Distribución de la temperatura del entrehierro. Protección térmica de fachadas con cámara de aire ventilada. Transferencia de calor y humedad a través de vallas exteriores

.
1.3 El edificio como sistema energético único.
2. Transferencia de calor y humedad a través de vallas exteriores.
2.1 Fundamentos de la transferencia de calor en un edificio.
2.1.1 Conductividad térmica.
2.1.2 Convección.
2.1.3 Radiación.
2.1.4 Resistencia térmica del entrehierro.
2.1.5 Coeficientes de transferencia de calor en las superficies interior y exterior.
2.1.6 Transferencia de calor a través de una pared multicapa.
2.1.7 Resistencia reducida a la transferencia de calor.
2.1.8 Distribución de temperatura en la sección de la cerca.
2.2 Régimen de humedad de las estructuras de cerramiento.
2.2.1 Causas de la humedad en los cercos.
2.2.2 Efectos negativos de la amortiguación de vallas exteriores.
2.2.3 Comunicación de la humedad con los materiales de construcción.
2.2.4 Aire húmedo.
2.2.5 Contenido de humedad del material.
2.2.6 Sorción y desorción.
2.2.7 Permeabilidad al vapor de las cercas.
2.3 Permeabilidad al aire de barreras externas.
2.3.1 Fundamentos.
2.3.2 Diferencia de presión en las superficies exterior e interior de las vallas.
2.3.3 Permeabilidad al aire de los materiales de construcción.

2.1.4 Resistencia térmica del entrehierro.

Para uniformidad, resistencia a la transferencia de calor. cerrado espacios de aire situada entre las capas de la envolvente del edificio, denominadas resistencia termica R vp, m². ºС/W.
El esquema de transferencia de calor a través del espacio de aire se muestra en la Fig.5.

Figura 5. Transferencia de calor en el entrehierro.

Flujo de calor que pasa a través del entrehierro q v.p , W/m² , está formado por caudales transmitidos por conductividad térmica (2) q t , W/m² , convección (1) q c , W/m² , y radiación (3) q l , W/m² .

(2.12)

En este caso, la parte del flujo transmitido por radiación es la más grande. Consideremos un espacio de aire vertical cerrado, en cuyas superficies la diferencia de temperatura es de 5ºС. Con un aumento en el espesor de la capa intermedia de 10 mm a 200 mm, la proporción del flujo de calor debido a la radiación aumenta del 60 % al 80 %. En este caso, la parte del calor transferido por conductividad térmica cae del 38 % al 2 %, y la parte del flujo de calor por convección aumenta del 2 % al 20 %.
El cálculo directo de estos componentes es bastante engorroso. Por lo tanto, en documentos normativos se dan datos sobre la resistencia térmica de los espacios de aire cerrados, que en los años 50 del siglo XX fue compilado por K.F. Fokin basado en los resultados de los experimentos de M.A. Mijeev. Si hay una lámina de aluminio que refleja el calor en una o ambas superficies del entrehierro, lo que dificulta la transferencia de calor radiante entre las superficies que enmarcan el entrehierro, la resistencia térmica debe duplicarse. Para aumentar la resistencia térmica de los entrehierros cerrados, se recomienda tener en cuenta las siguientes conclusiones de los estudios:
1) térmicamente eficientes son capas intermedias de pequeño espesor;
2) es más racional hacer varias capas de pequeño espesor en la cerca que una grande;
3) es deseable colocar espacios de aire más cerca de la superficie exterior de la cerca, ya que en este caso horario de invierno el flujo de calor por radiación disminuye;
4) las capas verticales en las paredes exteriores deben estar bloqueadas por diafragmas horizontales al nivel de los techos entre pisos;
5) para reducir el flujo de calor transmitido por radiación, es posible cubrir una de las superficies de la capa intermedia papel de aluminio, que tiene una emisividad de alrededor de ε=0.05. Cubrir ambas superficies del espacio de aire con papel aluminio no reduce significativamente la transferencia de calor en comparación con cubrir una sola superficie.
Preguntas para el autocontrol.
1. ¿Cuál es el potencial de transferencia de calor?
2. Enumere los tipos elementales de transferencia de calor.
3. ¿Qué es la transferencia de calor?
4. ¿Qué es la conductividad térmica?
5. ¿Cuál es la conductividad térmica del material?
6. Escriba la fórmula para el flujo de calor transmitido por conductividad térmica en una pared multicapa a temperaturas conocidas de las superficies interior tw y exterior tn.
7. ¿Qué es la resistencia térmica?
8. ¿Qué es la convección?
9. Escribe la fórmula del flujo de calor transferido por convección desde el aire a la superficie.
10. significado físico coeficiente de transferencia de calor por convección.
11. ¿Qué es la radiación?
12. Escribe la fórmula del flujo de calor transmitido por radiación de una superficie a otra.
13. Significado físico del coeficiente de transferencia de calor radiante.
14. ¿Cuál es el nombre de la resistencia a la transferencia de calor de un espacio de aire cerrado en la envolvente del edificio?
15. ¿De qué naturaleza el flujo de calor total a través del entrehierro consiste en flujos de calor?
16. ¿Qué naturaleza del flujo de calor prevalece en el flujo de calor a través del entrehierro?
17. ¿Cómo afecta el espesor del entrehierro a la distribución de flujos en él?
18. ¿Cómo reducir el flujo de calor a través del entrehierro?

ENTREHIERRO, uno de los tipos de capas aislantes que reducen la conductividad térmica del medio. A tiempos recientes la importancia de la capa de aire ha aumentado especialmente en relación con el uso de materiales huecos en la industria de la construcción. En un medio separado por un espacio de aire, el calor se transfiere: 1) por radiación de superficies adyacentes al espacio de aire y por transferencia de calor entre la superficie y el aire, y 2) por transferencia de calor por aire, si está en movimiento, o por transferencia de calor de unas partículas de aire a otras debido a la conducción de calor, si está inmóvil, y los experimentos de Nusselt prueban que las capas más delgadas, en las que el aire puede considerarse casi inmóvil, tienen un coeficiente de conductividad térmica k más bajo que las capas más gruesas, pero con corrientes de convección surgiendo en ellos. Nusselt da la siguiente expresión para determinar la cantidad de calor transferido por hora por el entrehierro:

donde F es una de las superficies que limitan el entrehierro; λ 0 - coeficiente condicional, cuyos valores numéricos, según el ancho del entrehierro (e), expresado en m, se dan en la placa adjunta:

s 1 y s 2 - coeficientes de radiación de ambas superficies del entrehierro; s es el coeficiente de radiación de un cuerpo completamente negro, igual a 4,61; θ 1 y θ 2 son las temperaturas de las superficies que limitan el entrehierro. Al sustituir los valores apropiados en la fórmula, es posible obtener los valores para los cálculos de k (coeficiente de conductividad térmica) y 1 / k (capacidad de aislamiento) de capas de aire de varios espesores. S. L. Prokhorov compiló, de acuerdo con los datos de Nusselt, diagramas (ver Fig.) que muestran el cambio en los valores de k y 1/k de las capas de aire según su espesor, y el área más ventajosa es el área de 15 a 45 mm .

Los espacios de aire más pequeños son prácticamente difíciles de implementar, y los grandes ya dan un coeficiente de conductividad térmica significativo (alrededor de 0,07). La siguiente tabla da los valores k y 1/k para varios materiales, y se dan varios valores de estas cantidades para el aire dependiendo del espesor de la capa.

Que. se puede ver que a menudo es más ventajoso hacer varias capas de aire más delgadas que usar una u otra capa aislante. Un entrehierro de hasta 15 mm de espesor puede considerarse un aislante con una capa de aire fija, con un espesor de 15-45 mm - con una casi fija, y, por último, los entrehierros de más de 45-50 mm de espesor deben reconocerse como capas con corrientes de convección que surgen en ellas y, por lo tanto, sujetas a cálculo de forma general.

Descripción:

Las estructuras de cerramiento con espacios de aire ventilados se han utilizado durante mucho tiempo en la construcción de edificios. El uso de espacios de aire ventilado tenía uno de los siguientes objetivos

Protección térmica de fachadas con ventilación entrehierro

Parte 1

La dependencia de la velocidad máxima del movimiento del aire en el espacio de la temperatura del aire exterior en valores diferentes resistencia térmica de la pared con aislamiento

Dependencia de la velocidad del aire en el entrehierro de la temperatura del aire exterior a diferentes valores del ancho del entrehierro d

La dependencia de la resistencia térmica del entrehierro, R eff gap, de la temperatura del aire exterior a diferentes valores de la resistencia térmica de la pared, R pr therm. rasgo

Dependencia de la resistencia térmica efectiva del entrehierro, R eff del entrehierro, del ancho del entrehierro, d, a diferentes valores de la altura de la fachada, L

En la fig. 7 muestra las dependencias de la velocidad máxima del aire en el entrehierro de la temperatura del aire exterior para varios valores de la altura de la fachada, L, y la resistencia térmica de la pared con aislamiento, R pr therm. rasgo , y en la fig. 8 - a diferentes valores del ancho del espacio d.

En todos los casos, la velocidad del aire aumenta a medida que disminuye la temperatura exterior. Duplicar la altura de la fachada da como resultado un ligero aumento en la velocidad del aire. Una disminución en la resistencia térmica de la pared conduce a un aumento en la velocidad del aire, esto se debe a un aumento en el flujo de calor y, por lo tanto, la diferencia de temperatura en el espacio. El ancho del espacio tiene un efecto significativo en la velocidad del aire, con una disminución en los valores de d, la velocidad del aire disminuye, lo que se explica por un aumento en la resistencia.

En la fig. 9 muestra las dependencias de la resistencia térmica del entrehierro, R eff gap, de la temperatura del aire exterior a varios valores de la altura de la fachada, L, y de la resistencia térmica del muro con aislamiento, R pr therm. rasgo .

En primer lugar, debe tenerse en cuenta la débil dependencia de R eff del desnivel con la temperatura del aire exterior. Esto se explica fácilmente, ya que la diferencia entre la temperatura del aire en el espacio y la temperatura del aire exterior y la diferencia entre la temperatura del aire interno y la temperatura del aire en el espacio cambian casi proporcionalmente con un cambio en t n, por lo tanto, su proporción incluida en (3) casi no cambia. Entonces, con una disminución en t n de 0 a -40 ° C, el R eff del espacio disminuye de 0.17 a 0.159 m 2 ° C / W. El espacio R eff también depende de manera insignificante de la resistencia térmica del revestimiento, con un aumento en R pr therm. región de 0,06 a 0,14 m 2 °C/W, el valor de R eff del desnivel varía de 0,162 a 0,174 m 2 °C/W. Este ejemplo muestra la ineficiencia del aislamiento del revestimiento de fachadas. Los cambios en el valor de la resistencia térmica efectiva del entrehierro en función de la temperatura exterior y de la resistencia térmica del revestimiento son insignificantes para su consideración práctica.

En la fig. 10 muestra las dependencias de la resistencia térmica del entrehierro, R eff del entrehierro, sobre el ancho del entrehierro, d, para varios valores de la altura de la fachada. La dependencia de R eff de la brecha en el ancho de la brecha se expresa más claramente: con una disminución en el grosor de la brecha, el valor de R eff de la brecha aumenta. Esto se debe a una disminución en la altura de establecimiento de temperatura en el espacio x 0 y, en consecuencia, con un aumento en la temperatura promedio del aire en el espacio (Fig. 8 y 6). Si para otros parámetros la dependencia es débil, ya que hay una superposición de varios procesos que se extinguen parcialmente entre sí, entonces en este caso este no es el caso: cuanto más delgada es la brecha, más rápido se calienta y más lento se mueve el aire. la brecha, más rápido se calienta.

En general no mayor valor R eff gap se puede lograr con valor mínimo d, el valor máximo de L, el valor máximo de R pr therm. rasgo . Entonces, en d = 0,02 m, L = 20 m, R pr therm. rasgo \u003d 3,4 m 2 ° C / W, el valor calculado de R eff del espacio es de 0,24 m 2 ° C / W.

Para calcular la pérdida de calor a través de la cerca, la influencia relativa de la resistencia térmica efectiva del entrehierro es de mayor importancia, ya que determina cuánto disminuirá la pérdida de calor. A pesar del hecho de que el mayor valor absoluto de R ef gap se alcanza en la máxima R pr therm. rasgo , mayor influencia la resistencia térmica efectiva del entrehierro a la pérdida de calor tiene un valor mínimo de R pr therm. rasgo . Entonces, en el término R pr. rasgo = = 1 m 2 °C/W y t n = 0 °C debido al entrehierro, la pérdida de calor se reduce en un 14 %.

Con guías ubicadas horizontalmente a las que se unen elementos de revestimiento, al realizar los cálculos, es recomendable tomar el ancho del entrehierro igual a la distancia más pequeña entre las guías y la superficie del aislamiento térmico, ya que estas secciones determinan la resistencia al aire. movimiento (Fig. 11).

Como muestran los cálculos, la velocidad del movimiento del aire en el espacio es pequeña y es inferior a 1 m/s. La razonabilidad del modelo de cálculo adoptado se confirma indirectamente por los datos de la literatura. Entonces, en el trabajo breve reseña los resultados de las determinaciones experimentales de la velocidad del aire en los espacios de aire de varias fachadas (ver tabla). Desafortunadamente, los datos contenidos en el artículo están incompletos y no nos permiten establecer todas las características de las fachadas. Sin embargo, muestran que la velocidad del aire en el espacio está cerca de los valores obtenidos por los cálculos descritos anteriormente.

El método presentado para calcular la temperatura, la velocidad del aire y otros parámetros en el espacio de aire permite evaluar la efectividad de una medida de diseño particular en términos de aumentar propiedades operativas fachada. Este método se puede mejorar, en primer lugar, debe relacionarse con el efecto de los espacios entre las placas frontales. Como se desprende de los resultados de los cálculos y de los datos experimentales proporcionados en la literatura, esta mejora no tendrá un gran impacto en la reducción de la resistencia de la estructura, pero puede afectar a otros parámetros.

Literatura

1. Batinich R. Fachadas ventiladas de edificios: Problemas construcción física térmica, microclima y sistemas de ahorro energético en edificios / Sat. reporte IV científico-práctico. conferencia M.: NIISF, 1999.

2. Ezersky V. A., Monastyrev P. V. Marco de montaje de una fachada ventilada y campo de temperatura. pared exterior // construcción de viviendas. 2003. № 10.

4. SNiP II-3-79*. Ingeniería térmica de la construcción. M.: GUP TsPP, 1998.

5. Bogoslovsky VN El régimen térmico del edificio. M, 1979.

6. Sedlbauer K., Kunzel H. M. Luftkonvektions einflusse auf den Warmedurchgang von belufteten Fassaden mit Mineralwolledammung // WKSB. 1999.Jg. 44.H.43.

Continuará.

Lista de símbolos

c en \u003d 1 005 J / (kg ° С) - calor especifico aire

d - ancho del entrehierro, m

L - altura de la fachada con hueco ventilado, m

n a - el número promedio de soportes por m 2 de la pared, m–1

R sobre. rasgo , R pro. región - resistencia reducida a la transferencia de calor de partes de la estructura desde la superficie interna al entrehierro y desde el entrehierro a la superficie exterior de la estructura, respectivamente, m 2 ° C / W

R sobre pr - resistencia reducida a la transferencia de calor de toda la estructura, m 2 ° C / W

R cond. rasgo - resistencia a la transferencia de calor a lo largo de la superficie de la estructura (excluyendo inclusiones conductoras de calor), m 2 ° C / W

R condicionalmente: la resistencia a la transferencia de calor a lo largo de la superficie de la estructura se determina como la suma de las resistencias térmicas de las capas de la estructura y las resistencias de transferencia de calor internas (igual a 1/av) y externas (igual a 1 /an) superficies

R pr SNiP: resistencia reducida a la transferencia de calor de la estructura de la pared con aislamiento, determinada de acuerdo con SNiP II-3-79 *, m 2 ° C / W

R pr term. rasgo - resistencia térmica de la pared con aislamiento (del aire interno a la superficie del aislamiento en el espacio de aire), m 2 ° C / W

R eff gap - resistencia térmica efectiva del entrehierro, m 2 ° C / W

Q n - flujo de calor calculado a través de una estructura no homogénea, W

Q 0 - flujo de calor a través de una estructura homogénea de la misma área, W

q - densidad de flujo de calor a través de la estructura, W / m 2

q 0 - densidad de flujo de calor a través de una estructura homogénea, W / m 2

r - coeficiente de uniformidad térmica

S - área de la sección transversal del soporte, m 2

t - temperatura, °С

Para uniformidad, resistencia a la transferencia de calor. espacios de aire cerrados situada entre las capas de la envolvente del edificio, denominadas resistencia termica Rv.p, m². ºС/W.
El esquema de transferencia de calor a través del espacio de aire se muestra en la Fig.5.

Figura 5. Transferencia de calor en el entrehierro.

El flujo de calor que pasa a través del entrehierro qv.p, W/m², consiste en flujos transmitidos por conductividad térmica (2) qt, W/m², convección (1) qc, W/m² y radiación (3) ql, W/m².

24. Resistencia condicional y reducida a la transferencia de calor. Coeficiente de homogeneidad termotécnica de estructuras de cerramiento.

25. Racionamiento de la resistencia a la transferencia de calor en función de las condiciones sanitarias e higiénicas

, R0 = *

Normalizamos Δ t n, entonces R 0 tr = * , aquellos. para que Δ t≤ Δ t n Necesario

R 0 ≥ R 0 tr

SNiP extiende este requisito a la resistencia reducida. transferencia de calor.

R 0 pr ≥ R 0 tr

t in - temperatura de diseño del aire interior, °С;

aceptar. según normas de diseño. edificio

t n - - temperatura de invierno calculada del aire exterior, ° С, igual a la temperatura promedio de los cinco días más fríos con una seguridad de 0.92

A en (alfa) - coeficiente de transferencia de calor de la superficie interna de las estructuras de cerramiento, tomado de acuerdo con SNiP

Δt n - diferencia de temperatura estándar entre la temperatura del aire interno y la temperatura de la superficie interna de la estructura envolvente, tomada de acuerdo con SNiP

Resistencia requerida a la transferencia de calor. R sobre las puertas y portones deben tener al menos 0,6 R sobre paredes de edificios y estructuras, determinado por la fórmula (1) en el calculado temperatura de invierno aire exterior, igual a la temperatura media de los cinco días más fríos con una seguridad de 0,92.

Al determinar la resistencia requerida a la transferencia de calor de las estructuras de cerramiento internas en la fórmula (1), debe tomarse en lugar de tn- la temperatura calculada del aire de la habitación más fría.

26. Cálculo termotécnico del espesor requerido del material de la cerca en función de las condiciones para lograr la resistencia requerida a la transferencia de calor.

27. Humedad del material. Razones para mojar la estructura.

Humedad - cantidad física igual a la cantidad de agua contenida en los poros del material.

Sucede por peso y volumen.

1) Humedad del edificio.(durante la construcción del edificio). Depende del método de diseño y construcción. El ladrillo macizo es peor que los bloques de cerámica. La madera más favorable (paredes prefabricadas). p/p no siempre. Debe desaparecer en 2 = -3 años de funcionamiento Medidas: secado de las paredes

humedad del suelo. (succión capilar). Alcanza la cota de 2-2,5 m de capas impermeabilizantes, con dispositivo correcto no afecta.

2) Humedad del suelo, penetra en la cerca desde el suelo debido a la succión capilar

3) Humedad atmosférica. (lluvia inclinada, nieve). Especialmente importante para cubiertas y cornisas .. macizas paredes de ladrillo no requieren protección si el empalme se hace correctamente hormigón armado, paneles de hormigón ligero atención a las juntas y bloques de ventana, capa texturizada de materiales impermeables. Protección = muro protector en la pendiente

4) Humedad de funcionamiento. (en talleres edificios industriales, principalmente en los pisos y parte inferior de las paredes) solución: pisos impermeables, dispositivo de drenaje, revestimiento de la parte inferior Azulejos de cerámica, yeso impermeable. Protection=revestimiento protector con ext. lados

5)Humedad higroscópica. Debido a la mayor higroscopicidad de los materiales (propiedad de absorber el vapor de agua del aire húmedo)

6) Condensación de humedad del aire: a) en la superficie de la valla b) en el espesor de la valla

28. Influencia de la humedad en las propiedades de las estructuras

1) Con un aumento de la humedad, aumenta la conductividad térmica de la estructura.

2) Deformaciones por humedad. La humedad es mucho peor que la expansión térmica. Descamación del yeso debido a la humedad acumulada debajo de él, luego la humedad se congela, se expande en volumen y arranca el yeso. Los materiales no resistentes a la humedad se deforman cuando se mojan. Por ejemplo, el yeso se vuelve rastrero con el aumento de la humedad, la hinchazón de la madera contrachapada, la delaminación.

3) Disminución de la durabilidad - número de años de operación sin fallas de la estructura

4) Daños biológicos (hongos, moho) por rocío

5) Pérdida de apariencia estética

Por lo tanto, al elegir los materiales, se tiene en cuenta su régimen de humedad y se seleccionan los materiales con el contenido de humedad más bajo. Además, el exceso de humedad en la habitación puede provocar la propagación de enfermedades e infecciones.

Desde un punto de vista técnico, conduce a una pérdida de durabilidad y estructura y de sus propiedades resistentes a las heladas. algunos materiales para alta humedad perder fuerza mecánica, cambiar de forma. Por ejemplo, el yeso se vuelve rastrero con el aumento de la humedad, la hinchazón de la madera contrachapada, la delaminación. Corrosión de metales. deterioro de la apariencia.

29. Se acumula la sorción de vapor de agua. mater Mecanismos de sorción. Histéresis de sorción.

Sorción- el proceso de absorción de vapor de agua, que conduce a un estado de equilibrio de humedad del material con el aire. 2 fenómenos. 1. Absorción como resultado de la colisión de una molécula de pares con la superficie de los poros y adherirse a esta superficie (adsorción)2. Disolución directa de la humedad en el volumen del cuerpo (absorción). La humedad aumenta con el aumento de la elasticidad relativa y la disminución de la temperatura. "desorción" si una muestra húmeda se coloca en desecadores (solución de ácido sulfúrico), entonces desprende humedad.

Mecanismos de sorción:

1. adsorción

2. Condensación capilar

3. Relleno volumétrico de microporos.

4. Llenar el espacio entre capas

1 etapa La adsorción es un fenómeno en el que la superficie de los poros se cubre con una o más capas de moléculas de agua (en mesoporos y macroporos).

2 etapa. Adsorción polimolecular: se forma una capa adsorbida multicapa.

3 etapa. condensación capilar.

CAUSA. La presión de vapor de saturación sobre una superficie cóncava es menor que sobre una superficie líquida plana. En los capilares de radio pequeño, la humedad forma miniscaras cóncavas, por lo que es posible la condensación capilar. Si D>2*10 -5 cm, entonces no habrá condensación capilar.

Desorción - proceso de secado natural.

Histéresis ("diferencia") de sorción consiste en la diferencia entre la isoterma de sorción obtenida cuando el material se humedece y la isoterma de desorción obtenida del material seco. muestra el % de diferencia entre humedad del peso con sorción y peso con desorción de humedad (desorción 4,3%, sorción 2,1%, histéresis 2,2%) al humedecer la isoterma de sorción. Cuando se seca, desorción.

30. Mecanismos de transferencia de humedad en materiales de estructuras de edificación. Permeabilidad al vapor, absorción capilar de agua.

1. En invierno, debido a la diferencia de temperatura y a diferentes presiones parciales, una corriente de vapor de agua atraviesa la valla (desde la superficie interior hacia la exterior) - difusión del vapor de agua. En verano es al revés.

2. Transporte convectivo de vapor de agua(con flujo de aire)

3. Transferencia de agua capilar(fuga) a través de materiales porosos.

4. Fuga de agua gravitacional a través de grietas, agujeros, macroporos.

Permeabilidad al vapor - la propiedad de un material o estructura hecha de ellos para pasar vapor de agua a través de sí mismo.

coeficiente de permeabilidad- Físico. el valor es numéricamente igual al número de vapor que ha pasado a través de la placa en una unidad de área, en una unidad de caída de presión, en una unidad de espesor de la placa, en una unidad de tiempo en una caída de presión parcial en los lados de la placa e 1 Pa. Temperaturas, mu disminuye, con el aumento de la humedad, mu aumenta.

Resistencia al vapor: R=espesor/mu

Mu - coeficiente de permeabilidad al vapor (determinado según ingeniería térmica SNIP 2379)

Absorción capilar de agua por materiales de construcción - proporciona una transferencia constante de humedad líquida a través de materiales porosos desde una región de alta concentración a una región de baja concentración.

Cuanto más delgados son los capilares, mayor es la fuerza de succión capilar, pero en general la tasa de transferencia disminuye.

El transporte capilar se puede reducir o eliminar proporcionando una barrera adecuada (pequeño espacio de aire o capa capilar inactiva (no porosa)).

31. Ley de Fick. Coeficiente de permeabilidad al vapor

P(cantidad de vapor, g) \u003d (ev-en) F * z * (mu / espesor),

Mu- coeficiente. permeabilidad al vapor (determinada según ingeniería térmica SNIP 2379)

Físico el valor es numéricamente igual a la cantidad de vapor que ha pasado a través de la placa en una unidad de área, en una unidad de caída de presión, en una unidad de espesor de placa, en una unidad de tiempo en una caída de presión parcial en los lados de la placa e 1 Pa. [mg / (m 2 * Pa)], el mu más pequeño tiene material para techos 0.00018, el algodón mínimo más grande = 0.065g / m * h * mm Hg, ventana de vidrio y los metales son herméticos al vapor, el aire es la mayor permeabilidad al vapor. al disminuir Temperaturas, mu disminuye, con el aumento de la humedad, mu aumenta. Depende de las propiedades físicas del material y refleja su capacidad para conducir el vapor de agua que se difunde a través de él. Los materiales anisotrópicos tienen diferentes mu (para la madera, a lo largo de las fibras = 0,32, a lo ancho = 0,6).

Resistencia equivalente a la permeabilidad al vapor de la valla con una disposición secuencial de capas. Ley de Fick.

Q \u003d (e 1 -e 2) / R n qR n1n =(e n1n-1 -e 2)

32 Cálculo de la distribución de presión parcial de vapor de agua sobre el espesor de la estructura.

Una de las técnicas que aumentan las cualidades de aislamiento térmico de las cercas es la instalación de un espacio de aire. Se utiliza en la construcción de paredes exteriores, techos, ventanas, vidrieras. En paredes y techos, también se utiliza para evitar el encharcamiento de estructuras.

El espacio de aire se puede sellar o ventilar.

Considere la transferencia de calor sellado capa de aire

La resistencia térmica de la capa de aire R al no se puede definir como la resistencia de conductividad térmica de la capa de aire, ya que la transferencia de calor a través de la capa a una diferencia de temperatura en las superficies ocurre principalmente por convección y radiación (Fig. 3.14). La cantidad de calor,

transmitido por conductividad térmica es pequeño, ya que el coeficiente de conductividad térmica del aire es bajo (0.026 W / (m ºС)).

En las capas, en general, el aire está en movimiento. En vertical, se mueve hacia arriba a lo largo de la superficie cálida y hacia abajo, a lo largo del frío. Se produce transferencia de calor por convección, y su intensidad aumenta con el aumento del espesor de la capa intermedia, ya que disminuye la fricción de los chorros de aire contra las paredes. Cuando el calor se transfiere por convección, se supera la resistencia de las capas límite de aire en dos superficies, por lo tanto, para calcular esta cantidad de calor, el coeficiente de transferencia de calor α k debe reducirse a la mitad.

Para describir la transferencia de calor conjuntamente por convección y conductividad térmica, se suele introducir el coeficiente de transferencia de calor por convección α "k, igual a

α" k \u003d 0.5 α k + λ a / δ al, (3.23)

donde λ a y δ al son la conductividad térmica del aire y el espesor del entrehierro, respectivamente.

Esta relación depende de forma geometrica y tamaños de las capas de aire, dirección del flujo de calor. por generalización un número grande datos experimentales basados en la teoría de la similitud, M.A. Mikheev estableció ciertos patrones para α "to. En la Tabla 3.5, como ejemplo, los valores de los coeficientes α" to, calculados por él a una temperatura promedio del aire en una capa vertical t \u003d + 10º C.

Tabla 3.5

Coeficientes de transferencia de calor por convección en un espacio de aire vertical

El coeficiente de transferencia de calor por convección en capas de aire horizontales depende de la dirección del flujo de calor. si un superficie superior calienta más que el inferior, casi no habrá movimiento de aire, ya que aire caliente concentrado en la parte superior y frío en la parte inferior. Por lo tanto, la igualdad

α" a \u003d λ a / δ al.

En consecuencia, la transferencia de calor por convección disminuye significativamente y aumenta la resistencia térmica de la capa intermedia. Los espacios de aire horizontales son efectivos, por ejemplo, cuando se usan en techos de sótano sobre fríos subterráneos, donde el flujo de calor se dirige de arriba hacia abajo.

Si el flujo de calor se dirige de abajo hacia arriba, entonces hay flujos de aire ascendentes y descendentes. La transferencia de calor por convección juega un papel importante y el valor de α"k aumenta.

Para tener en cuenta el efecto de la radiación térmica, se introduce el coeficiente de transferencia de calor radiante α l (Capítulo 2, pág. 2.5).

Usando las fórmulas (2.13), (2.17), (2.18), determinamos el coeficiente de transferencia de calor por radiación α l en el espacio de aire entre capas constructivas Enladrillado. Temperaturas superficiales: t 1 = + 15 ºС, t 2 = + 5 ºС; el grado de negrura del ladrillo: ε 1 = ε 2 = 0,9.

Por la fórmula (2.13) encontramos que ε = 0.82. Coeficiente de temperatura θ = 0,91. Entonces α l \u003d 0.82 ∙ 5.7 ∙ 0.91 \u003d 4.25 W / (m 2 ºС).

El valor de α l es mucho mayor que α "to (consulte la Tabla 3.5), por lo tanto, la cantidad principal de calor a través de la capa intermedia se transfiere por radiación. Para reducir este flujo de calor y aumentar la resistencia a la transferencia de calor de la capa de aire , se recomienda utilizar aislamiento reflectante, es decir, un revestimiento de una o ambas superficies, por ejemplo, con papel de aluminio (el llamado "refuerzo"). Dicho revestimiento suele colocarse sobre una superficie cálida para evitar la condensación de humedad. , lo que empeora las propiedades reflectantes de la lámina. El "refuerzo" de la superficie reduce el flujo radiante unas 10 veces.

La resistencia térmica de un espacio de aire sellado a una diferencia de temperatura constante en sus superficies está determinada por la fórmula

Tabla 3.6

Resistencia térmica de espacios de aire cerrados.

Espesor de la capa de aire, m	R al, m 2 °C / W
para capas horizontales con flujo de calor de abajo hacia arriba y para capas verticales	para capas horizontales con flujo de calor de arriba hacia abajo
el verano	invierno	el verano	invierno
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,1	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,2-0.3	0,15	0,19	0,19	0,24

Los valores R al para entrehierros planos cerrados se dan en la Tabla 3.6. Estos incluyen, por ejemplo, capas intermedias entre capas de hormigón denso, que prácticamente no permite el paso del aire. Se ha demostrado experimentalmente que en Enladrillado con un relleno insuficiente de las costuras entre los ladrillos con mortero, se produce una violación de la estanqueidad, es decir, la penetración de aire exterior en la capa y una fuerte disminución de su resistencia a la transferencia de calor.

Al cubrir una o ambas superficies de la capa intermedia con papel de aluminio, se debe duplicar su resistencia térmica.

En la actualidad, las paredes con ventilado capa de aire (muros con fachada ventilada). Una fachada ventilada batiente es una estructura formada por materiales de revestimiento y una subestructura, que se fija a la pared de forma que quede un espacio de aire entre el revestimiento protector y decorativo y la pared. Para aislamiento adicional estructuras externas, se instala una capa de aislamiento térmico entre la pared y el revestimiento, de modo que brecha de ventilación queda entre el revestimiento y el aislamiento térmico.

El esquema de diseño de la fachada ventilada se muestra en la Figura 3.15. Según SP 23-101, el espesor del entrehierro debe estar en el rango de 60 a 150 mm.

Las capas estructurales ubicadas entre el espacio de aire y la superficie exterior no se tienen en cuenta en el cálculo de ingeniería térmica. Por lo tanto, la resistencia térmica revestimiento exterior no está incluido en la resistencia a la transferencia de calor de la pared, determinada por la fórmula (3.6). Como se indica en la cláusula 2.5, el coeficiente de transferencia de calor de la superficie exterior de la envolvente del edificio con espacios de aire ventilado α ext para el período frío es de 10,8 W / (m 2 ºС).

El diseño de una fachada ventilada tiene una serie de ventajas significativas. En el apartado 3.2 se compararon las distribuciones de temperatura en periodo frío en muros bicapa con ubicación interna y externa del aislamiento (Fig. 3.4). Una pared con aislamiento exterior es más

"cálido", ya que la principal diferencia de temperatura se produce en la capa de aislamiento térmico. No hay condensación dentro de la pared, sus propiedades de protección contra el calor no se deterioran, no se requiere una barrera de vapor adicional (Capítulo 5).

El flujo de aire que se produce en la capa debido a la caída de presión contribuye a la evaporación de la humedad de la superficie del aislamiento. Cabe señalar que un error importante es el uso de una barrera de vapor en la superficie exterior de la capa de aislamiento térmico, ya que impide la libre eliminación de vapor de agua hacia el exterior.