TRAFERRO D'ARIA, uno dei tipi di strati isolanti che riducono la conduttività termica del mezzo. IN ultimamente L'importanza del traferro è aumentata soprattutto a causa dell'uso di materiali cavi nella costruzione. In un mezzo separato da un traferro, il calore viene trasferito: 1) per irraggiamento dalle superfici adiacenti al traferro e per trasferimento di calore tra la superficie e l'aria e 2) per trasferimento di calore da parte dell'aria, se mobile, oppure per trasferimento di calore da alcune particelle d'aria ad altre a causa della conduttività termica, se è immobile, e gli esperimenti di Nusselt dimostrano che strati più sottili, in cui l'aria può essere considerata quasi immobile, hanno un coefficiente di conduttività termica k inferiore rispetto agli strati più spessi, ma con correnti convettive che si generano in essi. Nusselt fornisce la seguente espressione per determinare la quantità di calore ceduta all'ora dallo strato d'aria:

dove F è una delle superfici che limitano il traferro; λ 0 - coefficiente condizionale, i cui valori numerici, in funzione dell'ampiezza del traferro (e), espressi in m, sono riportati nella targhetta allegata:

s 1 e s 2 sono i coefficienti di emissività di entrambe le superfici del traferro; s è il coefficiente di emissività di un corpo completamente nero, pari a 4,61; θ 1 e θ 2 sono le temperature delle superfici che limitano il traferro. Sostituendo nella formula i valori corrispondenti si ottengono i valori di k (coefficiente di conducibilità termica) e 1/k (capacità isolante) degli strati d'aria di vario spessore necessari per i calcoli. S. L. Prokhorov ha compilato diagrammi basati sui dati Nusselt (vedi Fig.) che mostrano la variazione dei valori di k e 1/k degli strati d'aria a seconda del loro spessore, dove l'area più vantaggiosa è quella da 15 a 45 mm.

Gli strati d'aria più piccoli sono praticamente difficili da realizzare, ma quelli più grandi forniscono già un coefficiente di conduttività termica significativo (circa 0,07). La tabella seguente fornisce i valori di k e 1/k per vari materiali, e per l'aria vengono forniti diversi valori di queste quantità a seconda dello spessore dello strato.

Quello. Si può vedere che spesso è più redditizio realizzare diversi strati d'aria più sottili piuttosto che utilizzare uno o l'altro strato isolante. Uno strato d'aria con uno spessore fino a 15 mm può essere considerato un isolante con uno strato d'aria stazionario, con uno spessore di 15-45 mm - con uno strato quasi stazionario e, infine, strati d'aria con uno spessore superiore a 45 -50 mm devono essere considerati strati in cui si generano correnti convettive e quindi soggetti a calcolo su base generale.

Nota. Quando si copre una o entrambe le superfici dell'intercapedine d'aria con un foglio di alluminio, la resistenza termica dovrebbe essere raddoppiata.

Applicazione 5*

Schemi di inclusioni termoconduttrici nelle strutture di contenimento

Applicazione 6*

(Informativo)

Ridotta resistenza al trasferimento di calore di finestre, porte-finestre e lucernari

* negli attacchi in acciaio

Note:

1. I rivestimenti in vetro selettivo morbido includono rivestimenti con emissione termica inferiore a 0,15, quelli duri - superiori a 0,15.

2. I valori delle resistenze al trasferimento di calore indicate dei riempimenti delle aperture per la luce sono forniti per i casi in cui il rapporto tra l'area della vetratura e l'area di riempimento dell'apertura per la luce è 0,75.

I valori delle resistenze ridotte di scambio termico indicati in tabella possono essere utilizzati come valori calcolati in assenza di tali valori nelle norme o condizioni tecniche sulla progettazione o non supportati dai risultati dei test.

3. La temperatura della superficie interna degli elementi strutturali delle finestre degli edifici (ad eccezione di quelle industriali) deve essere di almeno 3 °C alla temperatura di progetto dell'aria esterna.

* – senza tener conto della permeabilità al vapore delle giunture dello schermo

La resistenza termica di un traferro chiuso viene calcolata secondo la Tabella 7 SP.

Accettiamo il coefficiente di eterogeneità tecnica termica della struttura R= 0,85, quindi R rich /R= 3,19/0,85 = 3,75 m 2 ×°C/W e lo spessore isolante richiesto

0,045(3,75 – 0,11 – 0,02 – 0,10 – 0,14 – 0,04) = 0,150 m.

Prendiamo lo spessore dell'isolamento  3 = 0,15 m = 150 mm (multipli di 30 mm) e lo aggiungiamo alla tabella. 4.2.

Conclusioni:

In termini di resistenza al trasferimento di calore, il design è conforme agli standard, poiché la resistenza al trasferimento di calore è ridotta R 0 R superiore al valore richiesto R rich :

R 0 R=3,760,85 = 3,19> R rich= 3,19 m2 ×°C/W.

4.6. Determinazione delle condizioni termiche ed igrometriche dello strato d'aria ventilato

Il calcolo viene effettuato per le condizioni invernali.

Determinazione della velocità di movimento e della temperatura dell'aria nello strato

Più lungo (alto) è lo strato, maggiore è la velocità del movimento dell'aria e il suo consumo e, di conseguenza, l'efficienza della rimozione dell'umidità. D'altra parte, quanto più lungo (alto) è lo strato, tanto maggiore è la probabilità che si formi un inaccettabile accumulo di umidità nell'isolamento e sullo schermo.

La distanza tra i fori di ventilazione di ingresso e di uscita (l'altezza dell'interstrato) è considerata uguale a N= 12 metri.

Temperatura media dell'aria nello strato T 0 è provvisoriamente accettato come

T 0 = 0,8T est = 0,8(-9,75) = -7,8°C.

La velocità del movimento dell'aria nell'intercalare quando le aperture di alimentazione e scarico si trovano su un lato dell'edificio:

dove  è la somma della resistenza aerodinamica locale al flusso d'aria in ingresso, in curva e in uscita dallo strato; a seconda della soluzione progettuale del sistema di facciata= 3…7; accettiamo= 6.

Area della sezione dell'intercalare con larghezza nominale B= 1 m e spessore accettato (nella Tabella 4.1) = 0,05 m: F=B= 0,05 mq.

Diametro equivalente del traferro:

Il coefficiente di scambio termico della superficie dello strato d'aria a 0 è preliminarmente accettato secondo il punto 9.1.2 SP: a 0 = 10,8 W/(m 2 ×°C).

(m2×°C)/W,

K intero = 1/ R 0.int = 1/3,67 = 0,273 W/(m2 ×°C).

(m2×°C)/W,

K esterno = 1/ R 0, est = 1/0,14 = 7,470 W/(m 2 ×°C).

Probabilità

0,35120 + 7,198(-8,9) = -64,72 W/m2,

0,351 + 7,198 = 7,470 W/(m2×°C).

Dove Con– capacità termica specifica dell’aria, Con= 1000 J/(kg×°C).

La temperatura media dell'aria nello strato differisce da quella precedentemente accettata di oltre il 5%, quindi stiamo chiarendo i parametri di progettazione.

Velocità del movimento dell'aria nell'intercalare:

Densità dell'aria nello strato

Quantità (flusso) di aria che passa attraverso lo strato:

Chiariamo il coefficiente di scambio termico della superficie dello strato d'aria:

W/(m2×°C).

Resistenza al trasferimento di calore e coefficiente di trasferimento del calore dell'interno della parete:

(m2×°C)/W,

K intero = 1/ R 0.int = 1/3,86 = 0,259 W/(m2 ×°C).

Resistenza al trasferimento di calore e coefficiente di trasferimento del calore della parte esterna della parete:

(m2×°C)/W,

K esterno = 1/ R 0.ext = 1/0,36 = 2,777 W/(m 2 ×°C).

Probabilità

0,25920 + 2,777(-9,75) = -21,89 W/m2,

0,259 + 2,777 = 3,036 W/(m2×°C).

Chiariamo la temperatura media dell'aria nello strato:

Chiariamo la temperatura media dell'aria nello strato più volte finché i valori nelle iterazioni vicine differiscono di oltre il 5% (Tabella 4.6).

A causa della bassa conduttività termica dell'aria, gli strati d'aria vengono spesso utilizzati come isolamento termico. L'intercapedine d'aria può essere sigillata o ventilata, in quest'ultimo caso si chiama condotto d'aria. Se l'aria fosse a riposo, la resistenza termica sarebbe molto elevata. Tuttavia, a causa del trasferimento di calore per convezione e irraggiamento, la resistenza degli strati d'aria diminuisce.

Convezione nel traferro. Quando si trasferisce il calore, la resistenza dei due strati limite viene superata (vedi Fig. 4.2), quindi il coefficiente di scambio termico si dimezza. Negli strati d'aria verticali, se lo spessore è commisurato all'altezza, le correnti d'aria verticali si muovono senza interferenze. Negli strati d'aria sottili essi sono inibiti a vicenda e formano circuiti di circolazione interna, la cui altezza dipende dalla larghezza.

Riso. 4.2 – Schema del trasferimento di calore in uno strato d'aria chiuso: 1 – convezione; 2 – radiazione; 3 – conducibilità termica

In strati sottili o con una piccola differenza di temperatura sulle superfici (), si ha un movimento parallelo di getti d'aria senza miscelazione. La quantità di calore trasferita attraverso il traferro è uguale a

. (4.12)

Lo spessore critico dell'intercalare è stato stabilito sperimentalmente, δcr, mm, per il quale viene mantenuto il regime di flusso laminare (a una temperatura media dell'aria nello strato di 0 o C):

In questo caso, il trasferimento di calore viene effettuato mediante conduttività termica e

Per gli altri spessori il coefficiente di scambio termico è pari a

. (4.15)

All'aumentare dello spessore dello strato verticale, si verifica un aumento α a:

A δ = 10 mm – del 20%; δ = 50 mm – del 45% (valore massimo, poi diminuire); δ = 100 mm – del 25% e δ = 200 mm – del 5%.

Negli strati d'aria orizzontali (con una superficie superiore, più riscaldata), non ci sarà quasi alcuna miscelazione dell'aria, quindi è applicabile la formula (4.14). Con una superficie inferiore più riscaldata (si formano zone di circolazione esagonali), il valore α a si trova secondo la formula (4.15).

Scambio di calore radiante in un traferro

La componente radiante del flusso di calore è determinata dalla formula

. (4,16)

Si presuppone che il coefficiente di scambio termico radiante sia α l= 3,97 W/(m 2 ∙ o C), il suo valore è maggiore α a, quindi il principale trasferimento di calore avviene per irraggiamento. IN visione generale la quantità di calore trasferita attraverso lo strato è un multiplo di

.

È possibile ridurre il flusso di calore coprendo la superficie calda (per evitare la condensa) con un foglio, utilizzando il cosiddetto. “rinforzo”. Il flusso radiante diminuisce di circa 10 volte e la resistenza raddoppia. A volte nell'intercapedine d'aria vengono introdotte celle a nido d'ape costituite da un foglio di alluminio, che riducono anche il trasferimento di calore convettivo, ma questa soluzione non è durevole.

Descrizione:

Le strutture di recinzione con intercapedini ventilate sono da tempo utilizzate nella costruzione di edifici. L'uso degli strati d'aria ventilati aveva uno dei seguenti scopi

Protezione termica di facciate con intercapedine d'aria ventilata

Parte 1

Dipendenza della velocità massima del movimento dell'aria nell'intercapedine dalla temperatura dell'aria esterna a vari valori della resistenza termica della parete con isolamento

Dipendenza della velocità dell'aria nel traferro dalla temperatura dell'aria esterna per diversi valori della larghezza del traferro d

Dipendenza dalla resistenza termica intercapedine d'aria, R ef del gap, sulla temperatura dell'aria esterna a diversi valori della resistenza termica della parete, R pr therm. progetto

Dipendenza della resistenza termica effettiva del traferro, R ef gap, dalla larghezza del traferro, d, per diverse altezze della facciata, L

Nella fig. La Figura 7 mostra le dipendenze della velocità massima dell'aria nell'intercapedine d'aria dalla temperatura dell'aria esterna a vari valori dell'altezza della facciata, L, e della resistenza termica della parete con isolamento, R pr therm.

progetto , e nella Fig. 8 - a diversi valori della larghezza dello spazio d.

In tutti i casi, la velocità dell'aria aumenta al diminuire della temperatura esterna. Raddoppiando l'altezza della facciata si ottiene un leggero aumento della velocità dell'aria. Una diminuzione della resistenza termica della parete porta ad un aumento della velocità dell'aria, ciò è spiegato da un aumento del flusso di calore e quindi dalla differenza di temperatura nell'intercapedine. La larghezza dello spazio influenza in modo significativo la velocità dell'aria; al diminuire dei valori di d, la velocità dell'aria diminuisce, il che si spiega con un aumento della resistenza.

Innanzitutto va notato che il gap Reff ha una debole dipendenza dalla temperatura dell'aria esterna. Ciò è facilmente spiegabile, poiché la differenza tra la temperatura dell'aria nell'intercapedine e la temperatura dell'aria esterna e la differenza tra la temperatura dell'aria interna e la temperatura dell'aria nell'intercapedine cambiano quasi proporzionalmente al cambiamento di t n, quindi la loro rapporto, incluso in (3), quasi non cambia. Pertanto, quando tn diminuisce da 0 a –40 °C R, l'efficienza del gap diminuisce da 0,17 a 0,159 m 2 °C/W. La R eff del gap dipende anche in modo insignificante dalla resistenza termica del rivestimento, con un aumento del termine R pr.

regione da 0,06 a 0,14 m 2 °C/W, il valore R eff del gap cambia da 0,162 a 0,174 m 2 °C/W. Questo esempio mostra l'inefficacia del rivestimento isolante della facciata. Le variazioni del valore della resistenza termica effettiva del traferro in funzione della temperatura dell'aria esterna e della resistenza termica del rivestimento sono insignificanti per la loro considerazione pratica.

Nella fig. La Figura 10 mostra la dipendenza della resistenza termica dell'intercapedine d'aria, Reff dell'intercapedine, dalla larghezza dell'intercapedine, d, per diversi valori dell'altezza della facciata. La dipendenza di R eff del divario dalla larghezza del divario è espressa più chiaramente: man mano che lo spessore del divario diminuisce, il valore di R eff del divario aumenta. Ciò è dovuto ad una diminuzione dell'altezza di impostazione della temperatura nell'intercapedine x 0 e, di conseguenza, con un aumento della temperatura media dell'aria nell'intercapedine (Fig. 8 e 6). Se per altri parametri la dipendenza è debole, poiché c'è una sovrapposizione di vari processi che si annullano parzialmente a vicenda, allora in questo caso non è così: più sottile è il divario, più velocemente si riscalda e più lentamente si muove l'aria nello spazio vuoto, più velocemente si riscalda. Affatto

Per calcolare la perdita di calore attraverso la recinzione, l'influenza relativa della resistenza termica effettiva dell'intercapedine d'aria è di maggiore importanza, poiché determina quanta perdita di calore sarà ridotta. Nonostante il fatto che il valore assoluto più grande del gap R eff sia raggiunto al massimo R pr termine. progetto , la resistenza termica effettiva del traferro ha la massima influenza sulla perdita di calore al valore minimo di R pr therm. progetto . Quindi, al termine R pr. progetto = = 1 m 2 °C/W e t n = 0 °C grazie al traferro la perdita di calore si riduce del 14%.

Con guide disposte orizzontalmente su cui sono fissati gli elementi di rivestimento, nell'esecuzione dei calcoli, è consigliabile prendere la larghezza dell'intercapedine d'aria pari alla distanza più piccola tra le guide e la superficie dell'isolante termico, poiché queste zone determinano la resistenza al movimento dell’aria (Fig. 11).

Come hanno dimostrato i calcoli, la velocità del movimento dell'aria nell'intercapedine è bassa ed è inferiore a 1 m/s. La ragionevolezza del modello di calcolo adottato è indirettamente confermata dai dati di letteratura. Quindi, nel lavoro è dato breve panoramica risultati delle determinazioni sperimentali della velocità dell'aria nelle intercapedini di varie facciate (vedi tabella). Purtroppo i dati contenuti nell'articolo sono incompleti e non consentono di stabilire tutte le caratteristiche delle facciate. Tuttavia, mostrano che la velocità dell’aria nell’intercapedine è vicina ai valori ottenuti dai calcoli sopra descritti.

Il metodo presentato per il calcolo della temperatura, della velocità dell'aria e di altri parametri nel traferro ci consente di valutare l'efficacia di una particolare misura progettuale dal punto di vista dell'aumento delle proprietà operative della facciata. Questo metodo può essere migliorato, innanzitutto tenendo conto dell'influenza degli spazi tra le lastre di rivestimento. Come risulta dai risultati dei calcoli e dai dati sperimentali presentati in letteratura, questo miglioramento non avrà un grande impatto sulla ridotta resistenza della struttura, ma potrebbe avere un impatto su altri parametri.

Letteratura

1. Batinich R. Facciate ventilate degli edifici: problemi costruzione termofisica, sistemi per il microclima e il risparmio energetico negli edifici / Sat. rapporto IV scientifico-pratico conf. M.: NIISF, 1999.

2. Ezersky V. A., Monastyrev P. V. Telaio di fissaggio di una facciata ventilata e campo termico muro esterno// Costruzione di alloggi. 2003. N. 10.

4. SNiP II-3-79*. Ingegneria del riscaldamento edile. M.: Impresa unitaria statale TsPP, 1998.

5. Bogoslovsky V. N. Regime termico dell'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.

Continua.

Elenco dei simboli

с в = 1.005 J/(kg °С) - capacità termica specifica dell'aria d - larghezza del traferro, m L - altezza della facciata con intercapedine ventilata, m nk - numero medio di staffe per m2 di muro, m–1 R pro o. progetto , R pro o. regione - ridotta resistenza al trasferimento di calore di parti della struttura dalla superficie interna all'intercapedine d'aria e dall'intercapedine d'aria alla superficie esterna della struttura, rispettivamente, m 2 °C/W R o pr - ridotta resistenza al trasferimento di calore dell'intera struttura, m 2 °C/W Condizione R. progetto - resistenza al trasferimento di calore lungo la superficie della struttura (escluse inclusioni termoconduttrici), m 2 °C/W Condizione R - resistenza allo scambio termico lungo la superficie della struttura, è definita come la somma delle resistenze termiche degli strati della struttura e della resistenza allo scambio termico della parte interna (pari a 1/av) ed esterna (pari a 1 /an) superfici R pr SNiP - resistenza ridotta al trasferimento di calore di una struttura muraria con isolamento, determinata secondo SNiP II-3-79*, m 2 °C/W R pr termine. progetto - resistenza termica della parete con isolante (dall'aria interna alla superficie dell'isolante nell'intercapedine d'aria), m 2 °C/W R eff dell'intercapedine - resistenza termica effettiva dell'intercapedine d'aria, m 2 °C/W Qn - flusso di calore calcolato attraverso una struttura eterogenea, W Q 0 - flusso di calore attraverso una struttura omogenea della stessa area, W q - densità del flusso di calore attraverso la struttura, W/m2 q 0 - densità del flusso di calore attraverso una struttura omogenea, W/m 2 r - coefficiente di uniformità termica S - area della sezione trasversale della staffa, m 2 t - temperatura, °C Valutazione dell'articolo: (Ancora nessuna valutazione) Caricamento... Condividi con gli amici: Articoli su un argomento simile L'amato di Nikolai Karachentsov è morto a causa di un'intossicazione acuta da alcol Timur Batrutdinov e il suo divertimento Saggio sul tema “il bene nel mondo moderno” Versione danneggiata dell'imprenditore edile 4 Vicino Trovi sul sito Per esempio: tipi di cartongesso