ТИСЭ -Новые технологии

Конвективный теплообмен

Конвективный теплообмен возникает там, где существуют свободные полости. Тепло в них, передаётся за счет движения молекул воздуха у поверхности стен при наличии перепада температур между ними. Чем больше перепад температур и чем больше объем полости, тем сильнее разгоняются молекулы воздуха и мощнее становится конвективный теплообмен. По сути, задача всех утеплителей (минвата, керамзит, пе-нополистирол, опилки...) и сводится к тому, чтобы занять объем полости, не дать воздуху разогнаться. Скомканная газета в этом качестве также может быть утеплителем, и очень неплохим, только бы она не гнила и не слеживалась.
Причин для движения воздуха может быть несколько. В вертикальных каналах стен (рис. 13.3, а), с холодной её стороны, воздух, остужаясь, опускается вниз, а с теплой стороны - поднимается вверх. В каналах начинают возникать вихри, передающие тепло от одной стенки к другой. Причем, чем больше разность температур, тем интенсивней процесс перемешивания воздуха.

Среди некоторых застройщиков бытует мнение о том, что просто воздушный зазор, не заполненный ничем, является идеальной теплоизоляцией и чем он толще, тем лучше. Ошибочность такого мнения очевидна. Зазор необходимо хоть чем - нибудь заполнить, не дать воздуху разгоняться, причем, чем легче заполнитель, тем выше его эффективность.
И, тем не менее, воздушный зазор, организованный в толще стены, может играть роль теплоизоляции. Примером может служить стеклопакет из двух стекол, создающий одну воздушную полость (рис. 13.3, б). Такая полость имеет сопротивление теплопередаче R=0,36. Но ощутимый эффект возникнет, если таких зазоров несколько. Тройное остекление (две воздушные полости) Создает R=0,55. А рама с четырьмя стеклами имеет R=0,66. Эти величины учитывают потери тепла через сами рамы остекления, являющимися "мостками холода". В среднем можно считать, что одна чистая воздушная полость ("мост холода" по раме не учитывается) создает сопротивление теплопередаче R = 0,3 - 0,4. Минимальная величина воздушного зазора составляет 7-12 мм. Увеличение зазора свыше 20 мм слабо влияет на величину сопротивления. С чем это связано. При малой толщине зазора молекулам воздуха тесно, они не могут разогнаться. С увеличением зазора молекулам становится просторней, и конвективный теплообмен начинает усиливаться.
Движение воздуха может иметь и иной характер. Если стены дома обладают воздухопроницаемостью, т. е. "дышат", и на ' стену действует перепад давлений. В этом случае теплообмен между воздухом и материалом будет обязан инфильтрации (рис. 13.4). Она может быть вызвана как ветром, действующим на стены, так и работой естественной или принудительной вентиляции, создающей разряжение в помещениях.

Обращаем внимание на то, что, если стены "дышат", то потери тепла через стены снижаются почти на 30%. Почему это происходит? Тепло уходит из помещений наружу за счет теплопроводности материала стен, нагревая их. Холодный же воздух, просачивается в помещение через стену и возвращает обратно тепло, которое пыталось вырваться наружу. Эта схема утилизации тепла - важнейшее преимущество вентилируемых стен.
Для тех, кто занимается разработкой вентилируемых стен, будет интересен тот факт, что при увеличении теплоизоляции наступает момент равенства тепла, необходимого для нагрева вентилируемого воздуха, и тепла, теряемого стеной за счет её теплопроводности. После этого дальнейшее утепление стены теряет смысл. В идеальном решении этой задачи, такой момент наступает при сопротивлении теплопередаче R=2.

назад | вперед

 

Мы строим дом! А Вы?

Hosted by uCoz