооружения. Поэтому материалы с более пористой структурой чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Что влияет на показатель?

Пористая смесь обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, чего не скажешь про материал высокой плотности.

От теплопроводности материала, из которого построен дом, зависит микроклимат в нем. При выборе сырья для сооружения стен учитывают все факторы, влияющие на изоляционные способности. Выбрав бетон, как основной стройматериал, рекомендуется учитывать такие показатели:

• Плотность. Высокое значение свидетельствует о близком расположении молекул материала друг к другу, что способствует более быстрой передаче тепла. Такой бетон является более прочным, но в то же время малоэффективен для утепления помещения. Плотный вид стройматериала требует дополнительных расходов на теплоизоляцию.
• Пористость. Поризованная структура бетона делает материал неоднородным, что препятствует быстрой передачи тепла. Поэтому большое количество пустот свидетельствует о хороших теплоизоляционных свойствах. Теплопроводность керамзитобетона меньше чем у жестких бетонов в 5 раз. Минусом такого сырья является низкая прочность, что препятствует использованию материала при возведении несущих конструкций.
• Влажность. Мокрые стены лучше проводят тепло, поэтому дома, построенные на влажном фундаменте без хорошей гидроизоляции склонны к повышению теплоотдачи.

Коэффициент теплопроводности

Значение показателя указывает на объем тепловой энергии, которую материал толщиной 1 м и площадью 1 м2 может провести за 1 секунду. При этом разница температур по обе стороны стройматериала составляет 1 °C. Значение показателя характеризует способность помещения из этого бетона удерживать тепло в зимнее время. Правильно подобранный материал при строительстве жилья позволит сэкономить на оплате за услуги тепла.

Посмотреть «ГОСТ 7076–99» или cкачать в PDF (1.2 MB)

Как проводятся расчеты?

Коэффициент теплопроводности рассчитывается для сухого, и для бетона с влажностью — отдельно.

Чтобы определить этот показатель пользуются такими формулами:

• Кауфмана. Применяется для определения коэффициента на сухом бетоне. Выглядит так: λ = 0,0935*(m)0,5*2,28m + 0,025;
• Некрасова. При изменении влажности и показатель меняется. Поэтому для бетона с влажностью более 3% используют такую формулу: λ = (0,196 + 0,22 m2)0,5—0,14.

Для расчета нужно иметь сведения об исследуемых экземплярах. Знак m обозначает объемную массу объекта, а λ — непосредственно искомый коэффициент. Так как вес различных видов бетона при одинаковом объеме меняется, то и значение показателя также изменяется. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона имеет одно из самых низких значений. Поэтому этот материал чаще всего применяют в качестве утеплителя.

Важную роль в строительстве играет влажность бетона, которая сказывается не только на теплопроводности стройматериала, но и его прочностных показателях. Гидроизоляционные мероприятия помогут предупредить такие побочные эффекты.

Утепление и показатели теплопроводности бетона

Сравнительная таблица теплопроводности различных видов материала:

В зависимости от вида стройматериала, используемого при строительстве дома, проводятся дополнительные изоляционные работы. Это приводит к повышению способности стен к удерживанию тепла. Бетон выступает, как самостоятельный стройматериал, который требует утепления, или утеплитель. Во втором случае материал не подходит для строительства несущих конструкций, так как имеет низкую прочность. Как видно из таблицы, теплопроводность монолитного железобетона самая высокая, поэтому из него строят ответственные объекты, а при необходимости повышения теплоизоляционных способностей здания применяют пенополистирол, минвату или керамзитобетон. Поэтому перед строительством дома оценивают возможные пути потери тепла и проводят утепление помещения.

Теплопроводность бетона (монолитного железобетона)

При возведении частного дома или проведении утепляющих работ необходимо ответственно подойти к вопросам покупки материалов. Чтобы уменьшить потери тепловой энергии и снизить расходы на обогрев, следует учитывать такой параметр, как теплопроводность бетона. Он определяет способность блоков пропускать тепло и считается важнейшей эксплуатационной характеристикой.

Содержание

• 1 Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения
• 2 Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление
• 3 Коэффициент теплопроводности
  • 3.1 Коэффициент для различных видов монолита
  • 3.2 Факторы влияющие на коэффициент
  • 3. 3 Теплопроводность и утепление зданий
  • 3.4 Как производится расчет
• 4 Теплопроводность строительных материалов таблица
  • 4.1 Конструкционные материалы и их показатели
  • 4.2 Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей
  • 4.3 Показатели теплоизоляционных материалов
  • 4.4 Таблица показателей

Влияние теплопроводности на микроклимат внутри помещения

Среди большого разнообразия материалов бетонный массив считается достаточно популярным. Его ключевым свойством считается степень теплопередачи. Чтобы избежать непредвиденных теплопотерь, нужно учитывать это значение еще при составлении проекта теплоизоляции. В таком случае постройка будет как надежной и долговечной, так и комфортной для пребывания.

Если определить коэффициент теплопроводности бетона и найти подходящие материалы теплоизоляции, это позволит получить такие преимущества:

• снизить затраты тепловой энергии;
• уменьшить расходы на отопление;
• организовать в помещении комфортный микроклимат.

Зависимость микроклимата в доме от степени теплопередачи объясняется следующими особенностями:

1. По мере роста значений увеличивается интенсивность подачи тепла. В результате помещение быстрее остывает, но так же быстрее прогревается.
2. Если теплопередача снижается, тепло долго удерживается внутри здания и не выходит наружу.

В результате степень проводимости тепловой энергии становится ключевым фактором, определяющим комфорт пребывания в доме. В зависимости от особенностей материала, он может обладать разной структурой и свойствами, а также теплопроводностью. Перед выбором блоков нужно внимательно изучить их эксплуатационные свойства и подготовить грамотный проект.

Теплопроводность железобетона и тепловое сопротивление

Начиная строительство помещения, следует ознакомиться с такими характеристиками:

1. Коэффициент проводимости тепла. Он указывает на объемы тепла, которое проходит через блок в течение заданного интервала. Если значение снижается, это уменьшает способность пропускать тепловую энергию. При повышении значений ситуация выглядит противоположным образом.
2. Сопротивление конструкций к потере тепла. Показатель указывает на способность материала сохранять тепло внутри постройки. Если он высокий, бетон подходит для теплоизоляции, если низкий — для быстрого отвода тепла наружу.

При составлении проекта здания и проведении тепловых расчетов важно уделять таким значениям особое внимание.

Коэффициент теплопроводности

В поисках хорошего материала для строительства необходимо определить, как меняется степень теплопроводности в зависимости от типа и модели монолита.

Коэффициент для различных видов монолита

Для сравнения показателей теплопроводности следует ознакомиться с таблицей, охватывающей свойства всех типов материала. Наименьшая степень присутствует у пористых конструкций:

1. Сухие блоки и газонаполненный бетон обладают небольшой теплопроводностью. Она зависит от показателей плотности. Если удельный вес блока составляет 0,6 т/м³, коэффициент составит 0,14. При плотности 1 т/м³ — 0,31. Если влажность находится на базовом уровне, показатели увеличатся от 0,22 до 0,48. При повышении влажности — от 0,25 до 0,55.
2. Бетон с наполнением керамзитом. С учетом значений плотности определяется теплопроводность. Изделие с плотностью 0,5 т/м³ получит показатель 0,14. По мере увеличения плотности до 1,8 т/м³ свойство вырастет до 0,66.

Еще коэффициент зависит от применяемых наполнителей. Так, если тяжелый бетон (2,4 т/м³) будет иметь в составе щебенку, параметр составит 1,51.

При использовании шлака теплопроводность составит 0,3-0,7. Изделия на основе кварцевого или перлитового песка с плотностью 0,8-1 получат проводимость тепла 0,22-0,41.

Факторы влияющие на коэффициент

Степень проводимости бетона любой марки определяется множеством факторов. В их числе:

1. Структура массива. Если в монолите присутствуют воздушные полости, передача тепла будет медленной и без больших потерь. По мере увеличения пористости теплоизоляция улучшается.
2. Удельный вес массива. Монолит обладает разной плотностью, которая определяет его структуру и интенсивность обмена тепла. При росте показателей плотности растет и теплоотдача. В результате конструкция быстрее лишается тепла.
3. Содержание влаги в стенах из бетона. Массивы с пористой структурой гигроскопичны. Остатки влаги, находящейся в капиллярах, могут просачиваться в бетон и заполнять воздушные поры, способствуя быстрой передаче тепла.

При выполнении расчетов нужно учитывать, что снижение влажности минимизирует проводимость тепла, из-за чего уровень теплопотерь становится невысоким.

С помощью пористых компонентов можно защитить постройку от быстрого расходования тепла и обеспечить хорошие климатические условия в здании. Изделия с низкой теплопроводностью эффективны при изоляции помещений, поэтому их применяют в северных регионах с суровыми зимами.

Теплопроводность и утепление зданий

Приступая к организации эффективной теплозащиты частного жилища, важно обращать внимание на тип материала, из которого создаются стены. С учетом специфики конструкции и эксплуатационных свойств, выделяют такие разновидности бетонных масивов:

1. Конструкционные. Необходимы при возведении капитальных стен. Их характеризует повышенная устойчивость к нагрузкам и способность быстро пропускать тепловую энергию.
2. Материалы для теплоизоляции. Задействуются при обустройстве помещений с минимальными нагрузками на стены. Обладают небольшим весом, пористым строением и малой теплопередачей.

Чтобы в помещении всегда сохранялась комфортная температура, рекомендуется использовать для возведения стен разные виды бетона. Однако в таком случае показатели толщины стен будут меняться. Оптимальный уровень проводимости тепла возможен при таких параметрах толщины:

1. Пенобетон — не больше 25 см.
2. Керамзитобетон — до 50 см.
3. Кирпичи — 65 см.

Как производится расчет

Для сохранения тепла внутри дома и сокращения потерь тепловой энергии несущие стены делаются многослойными. Чтобы рассчитать толщину слоя изоляции, необходимо руководствоваться следующей формулой — R=p/k.

Она имеет следующую расшифровку:

• R — показатель устойчивости к скачкам температуры;
• p — толщина слоя в метрах;
• k — Проводимость тепла монолитом.

С помощью такой формулы можно благополучно выполнить расчет с помощью простого калькулятора. Это решается путем разделения толщины на коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность строительных материалов таблица

Конструкционные материалы и их показатели

Конструкционный бетон, теплопроводность которого зависит от применяемых наполнителей, пользуется большой популярностью. Это обусловлено его прочностью и эластичностью, что позволяет возводить надежные и защищенные от потерь тепла постройки.

Чем тяжелее наполняющий компонент, тем выше степень теплопроводности раствора. Тяжелый материал не сможет долго удерживать тепло, поэтому большинство построек из конструкционных материалов требуют дополнительной теплоизоляции, в большинстве случаев — снаружи.

Для таких материалов характерны следующие коэффициенты:

1. Тяжелый — 1,2-1,5 Вт/м К.
2. Легкий — 0,25-0,52 Вт/м К.

Материалы из бетона с добавлением пористых заполнителей

Пористые конструкции характеризуются хорошим удержанием тепла, при этом точный показатель теплопроводности зависит от следующих факторов:

1. Параметры ячеистости.
2. Уровень влажности.
3. Показатели плотности.
4. Теплопроводность матрицы.

Так, кирпич керамический пустотелый обладает теплопроводностью в 0,4-0,7 Вт/(м град). Полнотелые разновидности проводят тепло в 1,5-2 раза лучше.

Показатели теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционные конструкции, состоящие из шлакового наполнителя и керамзита, характеризуются минимальной теплопроводностью. Однако их прочностные свойства остаются невысокими, поэтому основная сфера применения — изоляция несущих стен и пола. Возводить основные конструкции из таких материалов запрещено.

Таблица показателей

Таблица значений для разных материалов выглядит следующим образом:

Материал	Плотность кг/м³	Теплопроводность Вт/(м/С)	Паро- проницаемость	Сопротивление теплопередаче
Железобетон	2500	1.69	0.03	7.10
Бетон	2400	1.51	0.03	6.34
Керамзитобетон	1800	0.66	0.09	2.77
Кирпич красный	1800	0.56	0.11	2.35
Пенобетон	300	0.08	0.26	0.34
Гранит	2800	3.49	0.008	14. 6
Мрамор	2800	2.91	0.008	12.2

Руководствуясь сведениями из этой таблицы, можно подобрать оптимальный строительный материал для возведения надежной и защищенной от холода постройки.

Общие коэффициенты теплопередачи

Теплопередача через поверхность, подобную стене ), BTU/H)

U = Общий коэффициент теплопередачи (W/(M ² K), BTU/(FT ² H ^O F) )

. A = площадь стены (м ² , FT ² )

DT = (T ₁ — T ₂ )

= Разница температуры по стене ( ^O C, ^O F)

C, ^O F)

9002 9002 C, ^O F)

9002 9002 . общий коэффициент теплопередачи для многослойной стенки, трубы или теплообменника — с потоком жидкости с каждой стороны стенки — можно рассчитать как

1 / U A = 1 / ч _ci A _i + Σ (с _н / к _н А _n ) + 1 / h _co A _o                                      (2)

where

U = the overall heat transfer coefficient (W/(m ² K ,), BTU/(FT ² H ^O F) )

K _N = тепловая проводимость материала в слое N (W/(M K), = тепловая проводимость материала в уровне N (W/(M K), . БТЕ/(час фут °F) )

H _{C I, O} = Внутренняя или наружная стена Индивидуальная конветация (W/W/(M ^{2 777777777 гг. (FT 2 H O F)} )

S _N = Толщина слоя N (M, FT)

8

A RATE STAPE SAPE с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой с районой. слои — можно упростить до

1 / u = 1 / h _Ci + σ (S _N / K _N ) + 1 / H _CO (3)

Термопроизводство — K — для некоторые типичные материалы (не то, чтобы проводимость была свойством, зависящим от температуры)

• Полипропилен ПП: 0,1–0,22 Вт/(м·К)
• Нержавеющая сталь: 16–24 Вт/ (м·К)
• Алюминий : 205 — 250 Вт/ (M k)

Преобразование между метрическими и имперскими единицами

• 1 W/(M K) = 0,5779 1 W/(M k) = 0,5779 1 W/(M K) = 0,5779 BTU/FT H 1 W/(M K) = 0,5779 BTU/FT H . )
• 1 W/(m ² K) = 0.85984 kcal/(h m ^{2 o} C) = 0.1761 Btu/(ft ² h ^o F)

• Кондуктивная теплопередача
• Теплопроводность широко используемых материалов

Коэффициент конвекционной теплопередачи — ч — зависит от

• типа жидкости — если это газ или жидкость
• свойства потока, такие как скорость
• другие свойства, зависящие от потока и температуры

коэффициент конвективной теплопередачи для некоторых Обычные жидкости:

• воздух — от 10 до 100 Вт/м ² K
• Вода — от 500 до 10 000 Вт/м ² K

Многослойные стены.0269

Этот калькулятор можно использовать для расчета общего коэффициента теплопередачи и теплопередачи через многослойную стену. Калькулятор является универсальным и может использоваться для метрических или имперских единиц, если использование единиц является последовательным.

A — Площадь (M ² , FT ² )

T ₁ — Температура 1 ( ^O C, ^O F)

T ₂ —

T ₂ —

T ₂ —

T ₂ —

T _{2 —}

T —

9 температура 2 ( ^O C, ^O F)

H _CI — Коэффициент конвективной теплопередачи внутри стены (W/(M ² K), Btu/(Ft ^{20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202 2} H ^O F) )

S ₁ — Толщина 1 (M, FT)

K ₁ — Термическая проводимость 1 9003 (W/W/W/W/ ₁ — Термопроизводство 1 9003 (W/W/W/W/ ₁ — Термическая проводимость 1 9003 (w/w/ ₁ — Термопроизводство K), БТЕ/(час·фут·°F) )

s ₂ — толщина 2 (м, фут)

k ₂ — теплопроводность 2 )

s ₃ — толщина 3 (м, фут)

k ₃ — теплопроводность 3 90м·ч °(фут/фут), ) )

h _co — коэффициент конвективной теплопередачи снаружи стены (W/(M ² K), BTU/(FT ² H ^O F) )

Терморезист Передача

Сопротивление может быть выражено как

R = 1 / U (4)

, где

R = Сопротивление теплопередачи (M ² К / Вт, FT ² H ° F F F F. / БТЕ)

Стена разделена на секции теплового сопротивления, где

• теплопередача между жидкостью и стенкой является одним сопротивлением
• сама стена является одним сопротивлением
• передача между стеной и стеной вторая жидкость — тепловое сопротивление

Поверхностные покрытия или слои «обожженного» продукта добавляют стенке дополнительное тепловое сопротивление, снижая общий коэффициент теплопередачи.

Некоторые типовые сопротивления теплопередаче

• статический слой воздуха, 40 мм (1,57 дюйма)   : R = 0,18 м ² К/Вт
• внутреннее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: КВт2 R = 0,10 м 1 9002
• внешнее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: R = 0,04 м ² K/Вт
• внутреннее сопротивление теплопередаче, тепловой поток снизу вверх: R = 0,10 м ² K/Вт

1

8
8 внешнее сопротивление теплопередаче, поток тепла сверху вниз: R = 0,17 м ² К/Вт

Пример — теплопередача в теплообменнике воздух-воздух

Пластинчатый теплообменник воздух-воздух с площадью 2 м ² и толщиной стенки 8 мм 0. 09 0 изготавливаться из полипропилена, полипропилена, алюминия или нержавеющей стали.

Коэффициент конвекции теплопередачи для воздуха  50 Вт/м ² K . Внутренняя температура в теплообменнике  100 ^o C , а наружная температура  20 ^или С .


Общий коэффициент теплопередачи U на единицу площади можно рассчитать, изменив (3) на

U = 1 / (1 / ч _ci + s / k + 1 / h _co ) (3B)

Общий коэффициент теплопередачи для теплообменника в

• Полипропилен с теплопроводностью 0,1 Вт/МК —

U _PP = 1 / (1 / ( 50 Вт/м ² K ) + ( 0,1 мм ) (10 ^-3 Вт/м 9,0021 м/мм)/ ( 0 ) + 1 / ( 50 Вт /м ² K ) )


= 24,4 Вт /М ² K

. = ( 24,4 Вт / м ² K ) ( 2 м ² ) (( 100 ^o C ) — (2 0 ^O C ))

= 3904 W

= 3,9 кВт


• Стейт -Сти -Сти -Сти -Сти -Стип.

U _{Нерж. сталь} = 1 / (1 / ( 50 Вт/м ² K ) + ( 0,1 мм ) (10 ^-3 м/мм)/ ( ) + 1 / ( 50 Вт/м ² К ) )


= 25 Вт /м ² K

Теплопередача —

Q = ( 25 W /M ² K ) (9006 2 M 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 ) (( 100 ^o C ) — (2 0 ^o C ))

   = 4000 W

   = 4 kW 

алюминий
• с теплопроводностью 205 Вт/м·К :

U _{Алюминий} = 1 / (1 / ( 50 Вт/м ² K ) + ( 0,1 мм/мм 902 — 3 90 ) (10 / ( 205 W/mK ) + 1 / ( 50 W/m ² K ) )


   = 25 W /m ² K

The heat передача

q = ( 25 Вт/м ² K ) ( 2 м ² ) (( 100 ^o C ) — (2 0 ^o C ))

   = 4000 W

   = 4 kW 

• 1 Вт/(M ² K) = 0,85984 ккал/(H M ^{2 O} C) = 0,1761 BTU/(FT ² H ^O F)

8. Коэффициенты 

• Газ со свободной конвекцией — Газ со свободной конвекцией : U = 1–2 Вт/м ² K  (обычное окно, комнатный воздух через стекло)
• Свободная конвекция Газ – принудительная жидкость (текущая) вода: U = 5–15 Вт/м ² K (типовой радиатор центрального отопления)
• Газ с естественной конвекцией — Конденсация пара Вода: U = 5–20 Вт/м ² K (типичные паровые радиаторы)
• Конвекция с принудительной конвекцией (проточная) Газ — Газ со свободной конвекцией: U = 3 — 10 Вт/м ² K (пароперегреватели)
• Принудительная конвекция (проточная) Газ — Принудительная конвекция Газ: U = 10 — 30 Вт/м ² K (теплообменные газы)
• Принудительная конвекция (проточная) Газ — Принудительная жидкость (текущая) вода 7: 9000 U = 10–50 Вт/м ² K (газоохладители)
• Принудительная конвекция (проточная) Газ — конденсация пара Вода: U = 10–50 Вт/м ² K (калориферы)
• 4 1 1
• 4 Свободная конвекция жидкости — Газ с принудительной конвекцией: U = 10–50 Вт/м ² K (газовый котел)
• Свободная конвекция жидкости – Свободная конвекция Жидкость: U = 25–500 Вт/м ² K (масляная ванна для нагрева) ) : U = 50 — 100 Вт/м ² K (нагреватель в воде резервуара, вода без управления), 500 — 2000 Вт/м ² K (нагреватель в воде резервуара, вода с управлением)
• Свободножидкостная конвекция — Конденсация паров воды: U = 300 — 1000 Вт/м ² K (паровые рубашки вокруг сосудов с мешалками, вода), 150–500 Вт/м ² K (другие жидкости)
• Принудительная жидкая (текущая) вода – свободная конвекция Газ: U = 10–40 Вт /м ² K (камера сгорания + излучение)
• Принудительная жидкость (текущая) вода — Свободная конвекция Жидкость: U = 500 — 1500 Вт/м ² K (охлаждающий змеевик — перемешивание)
• Принудительная жидкость (текущая) вода — Принудительная жидкая (текущая) вода: U = 900 — 2500 Вт/м ² K (теплообменник вода/вода)
• Нагнетаемая жидкость (проточная) вода — Конденсация пара вода: U = 1000 — 4000 Вт/м ² K (конденсаторы пар вода)
• Кипящая жидкая вода — Свободная конвекция Газ: U = 10–40 Вт/м ² K (паровой котел + излучение)
• Кипящая жидкая вода — Принудительный проток жидкости (вода) : U = 300–1000 Вт /м ² K (испарительные холодильники или охладители рассола)
• Кипящая жидкая вода — Конденсация парообразной воды: U = 1500 — 6000 Вт/м ² K (испарители пар/вода)

Технический справочник — EnergyPlus 8.

2

Строительный энергетический кодекс и стандарты, такие как ASHRAE,

90.2 и Калифорнийский раздел 24 требуют, чтобы конструкции подземных стен и плиты на уровне земли или подземные перекрытия не превышали определенных максимальных значений коэффициента C и коэффициента F, которые не определяют подробные послойные материалы для конструкций. При использовании обычного подхода (послойного) наземных конструкций с EnergyPlus пользователям потребуется создать псевдостену или конструкцию пола, чтобы соответствовать тепловым характеристикам, таким как тепловой эффект массы и U-фактор, и полагаться на цоколь и перекрытия EnergyPlus. инструменты для получения ежемесячных температур грунта.

Введен упрощенный подход к созданию эквивалентных конструкций и моделированию теплопередачи грунта через подземные стены и цокольные этажи для расчетов соответствия строительным нормам энергопотребления. Подход заключается в создании конструкции на основе определяемого пользователем коэффициента C или F с двумя слоями: один слой бетона (толщиной 0,15 м) с теплоизоляцией и один фиктивный изоляционный слой без теплоизоляции.

В расчетах коэффициентов C и F используются три объекта:

• Строительство:CfactorUndergroundWall

• Конструкция:FfactorGroundFloor

• Сайт: GroundTemperature: FCfactorMethod

Site:GroundTemperature:FCfactorMethod используется только для подземных стен или плит на уровне грунта или подземных перекрытий, определенных с помощью метода C-фактора (Construction:CfactorUndergroundWall) и F-фактора (Construction:FfactorGroundFloor) для расчетов соответствия нормам, где подробное строительство слои неизвестны. Можно включить только один такой объект температуры грунта. Месячные температуры грунта для этого объекта близки к месячным температурам наружного воздуха, отстающим на три месяца. Если пользователь не введет этот объект в файл IDF, по умолчанию будет использоваться 0,5-метровый набор месячных температур грунта из файла погоды, если они доступны.

Подробное описание трех объектов находится в документе Справочник по вводу-выводу. В следующем разделе описывается, как создаются эквивалентные слои материала на основе C-фактора и F-фактора.

Плиты на грунте и подземные этажи, определенные с F-факторами[ССЫЛКА]


Установившаяся теплопередача через пол рассчитывается следующим образом:

Q = Площадь * U _эфф * (T _{воздух, выход} — T _{воздух, вход} ) = (T _{воздух, выход} — T _{воздух,в} ) * (P _exp * F-коэффициент)

Где,

Q — стационарная теплопередача через пол в ваттах

Area — площадь пола в м ²

U _eff — эффективный коэффициент теплопередачи с учетом конструкции пола, грунта и теплового сопротивления внутренней и внешней воздушной пленки.

T _air,in – температура воздуха в помещении, °C

T _air,out – температура наружного воздуха, °C

P _exp – открытый периметр пола в метрах периметр пола. Единицей измерения является Вт/м·К.

Таким образом,

U _эфф = (P _exp * F-коэффициент) / площадь

1 / U _эфф = R _эфф + R _{плёнка out,in} 045

R _eff = Площадь / (P _exp * F-фактор) — R _{пленка,in} — R _{пленка,out}

Где,

R

in _{eff — эффективное тепловое сопротивление m ² ·K/W, включая грунт и конструкцию пола}

R _{пленка,in} и R _{пленка,out} — сопротивление воздушной пленки внутренней и наружной поверхностей соответственно.

Сопротивление наружной воздушной пленки R _{пленка,из} = 0,03 м ² ·К/Вт. Сопротивление внутренней воздушной пленки пленки R _{, в} = 0,125 м ² ·К/Вт, что является средним значением 0,14 м ² ·К/Вт для теплового потока вверх и 0,11 м ² ·К/Вт. W для теплового потока вниз.

Оценить тепловую массу конструкции пола из тяжелого бетона толщиной 6 дюймов (0,15 м) и использовать фиктивный изоляционный слой без тепловой массы, чтобы соответствовать тепловому сопротивлению конструкции.

У нас есть,

Р _фик = Р _eff — R _c,on

Где,

R _fic тепловое сопротивление фиктивного слоя изоляции в м ² ·K/Вт.

R _c,on – термическое сопротивление слоя бетона, м ² ·К/Вт.

Свойства бетонного слоя:

Толщина = 0,15 м

Проводимость = 1,95 Вт/м·K

Плотность = 2240 кг/м _CON = 0,15/1,95 = 0,077 M ² · K/W

Наконец,

R _FIC = R _EFF — 0,077

Схема для SLAB на класс — два пространства

для HLABS -на HLABS -на. — как показано на рисунке выше, открытый периметр составляет (2A + C) для обеденной зоны и (2B + C) для кухонной зоны. Для подземных этажей без открытого периметра можно принять большое значение R _eff , например, 1000 ч·фут ² ·°F/Btu (177 м ² ·К/Вт).

Подземные стены, определяемые коэффициентами C

Теплопередача в установившемся режиме через подземную стену рассчитывается как )

1 / U _эфф = R _эфф + R _{пленка, выход} + R _{пленка, вход}

Где,

Q – площадь теплопередачи через стену, равная 00 3 Вт 90 площадь стены в м2

U _eff – эффективный коэффициент теплопередачи, включая конструкцию пола, грунт и термическое сопротивление внутренней и внешней воздушной пленки.

R _eff эффективное тепловое сопротивление в м ² ·K/Вт, включая грунт и конструкцию стены внутренней и внешней поверхности соответственно.

С-фактор – это временная скорость установившегося теплового потока через единицу площади конструкции, вызванного единичной разностью температур поверхностей тела. Единица С-фактора — Вт/м ² ·К. С-фактор не включает почвенную или воздушную пленки.

R _эфф = 1/C-коэффициент + R _почва

R _почва – эффективное значение R почвы. Справочные значения из Таблицы C6.10.1 версии SI стандарта ASHRAE 90.1-2010 следующие:

2 = 0,9967) для вышеуказанных данных составляет

р _грунт = 0,0607 + 0,3479 * Глубина

Приблизительно вычислить тепловую массу конструкции стены из тяжелого бетона толщиной 6 дюймов (0,15 м) и использовать фиктивный изоляционный слой без тепловой массы, чтобы соответствовать тепловому сопротивлению конструкции.