Задача 4. Теплопередача в здании

Определить сопротивление теплопередаче стены комбинированной кладки, сложенной из силикатного кирпича на цементном растворе и с заполнением легким бетоном.

Для расчета используем значения коэффициентов теплопроводности материалов стены:

кладка из пористого кирпича на легком растворе л= 0,58 Вт/мК легкий бетон объемного веса 800 г/м3 л = 0,29 Вт/мК внутренняя штукатурка теплым растворов л = 0,7 Вт/мК наружная штукатурка сложным раствором л = 0,87 Вт/мК Решение.

Однородность материала стены нарушена как в параллельном, так и в перпендикулярном тепловому потоку направлении, следовательно, расчет необходимо произвести дважды.

Так как структура стены в продольном направлении не меняется, в качестве расчетной площади по поверхности стены необходимо принять по высоте шесть рядов кладки длиной 1 метр, тогда расчетная площадь F= м2.

Расчет параллельно тепловому потоку

Плоскостями, параллельными направлению теплового потока, необходимо разрезать стену на два участка I и II.

Участок 1. Сплошная кирпичная кладка с наружной и внутренней штукатуркой. Определим термическое сопротивление этого участка.

R_II = + + = + + = 0,021 + 0,879 + 0,017 =0,917 м²К /Вт Площадь первого участка F_I = 0,14 м^2.

F_I = 0,14×0,54 = 0,076 м²

Участок II. Кирпичные стенки, легкий бетон и штукатурка (два слоя):

R_II = + + + + = 0,021 + 0,207 + 0,931 + 0,207 + 0,021 =1,39 м²К /Вт Площадь второго участка F_II = 0,31 м²

F_II = 0,31×0,54 = 0,167 м²

Определим термическое сопротивление стены R_II :

R_II = = = = 1,197 м²К /Вт.

Расчет перпендикулярно тепловому потоку

Плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, разрезаем стену на пять слоев.

Определяем термическое сопротивление:

R₁= = = 0,021 м²К /Вт слой 2 и 4. Кирпичные стенки R₂ = R_{4 .}

R₂ = R₄ = = 0,207 м²К /Вт слой 3. Легкий бетон с перевязывающими рядами кирпичной кладки.

Для того что бы определить термическое сопротивлении слоя 3, предварительно определяем средний коэффициент теплопроводности материалов слоя 3:

л_СР3 = = = = =.

= 0,38 Вт/мК.

Исходя из полученной величины теплопроводности, определяем R₃.

R₃ = = = 0,71 м²К /Вт слой 5. Наружная штукатурка.

Определяем термическое сопротивление R₅.

R₅ = = 0,017 м²К /Вт.

F₁ = F₅ = 0,015×0,31 = 0,0047 м²

F₂ = F₄ = 0,012×0,31 = 0,0372 м²

F₃ = 0,31×0,27 = 0,0837 м²

Определяем термическое состояние стены R_?.

R_? = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅ = 0,021 + 0,207 + 0,71 + 0,207 + 0,017 = 162 м²К /Вт Рассмотрим, на сколько, величина R_II отличается от величины R_?.

R _об = = = = 1,17 м²К /Вт.

R_II = 1,197 > R_?= 1,162.