तापमान और दबाव के आधार पर हवा की तापीय चालकता। वायु अंतराल की थर्मल इन्सुलेशन क्षमता एक इमारत से वेंटिलेशन उत्सर्जन का उपयोग करके नियंत्रित थर्मल इन्सुलेशन के साथ थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम के लेआउट का परीक्षण

परीक्षण

थर्मोफिजिक्स नंबर 11

वायु अंतराल का थर्मल प्रतिरोध

1. साबित करें कि निर्देशांक "तापमान - थर्मल प्रतिरोध" में बहुपरत बाड़ की मोटाई में तापमान की रेखा एक सीधी रेखा है

2. वायु अंतराल का तापीय प्रतिरोध क्या निर्धारित करता है और क्यों

3. बाड़ के एक और दूसरी तरफ दबाव अंतर की घटना के कारण

तापमान वायु प्रतिरोध इंटरलेयर बाड़ लगाना

1. साबित करें कि निर्देशांक "तापमान - थर्मल प्रतिरोध" में बहुपरत बाड़ की मोटाई में तापमान की रेखा एक सीधी रेखा है

बाड़ के गर्मी हस्तांतरण के प्रतिरोध के समीकरण का उपयोग करके, इसकी परतों में से एक की मोटाई निर्धारित करना संभव है (सबसे अधिक बार इन्सुलेशन - तापीय चालकता के सबसे कम गुणांक वाली सामग्री), जिस पर बाड़ को एक दिया जाएगा (आवश्यक) ) गर्मी हस्तांतरण के प्रतिरोध का मूल्य। फिर इन्सुलेशन के आवश्यक प्रतिरोध की गणना की जा सकती है, जहां ज्ञात मोटाई के साथ परतों के थर्मल प्रतिरोधों का योग है, और इन्सुलेशन की न्यूनतम मोटाई निम्नानुसार है:। आगे की गणना के लिए, इन्सुलेशन की मोटाई को किसी विशेष सामग्री की मोटाई के एकीकृत (कारखाने) मूल्यों के गुणकों में गोल किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक ईंट की मोटाई उसकी आधी लंबाई (60 मिमी) का गुणज है, कंक्रीट की परतों की मोटाई 50 मिमी की गुणज है, और अन्य सामग्रियों की परतों की मोटाई 20 या 50 मिमी की एक गुणक है, जो निर्भर करता है जिस कदम से इन्हें कारखानों में बनाया जाता है। गणना करते समय, प्रतिरोधों का उपयोग करना सुविधाजनक होता है क्योंकि प्रतिरोधों पर तापमान वितरण रैखिक होगा, जिसका अर्थ है कि ग्राफिकल तरीके से गणना करना सुविधाजनक है। इस मामले में, प्रत्येक परत में इज़ोटेर्म के क्षितिज के झुकाव का कोण समान होता है और केवल डिजाइन तापमान और संरचना के गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध के बीच अंतर के अनुपात पर निर्भर करता है। और झुकाव के कोण की स्पर्शरेखा दिए गए बाड़ से गुजरने वाले ऊष्मा प्रवाह के घनत्व से अधिक कुछ नहीं है:।

स्थिर परिस्थितियों में, गर्मी प्रवाह घनत्व समय में स्थिर होता है, और इसलिए, जहां आर एन एस- संरचना के एक हिस्से का प्रतिरोध, जिसमें आंतरिक सतह के ताप विनिमय का प्रतिरोध और आंतरिक परत से उस तल तक संरचना की परतों का थर्मल प्रतिरोध शामिल है, जिस पर तापमान की मांग की जाती है।

फिर। उदाहरण के लिए, संरचना की दूसरी और तीसरी परत के बीच का तापमान इस तरह पाया जा सकता है:।

अमानवीय संलग्न संरचनाओं या उनके वर्गों (टुकड़ों) के गर्मी हस्तांतरण के लिए कम प्रतिरोध को संदर्भ पुस्तक के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए, गर्मी-संचालन समावेशन के साथ फ्लैट क्लैडिंग संरचनाओं के कम प्रतिरोध को भी संदर्भ पुस्तक के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।

2. वायु अंतराल का तापीय प्रतिरोध क्या निर्धारित करता है और क्यों

हवा के अंतराल में गर्मी चालन और संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण के अलावा, सतहों के बीच प्रत्यक्ष विकिरण भी होता है जो हवा के अंतराल को सीमित करता है।

विकिरण द्वारा ऊष्मा अंतरण का समीकरण :, जहाँ बीमैं - विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण का गुणांक, इंटरलेयर की सतहों की सामग्री के आधार पर अधिक हद तक (सामग्री की कम उत्सर्जन, कम और बीएल) और इंटरलेयर में औसत हवा का तापमान (तापमान में वृद्धि के साथ, विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण का गुणांक बढ़ जाता है)।

तो जहां मैं eq - वायु अंतराल की तापीय चालकता के समतुल्य गुणांक। जानने मैं eq, आप हवा के अंतराल के थर्मल प्रतिरोध को निर्धारित कर सकते हैं। हालांकि, प्रतिरोध आरवीपी को संदर्भ पुस्तक द्वारा भी निर्धारित किया जा सकता है। वे हवा के अंतराल की मोटाई, उसमें हवा के तापमान (सकारात्मक या नकारात्मक) और परत के प्रकार (ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज) पर निर्भर करते हैं। ऊर्ध्वाधर वायु रिक्त स्थान के माध्यम से चालन, संवहन और विकिरण द्वारा स्थानांतरित गर्मी की मात्रा को निम्न तालिका से आंका जा सकता है।

इंटरलेयर मोटाई, मिमी	हीट फ्लक्स घनत्व, डब्ल्यू / एम 2	स्थानांतरित गर्मी की मात्रा% में	तापीय चालकता के समतुल्य गुणांक, m o / W	इंटरलेयर का थर्मल प्रतिरोध, डब्ल्यू / एम 2о
		ऊष्मीय चालकता	कंवेक्शन	विकिरण
नोट: तालिका में दिए गए मान 0 डिग्री सेल्सियस के बराबर इंटरलेयर में हवा के तापमान से मेल खाते हैं, इसकी सतहों पर तापमान अंतर 5 डिग्री सेल्सियस और सतहों की उत्सर्जन सी = 4.4 है।

इसलिए, हवा के अंतराल के साथ बाहरी बाधाओं को डिजाइन करते समय, निम्नलिखित पर विचार करें:

1) हवा के अंतराल की मोटाई में वृद्धि से गुजरने वाली गर्मी की मात्रा में कमी पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और थर्मल इंजीनियरिंग में छोटी मोटाई (3-5 सेमी) की परतें प्रभावी होती हैं;

2) बड़ी मोटाई की एक परत की तुलना में बाड़ में छोटी मोटाई की कई परतें बनाना अधिक तर्कसंगत है;

3) बाड़ के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए कम गर्मी-संचालन सामग्री के साथ मोटी इंटरलेयर भरने की सलाह दी जाती है;

4) हवा की खाई को बंद किया जाना चाहिए और बाहरी हवा के साथ संचार नहीं करना चाहिए, अर्थात, ऊर्ध्वाधर परतों को इंटरफ्लोर फर्श के स्तर पर क्षैतिज डायाफ्राम के साथ अवरुद्ध किया जाना चाहिए (ऊंचाई में परतों के अधिक बार अवरुद्ध होने का कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है)। यदि बाहरी हवा से हवादार इंटरलेयर्स के उपकरण की आवश्यकता है, तो वे विशेष गणना के अधीन हैं;

5) इस तथ्य के कारण कि हवा के अंतराल से गुजरने वाली गर्मी का बड़ा हिस्सा विकिरण द्वारा प्रेषित होता है, यह सलाह दी जाती है कि परतों को बाड़ के बाहरी हिस्से के करीब रखा जाए, जिससे उनका थर्मल प्रतिरोध बढ़ जाता है;

6) इसके अलावा, इंटरलेयर की गर्म सतह को कम उत्सर्जन वाली सामग्री (उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम पन्नी) के साथ कवर करने की सिफारिश की जाती है, जो उज्ज्वल प्रवाह को काफी कम कर देता है। ऐसी सामग्री के साथ दोनों सतहों को कोटिंग करना व्यावहारिक रूप से गर्मी हस्तांतरण को कम नहीं करता है।

3. बाड़ के एक और दूसरी तरफ दबाव अंतर की घटना के कारण

सर्दियों में, गर्म कमरों की हवा में बाहरी हवा की तुलना में अधिक तापमान होता है, और इसलिए, बाहरी हवा में अंदर की हवा की तुलना में अधिक मात्रा में वजन (घनत्व) होता है। हवा के आयतन भार में यह अंतर बाड़ (थर्मल हेड) के दोनों किनारों पर इसके दबावों में अंतर पैदा करता है। हवा बाहरी दीवारों के निचले हिस्से से कमरे में प्रवेश करती है, और इसे ऊपरी हिस्से से छोड़ देती है। ऊपरी और निचले बाड़ की वायुरोधीता के मामले में और बंद उद्घाटन के साथ, हवा के दबाव का अंतर फर्श पर और छत के नीचे अपने अधिकतम मूल्यों तक पहुंच जाता है, और कमरे के बीच में ऊंचाई शून्य (तटस्थ क्षेत्र) के बराबर होती है। .

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लेख थर्मल इन्सुलेशन और इमारत की दीवार के बीच एक बंद हवा के अंतराल के साथ एक थर्मल इन्सुलेशन प्रणाली के डिजाइन पर चर्चा करता है। वायु परत में नमी संघनन को रोकने के लिए थर्मल इन्सुलेशन में वाष्प-पारगम्य आवेषण का उपयोग करने का प्रस्ताव है। थर्मल इन्सुलेशन के उपयोग की शर्तों के आधार पर, आवेषण के क्षेत्र की गणना के लिए एक विधि दी गई है।

यह पेपर थर्मल इंसुलेटिंग सिस्टम का वर्णन करता है जिसमें थर्मल इंसुलेशन और इमारत की बाहरी दीवार के बीच डेड एयर स्पेस होता है। वायु स्थान में नमी संघनन को रोकने के लिए थर्मल इन्सुलेशन में उपयोग के लिए जल वाष्प-पारगम्य आवेषण प्रस्तावित हैं। थर्मल इन्सुलेशन उपयोग की शर्तों के आधार पर आवेषण के क्षेत्र की गणना करने की विधि की पेशकश की गई है।

परिचय

एयर गैप कई बिल्डिंग लिफाफों का एक तत्व है। कागज बंद और हवादार वायु स्थानों के साथ संरचनाओं को घेरने के गुणों की जांच करता है। इसी समय, कई मामलों में इसके आवेदन की ख़ासियत को उपयोग की विशिष्ट परिस्थितियों में निर्माण गर्मी इंजीनियरिंग की समस्याओं को हल करने की आवश्यकता होती है।

एक हवादार हवा के अंतराल के साथ एक गर्मी-इन्सुलेट सिस्टम का डिज़ाइन जाना जाता है और व्यापक रूप से निर्माण में उपयोग किया जाता है। हल्के पलस्तर प्रणालियों पर इस प्रणाली का मुख्य लाभ पूरे वर्ष भवन इन्सुलेशन कार्य करने की क्षमता है। इन्सुलेशन बन्धन प्रणाली को पहले संलग्न संरचना से जोड़ा जाता है। इस प्रणाली से इन्सुलेशन जुड़ा हुआ है। इन्सुलेशन की बाहरी सुरक्षा इससे एक निश्चित दूरी पर स्थापित की जाती है, ताकि इन्सुलेशन और बाहरी बाड़ के बीच एक हवा का अंतर बन जाए। इन्सुलेशन प्रणाली का डिज़ाइन अतिरिक्त नमी को हटाने के लिए हवा के अंतराल के वेंटिलेशन की अनुमति देता है, जिससे इन्सुलेशन में नमी की मात्रा कम हो जाती है। इस प्रणाली के नुकसान में साइडिंग सिस्टम का उपयोग करने के लिए इन्सुलेशन सामग्री के उपयोग के साथ जटिलता और आवश्यकता शामिल है जो चलती हवा के लिए आवश्यक निकासी प्रदान करती है।

ज्ञात वेंटिलेशन सिस्टम, जिसमें हवा का अंतर सीधे भवन की दीवार से सटा होता है। थर्मल इन्सुलेशन तीन-परत पैनलों के रूप में किया जाता है: आंतरिक परत गर्मी-इन्सुलेट सामग्री है, बाहरी परतें एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम पन्नी हैं। यह डिज़ाइन इन्सुलेशन को परिसर से वायुमंडलीय नमी और नमी दोनों के प्रवेश से बचाता है। इसलिए, इसके गुण किसी भी ऑपरेटिंग परिस्थितियों में खराब नहीं होते हैं, जो आपको पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में 20% तक इन्सुलेशन बचाने की अनुमति देता है। इन प्रणालियों का नुकसान भवन के परिसर से निकलने वाली नमी को दूर करने के लिए परत को हवादार करने की आवश्यकता है। इससे सिस्टम के थर्मल इन्सुलेशन गुणों में कमी आती है। इसके अलावा, इमारतों की निचली मंजिलों की गर्मी का नुकसान बढ़ जाता है, क्योंकि सिस्टम के निचले हिस्से में छेद के माध्यम से परत में प्रवेश करने वाली ठंडी हवा को स्थापित तापमान तक गर्म होने में कुछ समय लगता है।

एक बंद हवा अंतराल के साथ इन्सुलेशन प्रणाली

एक बंद हवा के अंतराल के साथ एक समान थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम संभव है। इस तथ्य पर ध्यान दिया जाना चाहिए कि इंटरलेयर में हवा की आवाजाही केवल नमी को दूर करने के लिए आवश्यक है। यदि हम किसी अन्य तरीके से नमी को हटाने की समस्या को हल करते हैं, तो बिना वेंटिलेशन के, हमें उपरोक्त नुकसान के बिना एक बंद हवा के अंतराल के साथ एक थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम मिलेगा।

इस समस्या को हल करने के लिए, थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम में अंजीर में दिखाया गया रूप होना चाहिए। 1. इमारत के थर्मल इन्सुलेशन को गर्मी-इन्सुलेट सामग्री से बने वाष्प-पारगम्य आवेषण के साथ किया जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, खनिज ऊन। थर्मल इंसुलेशन सिस्टम को इस तरह से व्यवस्थित किया जाना चाहिए कि इंटरलेयर से भाप को हटाने को सुनिश्चित किया जा सके, और इसके अंदर नमी इंटरलेयर में ओस बिंदु से नीचे हो।

1 - भवन की दीवार; 2 - फास्टनरों; 3 - गर्मी-इन्सुलेट पैनल; 4 - भाप और गर्मी इन्सुलेट आवेषण

चावल। 1. वाष्प-पारगम्य आवेषण के साथ थर्मल इन्सुलेशन

इंटरलेयर में संतृप्त भाप के दबाव के लिए, आप व्यंजक लिख सकते हैं:

इंटरलेयर में हवा के थर्मल प्रतिरोध की उपेक्षा करते हुए, इंटरलेयर के अंदर का औसत तापमान सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

(2)

कहां टी इन, टी आउट- इमारत के अंदर और बाहर की हवा का तापमान, क्रमशः के बारे में;

आर 1 , आर 2 - दीवार के गर्मी हस्तांतरण और थर्मल इन्सुलेशन का प्रतिरोध, क्रमशः, एम 2 × ओ / डब्ल्यू।

एक कमरे से भवन की दीवार के माध्यम से भाप के प्रवास के लिए, आप समीकरण लिख सकते हैं:

(3)

कहां पी इन, पी- कमरे में भाप का आंशिक दबाव और इंटरलेयर, पा;

एस 1 - भवन की बाहरी दीवार का क्षेत्रफल, मी 2;

कпп1 - दीवार की वाष्प पारगम्यता का गुणांक, इसके बराबर:

यहां आर 1 = एम 1 / मैं 1 ;

एम 1 - दीवार सामग्री की वाष्प पारगम्यता का गुणांक, मिलीग्राम / (एम × एच × पा);

मैं 1 - दीवार की मोटाई, मी।

भवन के थर्मल इन्सुलेशन में वाष्प-पारगम्य आवेषण के माध्यम से हवा के अंतराल से भाप के प्रवास के लिए, आप समीकरण लिख सकते हैं:

(5)

कहां पी आउट- बाहरी हवा में भाप का आंशिक दबाव, पा;

एस 2 - इमारत के थर्मल इन्सुलेशन में वाष्प-पारगम्य गर्मी-इन्सुलेट आवेषण का क्षेत्र, एम 2;

क pp2 आवेषण का वाष्प पारगम्यता गुणांक है, इसके बराबर:

यहां आर 2 = एम 2 / मैं 2 ;

एम 2 - वाष्प-पारगम्य डालने की सामग्री की वाष्प पारगम्यता का गुणांक, मिलीग्राम / (एम × एच × पा);

मैं 2 - मोटाई डालें, मी।

समीकरणों (3) और (5) के दाहिने हाथ की बराबरी करना और इंटरलेयर में वाष्प संतुलन के लिए परिणामी समीकरण को हल करना पी, हम इंटरलेयर में वाष्प दबाव का मान इस रूप में प्राप्त करते हैं:

(7)

जहां ई = एस 2 /एस 1 .

असमानता के रूप में वायु अंतराल में नमी संघनन की अनुपस्थिति की स्थिति को लिखना:

और इसे हल करते हुए, हम दीवार क्षेत्र में वाष्प-पारगम्य आवेषण के कुल क्षेत्रफल के अनुपात का आवश्यक मूल्य प्राप्त करते हैं:

तालिका 1 संलग्न संरचनाओं के लिए कुछ विकल्पों के लिए प्राप्त आंकड़ों को दिखाती है। गणना में, यह माना गया था कि वाष्प-पारगम्य डालने की तापीय चालकता गुणांक प्रणाली में मुख्य थर्मल इन्सुलेशन के तापीय चालकता गुणांक के बराबर है।

तालिका 1. विभिन्न दीवार विकल्पों के लिए मूल्य

दीवार सामग्री	मैं 1m	एल 1, डब्ल्यू / (एम × ओ सी)	एम 1, मिलीग्राम / (एम × एच × पा)	मैं 2, एम	एल 2, डब्ल्यू / (एम × ओ सी)	एम 2, मिलीग्राम / (एम × एच × पा)	तापमान, ओ सी			दबाव, पा
											पीहम
गैस सिलिकेट ईंट
सिरेमिक ईंट

तालिका 1 में दिए गए उदाहरण बताते हैं कि थर्मल इन्सुलेशन और इमारत की दीवार के बीच एक बंद हवा के अंतराल के साथ थर्मल इन्सुलेशन बनाना संभव है। कुछ दीवार संरचनाओं के लिए, जैसा कि तालिका 1 के पहले उदाहरण में है, वाष्प-पारगम्य आवेषण को हटाया जा सकता है। अन्य मामलों में, वाष्प-पारगम्य आवेषण का क्षेत्र अछूता होने वाली दीवार के क्षेत्र की तुलना में महत्वहीन हो सकता है।

नियंत्रित थर्मल विशेषताओं के साथ इन्सुलेशन प्रणाली

थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम के डिजाइन में पिछले पचास वर्षों में महत्वपूर्ण विकास हुआ है, और आज डिजाइनरों के पास सामग्री और संरचनाओं का एक बड़ा चयन है: पुआल के उपयोग से लेकर वैक्यूम थर्मल इन्सुलेशन तक। सक्रिय थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम का उपयोग करना भी संभव है, जिसकी विशेषताएं उन्हें इमारतों की बिजली आपूर्ति प्रणाली में शामिल करने की अनुमति देती हैं। इस मामले में, थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम के गुण भी पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर बदल सकते हैं, बाहरी तापमान की परवाह किए बिना इमारत से गर्मी के नुकसान का निरंतर स्तर सुनिश्चित करते हैं।

यदि आप गर्मी के नुकसान का एक निश्चित स्तर निर्धारित करते हैं क्यूइमारत के लिफाफे के माध्यम से, कम गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध का आवश्यक मूल्य सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाएगा

(10)

इस तरह के गुणों को एक पारदर्शी बाहरी परत के साथ या हवादार हवा के अंतराल के साथ थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम द्वारा रखा जा सकता है। पहले मामले में, सौर ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, और दूसरे में, मिट्टी की गर्मी की ऊर्जा का उपयोग ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के साथ मिलकर किया जा सकता है।

पारदर्शी थर्मल इन्सुलेशन वाली प्रणाली में, सूर्य की कम स्थिति में, इसकी किरणें दीवार को नुकसान पहुंचाए बिना व्यावहारिक रूप से गुजरती हैं, इसे गर्म करती हैं, जिससे कमरे से गर्मी का नुकसान कम होता है। गर्मियों में, जब सूरज क्षितिज से ऊपर होता है, तो सूर्य की किरणें इमारत की दीवार से लगभग पूरी तरह से परावर्तित हो जाती हैं, जिससे इमारत को गर्म होने से रोका जा सकता है। वापसी गर्मी प्रवाह को कम करने के लिए, गर्मी-इन्सुलेट परत को छत्ते की संरचना के रूप में बनाया जाता है, जो सूर्य के प्रकाश के लिए एक जाल की भूमिका निभाता है। ऐसी प्रणाली का नुकसान भवन के पहलुओं के साथ ऊर्जा के पुनर्वितरण की असंभवता और संचय प्रभाव की कमी है। इसके अलावा, इस प्रणाली की दक्षता सीधे सौर गतिविधि के स्तर पर निर्भर करती है।

लेखकों के अनुसार, एक आदर्श गर्मी-इन्सुलेट प्रणाली, कुछ हद तक, एक जीवित जीव के समान होनी चाहिए और, एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर, पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर इसके गुणों को बदलना चाहिए। बाहरी तापमान में कमी के साथ, थर्मल इंसुलेशन सिस्टम को इमारत से गर्मी के नुकसान को कम करना चाहिए, बाहरी तापमान में वृद्धि के साथ, इसका थर्मल प्रतिरोध कम हो सकता है। गर्मियों में, भवन को सौर ऊर्जा की आपूर्ति भी बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर होनी चाहिए।

कई मायनों में प्रस्तावित गर्मी-इन्सुलेट प्रणाली में ऊपर तैयार किए गए गुण हैं। अंजीर में। 2a अंजीर में प्रस्तावित थर्मल इन्सुलेशन प्रणाली के साथ एक दीवार का आरेख दिखाता है। 2 बी - बिना हवा के अंतराल की उपस्थिति के साथ गर्मी-इन्सुलेट परत में तापमान ग्राफ।

थर्मल इन्सुलेशन परत हवादार हवा के अंतराल के साथ बनाई गई है। जब हवा इसमें ग्राफ के संबंधित बिंदु से अधिक तापमान के साथ चलती है, तो दीवार से इंटरलेयर तक थर्मल इन्सुलेशन परत में तापमान ढाल का मान इंटरलेयर के बिना थर्मल इन्सुलेशन की तुलना में कम हो जाता है, जिससे गर्मी का नुकसान कम हो जाता है इमारत से दीवार के माध्यम से। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इमारत से गर्मी के नुकसान में कमी की भरपाई परत में हवा के प्रवाह से निकलने वाली गर्मी से होगी। यानी इंटरलेयर से आउटलेट पर हवा का तापमान इनलेट से कम होगा।

चावल। 2. थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम आरेख (ए) और तापमान ग्राफ (बी)

हवा के अंतराल वाली दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना की समस्या का भौतिक मॉडल अंजीर में दिखाया गया है। 3. इस मॉडल के लिए ऊष्मा संतुलन समीकरण इस प्रकार है:

चावल। 3. संलग्न संरचना के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना योजना

गर्मी प्रवाह की गणना करते समय, गर्मी हस्तांतरण के प्रवाहकीय, संवहनी और विकिरण तंत्र को ध्यान में रखा जाता है:

कहां क्यू 1 - कमरे से संलग्न संरचना की आंतरिक सतह तक गर्मी का प्रवाह, डब्ल्यू / एम 2;

क्यू 2 - मुख्य दीवार के माध्यम से गर्मी का प्रवाह, डब्ल्यू / एम 2;

क्यू 3 - हवा के अंतराल के माध्यम से गर्मी का प्रवाह, डब्ल्यू / एम 2;

क्यू 4 - इंटरलेयर के पीछे थर्मल इन्सुलेशन परत के माध्यम से गर्मी प्रवाह, डब्ल्यू / एम 2;

क्यू 5 - संलग्न संरचना की बाहरी सतह से वायुमंडल में गर्मी प्रवाह, डब्ल्यू / एम 2;

टी 1 , टी 2, - दीवार की सतह पर तापमान, о ;

टी 3 , टी 4 - इंटरलेयर की सतह पर तापमान, о ;

टीक, टी ए- कमरे में तापमान और बाहर की हवा, क्रमशः, लगभग ;

एस - स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक;

एल 1, एल 2 - क्रमशः मुख्य दीवार और थर्मल इन्सुलेशन की तापीय चालकता का गुणांक, डब्ल्यू / (एम × ओ );

ई 1, ई 2, ई 12 - दीवार की आंतरिक सतह के कालेपन की डिग्री, थर्मल इन्सुलेशन परत की बाहरी सतह और हवा के अंतराल की सतहों के कालेपन की कम डिग्री, क्रमशः;

ए बी, ए एन, ए 0 दीवार की आंतरिक सतह पर, थर्मल इन्सुलेशन की बाहरी सतह पर और क्रमशः हवा के अंतराल को सीमित करने वाली सतहों पर, डब्ल्यू / (एम 2 × ओ सी) पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक है।

उस स्थिति के लिए सूत्र (14) लिखा जाता है जब परत में हवा गतिहीन होती है। उस स्थिति में जब हवा इंटरलेयर में तापमान के साथ वेग u के साथ चलती है टीआप के बजाय क्यू 3, दो प्रवाह माना जाता है: उड़ा हवा से दीवार तक:

और उड़ा हवा से स्क्रीन तक:

तब समीकरणों की प्रणाली दो प्रणालियों में विभाजित हो जाती है:

ऊष्मा अंतरण गुणांक को नुसेल्ट संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है:

कहां ली- विशेषता आकार।

नुसेल्ट संख्या की गणना के सूत्र स्थिति के आधार पर लिए गए। संलग्न संरचनाओं की आंतरिक और बाहरी सतहों पर गर्मी हस्तांतरण गुणांक की गणना करते समय, निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया गया था:

जहां रा = पीआर × जीआर - रेले मानदंड;

जीआर = जी× बी × डी टी× ली 3 / एन 2 - ग्रासहोफ संख्या।

ग्राशॉफ संख्या का निर्धारण करते समय, दीवार के तापमान और परिवेशी वायु तापमान के बीच के अंतर को विशेषता तापमान ड्रॉप के रूप में चुना गया था। विशेषता आयाम लिए गए: दीवार की ऊंचाई और परत की मोटाई।

नुसेल्ट संख्या की गणना करने के लिए, बंद वायु अंतराल के अंदर गर्मी हस्तांतरण गुणांक 0 की गणना करते समय, सूत्र का उपयोग किया गया था:

(22)

यदि परत के अंदर की हवा चल रही थी, तो नुसेल्ट संख्या की गणना के लिए एक सरल सूत्र का उपयोग किया गया था:

(23)

जहां रे = वी× डी / एन - रेनॉल्ड्स संख्या;

d वायु अंतराल की मोटाई है।

तापमान के आधार पर प्रांदल संख्या पीआर, गतिज चिपचिपाहट एन और वायु एल की तापीय चालकता के गुणांक के मूल्यों की गणना तालिका मूल्यों के रैखिक प्रक्षेप द्वारा की गई थी। समीकरणों की प्रणाली (11) या (19) को तापमान के संबंध में पुनरावृत्त शोधन द्वारा संख्यात्मक रूप से हल किया गया था टी 1 , टी 2 , टी 3 , टी४. संख्यात्मक अनुकरण के लिए, ०.०४ डब्ल्यू / (एम २ × सी के बारे में) के थर्मल चालकता गुणांक के साथ विस्तारित पॉलीस्टाइनिन के समान थर्मल इन्सुलेशन के आधार पर एक गर्मी-इन्सुलेट प्रणाली का चयन किया गया था। इंटरलेयर के इनलेट पर हवा का तापमान 8 डिग्री सेल्सियस माना गया था, गर्मी-इन्सुलेट परत की कुल मोटाई 20 सेमी थी, इंटरलेयर की मोटाई थी डी- 1 सेमी।

अंजीर में। 4 एक बंद गर्मी-इन्सुलेट परत की उपस्थिति में और हवादार हवा के अंतराल के साथ एक पारंपरिक गर्मी इन्सुलेटर की इन्सुलेट परत के माध्यम से विशिष्ट गर्मी के नुकसान की निर्भरता के ग्राफ को दर्शाता है। बंद हवा का अंतर शायद ही थर्मल इन्सुलेशन गुणों में सुधार करता है। विचाराधीन मामले के लिए, एक चलती हवा के प्रवाह के साथ एक गर्मी-इन्सुलेट परत की उपस्थिति माइनस 20 o C के बाहरी हवा के तापमान पर दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान को आधा कर देती है। ऐसे थर्मल इन्सुलेशन के गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध के बराबर मूल्य इस तापमान के लिए 10.5 मीटर 2 × ओ सी / डब्ल्यू है, जो 40.0 सेमी से अधिक की मोटाई के साथ विस्तारित पॉलीस्टायर्न से मेल खाती है।

डी डी= 4 सेमी स्थिर हवा के साथ; पंक्ति 3 - हवा की गति 0.5 मीटर / सेकंड

चावल। 4. विशिष्ट गर्मी हानि ग्राफ

बाहरी तापमान कम होने पर थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम की दक्षता बढ़ जाती है। 4 डिग्री सेल्सियस के बाहरी तापमान पर, दोनों प्रणालियों की दक्षता समान होती है। तापमान में और वृद्धि से सिस्टम का उपयोग करना अव्यावहारिक हो जाता है, क्योंकि इससे भवन से गर्मी के नुकसान के स्तर में वृद्धि होती है।

अंजीर में। 5 बाहरी हवा के तापमान पर दीवार की बाहरी सतह के तापमान की निर्भरता को दर्शाता है। अंजीर के अनुसार। 5, एक हवा के अंतराल की उपस्थिति पारंपरिक थर्मल इन्सुलेशन की तुलना में एक नकारात्मक बाहरी तापमान पर दीवार की बाहरी सतह के तापमान को बढ़ाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि चलती हवा थर्मल इन्सुलेशन की आंतरिक और बाहरी दोनों परतों को अपनी गर्मी देती है। उच्च बाहरी हवा के तापमान पर, यह थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम शीतलन परत के रूप में कार्य करता है (चित्र 5 देखें)।

पंक्ति 1 - पारंपरिक थर्मल इन्सुलेशन, डी= 20 सेमी; पंक्ति 2 - थर्मल इन्सुलेशन में 1 सेमी चौड़ा हवा का अंतर है, डी= 4 सेमी, हवा की गति 0.5 मीटर / सेकंड

चावल। 5. दीवार की बाहरी सतह के तापमान की निर्भरताबाहरी तापमान पर

अंजीर में। 6 बाहरी हवा के तापमान पर इंटरलेयर के आउटलेट पर तापमान की निर्भरता को दर्शाता है। परत में हवा, ठंडी होकर, अपनी ऊर्जा को संलग्न सतहों पर छोड़ देती है।

चावल। 6. इंटरलेयर के आउटलेट पर तापमान की निर्भरताबाहरी तापमान पर

अंजीर में। 7 न्यूनतम बाहरी तापमान पर थर्मल इन्सुलेशन की बाहरी परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता को दर्शाता है। अंजीर के अनुसार। 7, न्यूनतम गर्मी का नुकसान देखा जाता है डी= 4 सेमी.

चावल। 7. थर्मल इन्सुलेशन की बाहरी परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता न्यूनतम बाहरी तापमान पर

अंजीर में। 8 अलग-अलग मोटाई के इंटरलेयर में हवा के वेग पर माइनस 20 डिग्री सेल्सियस के बाहरी तापमान के लिए गर्मी के नुकसान की निर्भरता को दर्शाता है। 0.5 मीटर / सेकंड से ऊपर हवा की गति में वृद्धि थर्मल इन्सुलेशन के गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है।

पंक्ति १ - डी= 16 सेमी; पंक्ति २ - डी= 18 सेमी; पंक्ति ३ - डी= 20 सेमी

चावल। आठ। हवा की गति पर गर्मी के नुकसान की निर्भरताहवा के अंतर की विभिन्न मोटाई के साथ

इस तथ्य पर ध्यान दिया जाना चाहिए कि हवादार हवा का अंतर आपको 0 से 0.5 मीटर / सेकंड की सीमा में हवा की गति को बदलकर दीवार की सतह के माध्यम से गर्मी के नुकसान के स्तर को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने की अनुमति देता है, जो पारंपरिक थर्मल इन्सुलेशन के लिए असंभव है। अंजीर में। 9 दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान के एक निश्चित स्तर के लिए बाहरी तापमान पर हवा के वेग की निर्भरता को दर्शाता है। इमारतों के थर्मल संरक्षण के लिए यह दृष्टिकोण वेंटिलेशन सिस्टम की ऊर्जा खपत को कम करने की अनुमति देता है क्योंकि बाहरी तापमान बढ़ता है।

चावल। नौ. बाहरी तापमान पर हवा की गति की निर्भरता गर्मी के नुकसान के एक निश्चित स्तर के लिए

लेख में माना गया थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम बनाते समय, मुख्य मुद्दा पंप की गई हवा के तापमान को बढ़ाने के लिए ऊर्जा स्रोत है। ऐसे स्रोत के रूप में, यह माना जाता है कि यह मिट्टी के ताप विनिमायक का उपयोग करके भवन के नीचे की मिट्टी से गर्मी लेता है। मृदा ऊर्जा के अधिक कुशल उपयोग के लिए, यह माना जाता है कि वायु अंतराल में वेंटिलेशन सिस्टम को वायुमंडलीय हवा के चूषण के बिना बंद कर दिया जाना चाहिए। चूंकि सर्दियों में सिस्टम में प्रवेश करने वाली हवा का तापमान जमीन के तापमान से कम होता है, इसलिए नमी के संघनन की कोई समस्या नहीं होती है।

लेखक ऊर्जा के दो स्रोतों के उपयोग के संयोजन में इस तरह की प्रणाली का सबसे प्रभावी उपयोग देखते हैं: सौर और जमीनी गर्मी। यदि हम एक पारदर्शी गर्मी-इन्सुलेट परत के साथ पहले उल्लिखित प्रणालियों की ओर मुड़ते हैं, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि इन प्रणालियों के लेखकों की इच्छा एक तरह से या किसी अन्य थर्मल डायोड के विचार को लागू करने की है, अर्थात समस्या को हल करने के लिए। विपरीत दिशा में ऊर्जा के ताप प्रवाह की गति को रोकने के उपाय करते हुए, भवन की दीवार पर सौर ऊर्जा के निर्देशित हस्तांतरण का।

एक गहरे रंग की धातु की प्लेट को बाहरी अवशोषित परत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। और दूसरी अवशोषित परत इमारत के थर्मल इन्सुलेशन में हवा का अंतर हो सकती है। इंटरलेयर में चलती हवा, ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के माध्यम से बंद होकर, धूप के मौसम में जमीन को गर्म करती है, सौर ऊर्जा जमा करती है और इसे इमारत के अग्रभाग के साथ पुनर्वितरित करती है। बाहरी परत से आंतरिक परत तक गर्मी को चरण संक्रमण के साथ गर्मी पाइप पर बने थर्मल डायोड का उपयोग करके स्थानांतरित किया जा सकता है।

इस प्रकार, नियंत्रित थर्मोफिजिकल विशेषताओं के साथ प्रस्तावित थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम एक थर्मल इन्सुलेशन परत के साथ एक डिजाइन पर आधारित है जिसमें तीन विशेषताएं हैं:

- इमारत के लिफाफे के समानांतर हवादार हवा का अंतर;

- परत के अंदर हवा के लिए ऊर्जा का स्रोत;

- बाहरी मौसम की स्थिति और कमरे में हवा के तापमान के आधार पर, इंटरलेयर में वायु प्रवाह के मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए एक प्रणाली।

संभावित डिजाइन विकल्पों में से एक पारदर्शी थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम का उपयोग है। इस मामले में, थर्मल इन्सुलेशन प्रणाली को भवन की दीवार से सटे एक और हवा के अंतराल के साथ पूरक किया जाना चाहिए और सभी भवन की दीवारों के साथ संचार करना चाहिए, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। दस.

अंजीर में दिखाया गया थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम। 10 में दो एयर स्पेस हैं। उनमें से एक थर्मल इन्सुलेशन और पारदर्शी बाड़ के बीच स्थित है और इमारत की अधिकता को रोकने के लिए कार्य करता है। इस प्रयोजन के लिए, थर्मल इन्सुलेशन पैनल के ऊपर और नीचे इंटरलेयर को बाहरी हवा से जोड़ने वाले वायु वाल्व हैं। गर्मियों में और उच्च सौर गतिविधि के समय, जब इमारत के अधिक गर्म होने का खतरा होता है, तो डैम्पर्स खुल जाते हैं, जिससे बाहरी हवा के साथ वेंटिलेशन प्रदान होता है।

चावल। दस. हवादार हवा के अंतराल के साथ पारदर्शी थर्मल इन्सुलेशन प्रणाली

दूसरा वायु अंतराल भवन की दीवार से सटा हुआ है और भवन के लिफाफे में सौर ऊर्जा के परिवहन का कार्य करता है। यह डिजाइन दिन के उजाले के दौरान इमारत की पूरी सतह पर सौर ऊर्जा के उपयोग की अनुमति देगा, इसके अलावा, सौर ऊर्जा का कुशल संचय प्रदान करेगा, क्योंकि भवन की दीवारों की पूरी मात्रा बैटरी के रूप में कार्य करती है।

सिस्टम में पारंपरिक थर्मल इन्सुलेशन का उपयोग करना भी संभव है। इस मामले में, ग्राउंड हीट एक्सचेंजर थर्मल ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम कर सकता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। ग्यारह।

चावल। ग्यारह। ग्राउंड हीट एक्सचेंजर के साथ थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम

एक अन्य विकल्प के रूप में, इस उद्देश्य के लिए भवन के वेंटिलेशन उत्सर्जन को प्रस्तावित किया जा सकता है। इस मामले में, इंटरलेयर में नमी संक्षेपण को रोकने के लिए, हीट एक्सचेंजर के माध्यम से हटाई गई हवा को पारित करना आवश्यक है, और हीट एक्सचेंजर में गर्म की गई बाहरी हवा को इंटरलेयर में पेश किया जाना चाहिए। इंटरलेयर से, हवा वेंटिलेशन के लिए कमरे में प्रवेश कर सकती है। ग्राउंड हीट एक्सचेंजर से गुजरते हुए हवा गर्म होती है, और अपनी ऊर्जा इमारत के लिफाफे को छोड़ देती है।

इसके गुणों को नियंत्रित करने के लिए एक स्वचालित प्रणाली थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम का एक आवश्यक तत्व बन जाना चाहिए। अंजीर में। 12 नियंत्रण प्रणाली का एक ब्लॉक आरेख है। नियंत्रण ऑपरेटिंग मोड को बदलकर या पंखे को बंद करके और एयर डैम्पर्स को खोलकर और बंद करके तापमान और आर्द्रता सेंसर से जानकारी के विश्लेषण पर आधारित है।

चावल। 12. नियंत्रण प्रणाली का ब्लॉक आरेख

नियंत्रित गुणों वाले वेंटिलेशन सिस्टम के ऑपरेशन एल्गोरिदम का ब्लॉक आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 13.

नियंत्रण प्रणाली के संचालन के प्रारंभिक चरण में (चित्र 12 देखें), बाहरी हवा के तापमान के मापा मूल्यों के आधार पर और नियंत्रण इकाई के कमरों में, हवा के अंतराल में तापमान की गणना स्थिर हवा की स्थिति के लिए की जाती है। . इस मान की तुलना थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम के निर्माण के दौरान दक्षिणी मुखौटा की परत में हवा के तापमान से की जाती है, जैसा कि अंजीर में है। 10, या ग्राउंड हीट एक्सचेंजर में - एक गर्मी-इन्सुलेट सिस्टम के निर्माण के साथ, जैसा कि अंजीर में है। 11. यदि परिकलित तापमान का मान मापे गए तापमान से अधिक या उसके बराबर है, तो पंखा बंद रहता है, और इंटरलेयर में एयर डैम्पर्स बंद हो जाते हैं।

चावल। 13. वेंटिलेशन सिस्टम ऑपरेशन एल्गोरिदम का ब्लॉक आरेख प्रबंधित गुणों के साथ

यदि परिकलित तापमान का मान मापे गए तापमान से कम है, तो परिसंचारी पंखे को चालू करें और डैम्पर्स खोलें। इस मामले में, गर्म हवा की ऊर्जा को इमारत की दीवार संरचनाओं में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिससे हीटिंग के लिए गर्मी ऊर्जा की आवश्यकता कम हो जाती है। इसी समय, इंटरलेयर में हवा की नमी का मान मापा जाता है। यदि आर्द्रता संक्षेपण बिंदु तक पहुंचती है, तो एक स्पंज खुलता है, जो हवा के अंतराल को बाहरी हवा से जोड़ता है, जो अंतराल की दीवारों की सतह पर नमी संघनन को रोकता है।

इस प्रकार, प्रस्तावित थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम आपको वास्तव में थर्मल गुणों को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

भवन के वेंटिलेशन उत्सर्जन का उपयोग करके नियंत्रित गर्मी इन्सुलेशन के साथ हीट इंसुलेशन सिस्टम के लेआउट का परीक्षण करना

प्रयोग का योजनाबद्ध चित्र में दिखाया गया है। 14. लिफ्ट शाफ्ट के ऊपरी हिस्से में कमरे की ईंट की दीवार पर थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम का लेआउट लगाया गया है। मॉडल में थर्मल इन्सुलेशन होता है, जो वाष्प-तंग गर्मी-इन्सुलेट प्लेट्स होता है (एक सतह 1.5 मिमी मोटी एल्यूमीनियम होती है; दूसरी एल्यूमीनियम पन्नी होती है) 0.03 डब्ल्यू / (एम 2 के थर्मल चालकता गुणांक के साथ पॉलीयूरेथेन फोम 3.0 सेमी मोटी से भरी होती है। × ओ )। प्लेट की गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध ईंट की दीवार के 1.0 मीटर 2 × о / W है - 0.6 मीटर 2 × о / W। गर्मी-इन्सुलेट प्लेटों और इमारत के लिफाफे की सतह के बीच 5 सेमी मोटी हवा का अंतर होता है। तापमान व्यवस्था और लिफाफे के माध्यम से गर्मी के प्रवाह की गति को निर्धारित करने के लिए, इसमें तापमान और गर्मी प्रवाह सेंसर स्थापित किए गए थे।

चावल। चौदह। नियंत्रित थर्मल इन्सुलेशन के साथ एक प्रयोगात्मक प्रणाली की योजनाबद्ध

वेंटिलेशन उत्सर्जन की गर्मी वसूली प्रणाली से बिजली की आपूर्ति के साथ स्थापित गर्मी-इन्सुलेट सिस्टम की एक तस्वीर अंजीर में दिखाई गई है। 15.

परत के अंदर अतिरिक्त ऊर्जा की आपूर्ति इमारत के वेंटिलेशन उत्सर्जन की गर्मी वसूली प्रणाली के आउटलेट पर ली गई हवा से की जाती है। राज्य उद्यम "निप्टिस संस्थान के नाम पर स्थित भवन के वेंटिलेशन शाफ्ट के आउटलेट से वेंटिलेशन उत्सर्जन लिया गया था। Ataeva S.S. ”को रिक्यूपरेटर के पहले इनपुट को खिलाया गया (चित्र 15a देखें)। वेंटिलेशन परत से पुनरावर्तक के दूसरे इनलेट में हवा की आपूर्ति की गई थी, और पुनरावर्तक के दूसरे आउटलेट से - फिर से वेंटिलेशन परत तक। इसके अंदर नमी संघनन के खतरे के कारण वेंटिलेशन उत्सर्जन की हवा को सीधे हवा के अंतराल में नहीं डाला जाना चाहिए। इसलिए, इमारत का वेंटिलेशन उत्सर्जन पहले हीट एक्सचेंजर-रिक्यूपरेटर से होकर गुजरा, जिसके दूसरे इनलेट को इंटरलेयर से हवा की आपूर्ति की गई थी। रिक्यूपरेटर में, इसे गर्म किया गया था और, एक पंखे की मदद से, वेंटिलेशन सिस्टम की हवा की परत में गर्मी-इन्सुलेट पैनल के निचले हिस्से में लगे एक निकला हुआ किनारा के माध्यम से खिलाया गया था। थर्मल इन्सुलेशन के ऊपरी हिस्से में दूसरे निकला हुआ किनारा के माध्यम से, पैनल से हवा को हटा दिया गया था और हीट एक्सचेंजर के दूसरे इनलेट पर इसके आंदोलन के चक्र को बंद कर दिया था। काम की प्रक्रिया में, अंजीर में योजना के अनुसार स्थापित तापमान और गर्मी प्रवाह सेंसर से आने वाली जानकारी का पंजीकरण। चौदह।

प्रशंसकों के ऑपरेटिंग मोड को नियंत्रित करने और प्रयोग के मापदंडों को रिकॉर्ड करने और रिकॉर्ड करने के लिए एक विशेष नियंत्रण और डेटा प्रोसेसिंग यूनिट का उपयोग किया गया था।

अंजीर में। 16 तापमान परिवर्तन के रेखांकन दिखाता है: बाहरी हवा, भीतरी हवा और परत के विभिन्न हिस्सों में हवा। 7.00 से 13.00 तक सिस्टम ऑपरेशन के एक स्थिर मोड में प्रवेश करता है। इंटरलेयर (सेंसर 6) में एयर इनलेट के तापमान और इससे आउटलेट (सेंसर 5) के तापमान के बीच का अंतर लगभग 3 डिग्री सेल्सियस था, जो गुजरने वाली हवा से ऊर्जा की खपत को इंगित करता है।

ए)

बी)

चावल। 16. तापमान ग्राफ: ए - बाहर की हवा और अंदर की हवा;बी - परत के विभिन्न हिस्सों में हवा

अंजीर में। 17 दीवार की सतहों के तापमान और थर्मल इन्सुलेशन के साथ-साथ इमारत की संलग्न सतह के माध्यम से तापमान और गर्मी प्रवाह की समय निर्भरता के ग्राफ को दर्शाता है। अंजीर में। 17 बी स्पष्ट रूप से वेंटिलेशन परत को गर्म हवा की आपूर्ति के बाद कमरे से गर्मी के प्रवाह में कमी को दर्शाता है।

ए)

बी)

चावल। 17. समय रेखांकन: ए - दीवार की सतहों का तापमान और थर्मल इन्सुलेशन;बी - इमारत की संलग्न सतह के माध्यम से तापमान और गर्मी का प्रवाह

लेखकों द्वारा प्राप्त प्रयोगात्मक परिणाम एक हवादार परत के साथ थर्मल इन्सुलेशन के गुणों को नियंत्रित करने की संभावना की पुष्टि करते हैं।

निष्कर्ष

1 ऊर्जा कुशल इमारतों का एक महत्वपूर्ण तत्व इसका खोल है। संलग्न संरचनाओं के माध्यम से इमारतों के गर्मी के नुकसान को कम करने के विकास की मुख्य दिशाएं सक्रिय थर्मल इन्सुलेशन से जुड़ी होती हैं, जब परिसर के आंतरिक वातावरण के मापदंडों के निर्माण में संलग्न संरचना महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। सबसे स्पष्ट उदाहरण एक हवा के अंतराल के साथ एक इमारत लिफाफा है।

2 लेखकों ने थर्मल इन्सुलेशन और इमारत की दीवार के बीच एक बंद हवा के अंतराल के साथ थर्मल इन्सुलेशन के एक डिजाइन का प्रस्ताव रखा। गर्मी-इन्सुलेट गुणों को कम किए बिना हवा की परत में नमी संक्षेपण को रोकने के लिए, गर्मी इन्सुलेशन में वाष्प-पारगम्य आवेषण का उपयोग करने की संभावना पर विचार किया जाता है। थर्मल इन्सुलेशन का उपयोग करने की शर्तों के आधार पर आवेषण के क्षेत्र की गणना के लिए एक विधि विकसित की गई है। कुछ दीवार संरचनाओं के लिए, जैसा कि तालिका 1 के पहले उदाहरण में है, वाष्प-पारगम्य आवेषण को हटाया जा सकता है। अन्य मामलों में, वाष्प-पारगम्य आवेषण का क्षेत्र अछूता होने वाली दीवार के क्षेत्र के सापेक्ष महत्वहीन हो सकता है।

3 थर्मल विशेषताओं की गणना के लिए एक विधि और नियंत्रणीय तापीय गुणों के साथ एक गर्मी-इन्सुलेट प्रणाली के डिजाइन को विकसित किया गया है। संरचना को थर्मल इन्सुलेशन की दो परतों के बीच हवादार हवा के अंतर के साथ एक प्रणाली के रूप में डिजाइन किया गया है। एक पारंपरिक थर्मल इन्सुलेशन प्रणाली के साथ दीवार के संबंधित बिंदु से अधिक तापमान के साथ एक हवा की परत में चलते समय, दीवार से परत तक थर्मल इन्सुलेशन परत में तापमान ढाल का मूल्य एक इंटरलेयर के बिना थर्मल इन्सुलेशन की तुलना में कम हो जाता है, जो दीवार के माध्यम से इमारत से गर्मी के नुकसान को कम करता है। पंप की गई हवा के तापमान को बढ़ाने के लिए ऊर्जा के रूप में, मिट्टी के ताप विनिमायक या सौर ऊर्जा का उपयोग करके भवन के नीचे मिट्टी की गर्मी का उपयोग करना संभव है। ऐसी प्रणाली की विशेषताओं की गणना के लिए तरीके विकसित किए गए हैं। इमारतों के लिए नियंत्रित थर्मल प्रदर्शन के साथ थर्मल इन्सुलेशन सिस्टम का उपयोग करने की वास्तविकता की एक प्रयोगात्मक पुष्टि प्राप्त की गई है।

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वायु प्रवाह के लिए उपलब्ध अंतराल वायु वेंट हैं जो दीवारों के थर्मल इन्सुलेशन विशेषताओं को खराब करते हैं। बंद अंतराल (साथ ही फोम के बंद छिद्र) गर्मी रोधक तत्व हैं। हवा से उड़ने वाली रिक्तियों का व्यापक रूप से निर्माण में उपयोग किया जाता है ताकि संलग्न संरचनाओं (ईंटों और ब्लॉकों में दरारें, कंक्रीट पैनलों में चैनल, डबल-घुटा हुआ खिड़कियों में अंतराल, आदि) के माध्यम से गर्मी के नुकसान को कम किया जा सके। फ्रेम वाले सहित स्नानागार की दीवारों में वायुरोधी वायु परतों के रूप में रिक्तियों का भी उपयोग किया जाता है। ये voids अक्सर थर्मल सुरक्षा के मुख्य तत्व होते हैं। विशेष रूप से, यह दीवार के गर्म पक्ष पर voids की उपस्थिति है जो उच्च तापमान वाले स्नान की दीवारों के गहरे क्षेत्रों में कम पिघलने वाले पॉलीस्टाइनिन (विस्तारित पॉलीस्टाइनिन और पॉलीइथाइलीन फोम) के उपयोग की अनुमति देता है।

इसी समय, दीवारों में voids सबसे कपटी तत्व हैं। यह थोड़ी सी डिग्री में हवा के इन्सुलेशन को तोड़ने के लायक है, और पूरी शून्य प्रणाली एक एकल उड़ा शीतलन हवा बन सकती है जो दीवार इन्सुलेशन प्रणाली से सभी बाहरी गर्मी-इन्सुलेट परतों को बंद कर देती है। इसलिए, वे रिक्तियों को आकार में छोटा बनाने की कोशिश करते हैं और एक दूसरे से अलग होने की गारंटी दी जाती है।

हवा की तापीय चालकता की अवधारणा का उपयोग करना असंभव है (और इससे भी अधिक 0.024 डब्ल्यू / एम डिग्री की स्थिर हवा की तापीय चालकता गुणांक के अल्ट्रा-निम्न मूल्य का उपयोग करने के लिए) वास्तविक हवा के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं का आकलन करने के लिए, क्योंकि हवा बड़ी रिक्तियों में एक अत्यंत गतिशील पदार्थ है। इसलिए, व्यवहार में, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं की गर्मी इंजीनियरिंग गणना के लिए, यहां तक ​​\u200b\u200bकि पारंपरिक रूप से "स्थिर" हवा के माध्यम से, अनुभवजन्य (प्रयोगात्मक, प्रयोगात्मक) संबंधों का उपयोग किया जाता है। गर्मी हस्तांतरण के सिद्धांत में अक्सर (सरलतम मामलों में) यह माना जाता है कि हवा से शरीर की सतह पर हवा में गर्मी का प्रवाह होता है क्यू = α∆Т, कहां α - "अभी भी" हवा के गर्मी हस्तांतरण का अनुभवजन्य गुणांक, मैं- शरीर और हवा की सतह के तापमान के बीच का अंतर। सामान्य जीवन स्थितियों के तहत, गर्मी हस्तांतरण गुणांक लगभग है α = 10 डब्ल्यू / एम 2ओला। यह वह आंकड़ा है जिसका पालन हम स्नान में दीवारों और मानव शरीर के ताप की गणना करते समय करेंगे। गति V (m / s) के साथ हवा के प्रवाह की मदद से, संवहन घटक के मूल्य से गर्मी का प्रवाह बढ़ जाता है क्यू = βV∆T, कहां β लगभग समान 6 डब्ल्यू सेकंड / एम³ डिग्री... सभी मात्राएँ स्थानिक अभिविन्यास और सतह खुरदरापन पर निर्भर करती हैं। तो, एसएनआईपी 23-02-2003 के वर्तमान मानदंडों के अनुसार, हवा से संलग्न संरचनाओं की आंतरिक सतहों तक गर्मी हस्तांतरण गुणांक दीवारों के लिए 8.7 डब्ल्यू / एम 2 डिग्री के बराबर लिया जाता है और थोड़ी उभरी हुई पसलियों के साथ चिकनी छत (के साथ) पसलियों की ऊँचाई का अनुपात "h" से दूरी "a »आसन्न किनारों के चेहरों के बीच h / a< 0,3); 7,6 Вт/м² град для потолков с сильно выступающими рёбрами (при отношении h/a >0.3); खिड़कियों के लिए 8.0 W / m² डिग्री और रूफलाइट के लिए 9.9 W / m² डिग्री। फिनिश विशेषज्ञ 8 डब्ल्यू / एम 2 डिग्री (जो माप त्रुटि के भीतर, हमारे द्वारा स्वीकार किए गए मूल्य के साथ मेल खाता है) के बराबर शुष्क सौना की "अभी भी" हवा में गर्मी हस्तांतरण गुणांक लेते हैं और वायु प्रवाह की उपस्थिति में 23 डब्ल्यू / एम 2 डिग्री लेते हैं 2 मीटर / सेकंड की औसत गति के साथ।

परंपरागत रूप से "अभी भी" हवा में गर्मी हस्तांतरण गुणांक का इतना छोटा मूल्य α = 10 डब्ल्यू / एम 2ओले गर्मी इन्सुलेटर के रूप में हवा की अवधारणा से मेल खाते हैं और मानव शरीर को जल्दी से गर्म करने के लिए सौना में उच्च तापमान का उपयोग करने की आवश्यकता बताते हैं। जैसा कि दीवारों पर लागू होता है, इसका मतलब है कि स्नान की दीवारों (50-200) डब्ल्यू / एम 2 के माध्यम से विशेषता गर्मी के नुकसान के साथ, स्नान में हवा के तापमान और स्नान की दीवारों की आंतरिक सतहों के तापमान में अंतर हो सकता है (5-20) डिग्री सेल्सियस तक पहुंचें। यह एक बहुत बड़ा मूल्य है, जिसे अक्सर किसी के द्वारा ध्यान में नहीं रखा जाता है। स्नान में मजबूत वायु संवहन की उपस्थिति तापमान में गिरावट को आधा करने की अनुमति देती है। ध्यान दें कि इस तरह के उच्च तापमान में गिरावट, स्नान के लिए विशिष्ट, रहने वाले क्वार्टरों में अस्वीकार्य हैं। तो, एसएनआईपी 23-02-2003 में मानकीकृत हवा और दीवारों के बीच तापमान अंतर आवासीय परिसर में 4 डिग्री सेल्सियस, सार्वजनिक रूप से 4.5 डिग्री सेल्सियस और औद्योगिक परिसर में 12 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए। रहने वाले क्वार्टरों में उच्च तापमान में उतार-चढ़ाव अनिवार्य रूप से दीवारों से ठंडक और दीवारों पर ओस की भावना पैदा करता है।

सतह से हवा में गर्मी हस्तांतरण के गुणांक की पेश की गई अवधारणा का उपयोग करते हुए, दीवार के अंदर की रिक्तियों को गर्मी हस्तांतरण सतहों की अनुक्रमिक व्यवस्था के रूप में माना जा सकता है (चित्र 35 देखें)। निकट-दीवार वाले वायु क्षेत्र, जहाँ उपरोक्त तापमान अंतर T देखे जाते हैं, सीमा परत कहलाते हैं। यदि दीवार (या कांच की इकाई) में दो रिक्त स्थान हैं (उदाहरण के लिए, तीन गिलास), तो वास्तव में 6 सीमा परतें हैं। यदि ऐसी दीवार (या एक कांच की इकाई) से 100 W / m2 का ऊष्मा प्रवाह गुजरता है, तो प्रत्येक सीमा परत पर तापमान में परिवर्तन होता है T = 10 °, और सभी छह परतों पर तापमान का अंतर 60 डिग्री सेल्सियस है। यह देखते हुए कि प्रत्येक व्यक्तिगत सीमा परत के माध्यम से और पूरी दीवार के माध्यम से गर्मी प्रवाह एक दूसरे के बराबर होती है और अभी भी 100 डब्ल्यू / एम 2 की मात्रा होती है, जिसके परिणामस्वरूप बिना दीवार के दीवार के लिए गर्मी हस्तांतरण गुणांक होता है ("डबल-ग्लाज़्ड विंडो" एक के साथ कांच) 5 डब्ल्यू / एम 2 डिग्री होगा, एक दीवार के लिए एक खोखली परत (दो गिलास के साथ डबल-घुटा हुआ खिड़की) 2.5 डब्ल्यू / एम² डिग्री, और दो खोखले रिक्त स्थान (तीन गिलास के साथ डबल-घुटा हुआ खिड़की) 1.67 डब्ल्यू / एम² डिग्री यही है, जितनी अधिक आवाजें (या जितने अधिक गिलास हैं), दीवार उतनी ही गर्म होती है। इस मामले में, इस गणना में दीवारों (कांच) की सामग्री की तापीय चालकता को असीम रूप से बड़ा माना गया था। दूसरे शब्दों में, यहां तक ​​​​कि बहुत "ठंडी" सामग्री (उदाहरण के लिए, स्टील) से, सिद्धांत रूप में, बहुत गर्म दीवार बनाना संभव है, केवल दीवार में कई वायु परतों की उपस्थिति प्रदान करना। दरअसल, सभी कांच की खिड़कियां इसी सिद्धांत पर काम करती हैं।

अनुमानित गणना को सरल बनाने के लिए, गर्मी हस्तांतरण गुणांक α का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक नहीं है, लेकिन इसका उलटा मूल्य - गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध (सीमा परत का थर्मल प्रतिरोध) आर = 1 / α... दीवार सामग्री (एक गिलास) या एक वायु अंतराल (इंटरलेयर) की एक परत के अनुरूप दो सीमा परतों का थर्मल प्रतिरोध बराबर है आर = ०.२ एम२ डिग्री / डब्ल्यू, और दीवार सामग्री की तीन परतें (चित्र 35 में) - छह सीमा परतों के प्रतिरोधों का योग, यानी 0.6 m² deg / W। गर्मी हस्तांतरण के प्रतिरोध की अवधारणा की परिभाषा से क्यू = T / आरयह इस प्रकार है कि 100 W / m² के समान ताप प्रवाह और 0.6 m² deg / W के थर्मल प्रतिरोध के साथ, दीवार पर दो वायु स्थानों के साथ तापमान में गिरावट समान 60 ° C होगी। यदि हवा की परतों की संख्या बढ़ाकर नौ कर दी जाती है, तो 100 W / m2 के समान ताप प्रवाह के साथ दीवार पर तापमान में गिरावट 200 ° C होगी, अर्थात स्नान में आंतरिक दीवार की सतह का परिकलित तापमान 100 W / m2 का ताप प्रवाह 60 ° C से बढ़कर 200 ° (यदि यह 0 ° बाहर है) हो जाएगा।

गर्मी हस्तांतरण गुणांक एक परिणामी संकेतक है जो गर्मी-स्थानांतरण या गर्मी-अवशोषित शरीर की सतह पर हवा में होने वाली सभी भौतिक प्रक्रियाओं के परिणामों को व्यापक रूप से सारांशित करता है। छोटे तापमान अंतर (और छोटे ताप प्रवाह) पर, संवहन वायु प्रवाह छोटा होता है, गर्मी हस्तांतरण मुख्य रूप से स्थिर हवा की तापीय चालकता के कारण प्रवाहकीय रूप से होता है। सीमा परत की मोटाई छोटी होगी, केवल ए = λR = 0.0024मी, जहां λ = 0.024 डब्ल्यू / एम डिग्री- स्थिर हवा की तापीय चालकता का गुणांक, आर = ०.१ एम२ डिग्री / डब्ल्यू- सीमा परत का थर्मल प्रतिरोध। सीमा परत के भीतर, हवा का अलग-अलग तापमान होता है, जिसके परिणामस्वरूप, गुरुत्वाकर्षण बलों के कारण, गर्म ऊर्ध्वाधर सतह पर हवा तैरने लगती है (और ठंड में - जलमग्न हो जाती है), गति प्राप्त कर लेती है, और अशांत हो जाती है (घूमती है) . भंवरों के कारण, हवा का गर्मी हस्तांतरण बढ़ जाता है। यदि इस संवहन घटक के योगदान को औपचारिक रूप से तापीय चालकता गुणांक के मूल्य में पेश किया जाता है, तो तापीय चालकता के इस गुणांक में वृद्धि सीमा परत की मोटाई में औपचारिक वृद्धि के अनुरूप होगी। ए = आर(जैसा कि हम नीचे देखेंगे, 0.24 सेमी से 1-3 सेमी तक लगभग 5-10 बार)। यह स्पष्ट है कि सीमा परत की औपचारिक रूप से बढ़ी हुई मोटाई वायु प्रवाह और भंवरों के आकार से मेल खाती है। सीमा परत की संरचना की पेचीदगियों में जाने के बिना, हम ध्यान दें कि यह समझना अधिक महत्वपूर्ण है कि हवा में स्थानांतरित गर्मी एक बहुपरत दीवार की अगली प्लेट तक पहुंचे बिना, एक संवहनी प्रवाह के साथ ऊपर की ओर "उड़" सकती है या एक गिलास इकाई का अगला गिलास। यह एयर हीटर के मामले से मेल खाता है, जिसे परिरक्षित धातु भट्टियों का विश्लेषण करते समय नीचे माना जाएगा। यहां, हम उस मामले पर विचार करते हैं जब इंटरलेयर में हवा का प्रवाह सीमित ऊंचाई होता है, उदाहरण के लिए, इंटरलेयर की मोटाई से 5-20 गुना अधिक। इस मामले में, वायु रिक्त स्थान में परिसंचरण प्रवाह उत्पन्न होता है, जो वास्तव में प्रवाहकीय गर्मी प्रवाह के साथ गर्मी हस्तांतरण में भाग लेता है।

हवा की परतों की छोटी मोटाई के साथ, अंतराल की विपरीत दीवारों पर हवा का प्रवाह एक दूसरे को प्रभावित करना शुरू कर देता है (मिश्रण)। दूसरे शब्दों में, हवा के अंतराल की मोटाई दो अपरिवर्तित सीमा परतों से कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी हस्तांतरण गुणांक बढ़ता है, और गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध तदनुसार कम हो जाता है। इसके अलावा, हवा की परतों की दीवारों के ऊंचे तापमान पर, विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रियाएं एक भूमिका निभाने लगती हैं। एसएनआईपी पी-3-79 * की आधिकारिक सिफारिशों के अनुसार संशोधित डेटा तालिका 7 में दिया गया है, जिससे यह देखा जा सकता है कि अबाधित सीमा परतों की मोटाई 1-3 सेमी है, लेकिन गर्मी हस्तांतरण में एक महत्वपूर्ण बदलाव है केवल तभी होता है जब हवा की परतों की मोटाई 1 सेमी से कम हो। इसका मतलब है, विशेष रूप से, कांच की इकाई में कांच के बीच हवा का अंतराल 1 सेमी से कम मोटा नहीं होना चाहिए।

तालिका 7. एक बंद हवा के अंतराल का थर्मल प्रतिरोध, एम 2 डिग्री / डब्ल्यू

वायु अंतर मोटाई, सेमी	एक क्षैतिज परत के लिए नीचे से ऊपर या एक ऊर्ध्वाधर परत के लिए गर्मी प्रवाह के साथ		एक क्षैतिज परत के लिए ऊपर से नीचे तक गर्मी प्रवाह के साथ
	इंटरलेयर में हवा के तापमान पर
	सकारात्मक	नकारात्मक	सकारात्मक	नकारात्मक
1	0,13	0,15	0,14	0,15
2	0,14	0,15	0,15	0,19
3	0,14	0,16	0,16	0,21
5	0,14	0,17	0,17	0,22
10	0,15	0,18	0,18	0,23
15	0,15	0,18	0,19	0,24
20-30	0,15	0,19	0,19	0,24

उनकी तालिका 7 से यह भी पता चलता है कि गर्म हवा के स्थानों में कम तापीय प्रतिरोध होता है (वे बेहतर गर्मी पास करते हैं)। यह गर्मी हस्तांतरण पर विकिरण तंत्र के प्रभाव के कारण है, जिस पर हम अगले भाग में विचार करेंगे। हालांकि, ध्यान दें कि तापमान के साथ हवा की चिपचिपाहट बढ़ जाती है, जिससे गर्म हवा कम अशांत होती है।

चावल। 36.. पदनाम चित्र 35 के समान हैं। दीवार सामग्री की कम तापीय चालकता के कारण, तापमान में गिरावट होती है सी = क्यूआरसीजहाँ Rc दीवार का ऊष्मीय प्रतिरोध है आरसी = c / c(δc - दीवार की मोटाई, c - दीवार सामग्री की तापीय चालकता का गुणांक)। सी बढ़ने के साथ, तापमान अंतर ∆Тc कम हो जाता है, लेकिन सीमा परतों पर तापमान गिरता है अपरिवर्तित रहता है। यह ट्विंट के वितरण द्वारा सचित्र है, जो दीवार सामग्री की उच्च तापीय चालकता के मामले से संबंधित है। पूरी दीवार के माध्यम से गर्मी का प्रवाह क्यू = ∆T / R = c / Rc = (Tvint - Tout) / (3Rc + 6R)... सीमा परतों का तापीय प्रतिरोध R और उनकी मोटाई दीवार सामग्री c की तापीय चालकता और उनके तापीय प्रतिरोध Rc पर निर्भर नहीं करती है।

चावल। 37 .: ए - धातु (या कांच) की तीन परतें 1.5 सेमी के अंतराल के साथ एक दूसरे से अलग होती हैं, लकड़ी (लकड़ी के बोर्ड) के बराबर 3.6 सेमी मोटी; बी - धातु की पांच परतें 1.5 सेमी अंतराल के साथ, 7.2 सेमी मोटी लकड़ी के बराबर; सी - प्लाईवुड की तीन परतें 4 मिमी मोटी 1.5 सेमी अंतराल के साथ, 4.8 सेमी मोटी लकड़ी के बराबर; डी - पॉलीइथाइलीन फोम की तीन परतें 4 मिमी मोटी 1.5 सेमी के अंतराल के साथ, 7.8 सेमी मोटी लकड़ी के बराबर; ई - 1.5 सेमी के अंतराल के साथ धातु की तीन परतें, एक प्रभावी इन्सुलेशन (विस्तारित पॉलीस्टाइनिन, पॉलीइथाइलीन फोम या खनिज ऊन) से भरी हुई, लकड़ी के बराबर 10.5 सेमी मोटी होती है। अंतराल का आकार (1-30) सेमी के भीतर।

यदि दीवार की संरचनात्मक सामग्री में कम तापीय चालकता है, तो गणना में दीवार के थर्मल प्रतिरोध (छवि 36) में इसके योगदान को ध्यान में रखना आवश्यक है। हालांकि, एक नियम के रूप में, voids का योगदान महत्वपूर्ण है, एक प्रभावी इन्सुलेशन के साथ सभी voids को भरना (वायु आंदोलन के पूर्ण विराम के कारण) दीवार के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण (3-10 गुना) की अनुमति देता है (चित्र। 37) )

"ठंडी" धातु की कई परतों से स्नान (कम से कम गर्मियों में) गर्म दीवारों के लिए काफी उपयुक्त प्राप्त करने की संभावना, निश्चित रूप से, दिलचस्प है और इसका उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, स्टोव के पास सौना में दीवारों की अग्नि सुरक्षा के लिए फिन्स द्वारा। . व्यवहार में, हालांकि, कई पुलों के साथ समानांतर धातु परतों के यांत्रिक निर्धारण की आवश्यकता के कारण ऐसा समाधान बहुत मुश्किल हो जाता है, जो ठंड के अवांछनीय "पुलों" की भूमिका निभाते हैं। एक तरह से या किसी अन्य, यहां तक ​​​​कि धातु या कपड़े की एक परत "गर्म" होती है अगर इसे हवा से नहीं उड़ाया जाता है। टेंट, युर्ट्स, प्लम इस घटना पर आधारित हैं, जो, जैसा कि आप जानते हैं, अभी भी खानाबदोश परिस्थितियों में स्नान के रूप में उपयोग किया जाता है (और सदियों से उपयोग किया जाता है)। तो, कपड़े की एक परत (चाहे जो भी हो, अगर केवल विंडप्रूफ हो) ईंट की दीवार की तुलना में केवल दो बार "ठंडा" होता है, जो 6 सेमी मोटी होती है, और सैकड़ों गुना तेजी से गर्म होती है। फिर भी, तम्बू में हवा की तुलना में तम्बू का कपड़ा बहुत ठंडा रहता है, जो किसी भी दीर्घकालिक भाप व्यवस्था के कार्यान्वयन की अनुमति नहीं देता है। इसके अलावा, ऊतक के किसी भी (यहां तक ​​​​कि छोटे) झोंके से तुरंत शक्तिशाली संवहनी गर्मी का नुकसान होता है।

स्नानागार (साथ ही आवासीय भवनों में) में खिड़कियों में वायु रिक्त स्थान का सबसे बड़ा महत्व है। इस मामले में, खिड़कियों के गर्मी हस्तांतरण के लिए कम प्रतिरोध को मापा जाता है और खिड़की के उद्घाटन के पूरे क्षेत्र के लिए गणना की जाती है, अर्थात न केवल कांच के हिस्से के लिए, बल्कि कवर (लकड़ी, स्टील, एल्यूमीनियम, प्लास्टिक) के लिए भी। ), जो, एक नियम के रूप में, कांच की तुलना में बेहतर थर्मल इन्सुलेशन विशेषताएं हैं। अभिविन्यास के लिए, हम एसएनआईपी पी-3-79 * और छत्ते की सामग्री के अनुसार विभिन्न प्रकार की खिड़कियों के थर्मल प्रतिरोध के मानक मूल्यों को प्रस्तुत करते हैं, कमरे के अंदर और बाहर बाहरी सीमा परतों के थर्मल प्रतिरोध को ध्यान में रखते हुए (देखें तालिका 8)।

तालिका 8. खिड़कियों और खिड़की सामग्री के गर्मी हस्तांतरण के लिए कम प्रतिरोध

निर्माण प्रकार		गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध, एम 2डिग्री / डब्ल्यू
सिंगल ग्लेज़िंग		0,16
ट्विन सैश में डबल ग्लेज़िंग		0,40
अलग बाइंडिंग के साथ डबल ग्लेज़िंग		0,44
ट्विन बाइंडिंग में ट्रिपल ग्लेज़िंग		0,55
दो डबल सैश में चार-परत ग्लेज़िंग		0,80
12 मिमी इंटरग्लास दूरी के साथ डबल-घुटा हुआ इकाई:	एकल कक्ष	0,38
	दो कक्ष	0,54
आयामों के साथ खोखले ग्लास ब्लॉक (6 मिमी की संयुक्त चौड़ाई के साथ):	१९४x१९४x९८ मिमी	0,31
	244x244x98 मिमी	0,33
सेलुलर पॉली कार्बोनेट "अकुएग" मोटाई:	डबल परत 4 मिमी	0,26
	डबल परत 6 मिमी	0,28
	डबल परत 8 मिमी	0,30
	डबल परत 10 मिमी	0,32
	तीन-परत 16 मिमी	0,43
	बहु-विभाजन 16 मिमी	0,50
	बहु-विभाजन 25 मिमी	0,59
सेलुलर पॉलीप्रोपाइलीन "अकुवोप्स!" मोटाई:	डबल परत 3.5 मिमी	0,21
	डबल परत 5 मिमी	0,23
	डबल परत 10 मिमी	0,30
लकड़ी की दीवार (तुलना के लिए) मोटाई:	5 सेमी	0,55
	10 सेमी	0,91

बाहरी बाड़ के माध्यम से गर्मी और नमी हस्तांतरण

एक इमारत में गर्मी हस्तांतरण की मूल बातें

ऊष्मा का स्थानांतरण हमेशा गर्म वातावरण से ठंडे वातावरण में होता है। तापमान अंतर के कारण अंतरिक्ष में एक बिंदु से दूसरे स्थान पर गर्मी स्थानांतरित करने की प्रक्रिया कहलाती है गर्मी का हस्तांतरणऔर सामूहिक है, क्योंकि इसमें तीन प्राथमिक प्रकार के गर्मी हस्तांतरण शामिल हैं: तापीय चालकता (चालन), संवहन और विकिरण... इस प्रकार, क्षमतागर्मी हस्तांतरण है तापमान अंतराल.

ऊष्मीय चालकता

ऊष्मीय चालकता- एक ठोस, तरल या गैसीय पदार्थ के स्थिर कणों के बीच गर्मी हस्तांतरण का प्रकार। इस प्रकार, तापीय चालकता भौतिक वातावरण की संरचना के कणों या तत्वों के बीच गर्मी का आदान-प्रदान है जो एक दूसरे के सीधे संपर्क में हैं। तापीय चालकता का अध्ययन करते समय, किसी पदार्थ को ठोस द्रव्यमान माना जाता है, इसकी आणविक संरचना की उपेक्षा की जाती है। अपने शुद्ध रूप में, तापीय चालकता केवल ठोस पदार्थों में पाई जाती है, क्योंकि तरल और गैसीय मीडिया में किसी पदार्थ की गतिहीनता सुनिश्चित करना लगभग असंभव है।

अधिकांश निर्माण सामग्री हैं झरझरा शरीर... छिद्रों में वायु होती है, जिसमें गति करने की क्षमता होती है, अर्थात संवहन द्वारा ऊष्मा को स्थानांतरित करने की क्षमता होती है। यह माना जाता है कि निर्माण सामग्री की तापीय चालकता के संवहनी घटक को इसकी छोटीता के कारण उपेक्षित किया जा सकता है। इसकी दीवारों की सतहों के बीच छिद्र के अंदर दीप्तिमान गर्मी हस्तांतरण होता है। सामग्री के छिद्रों में विकिरण द्वारा गर्मी का स्थानांतरण मुख्य रूप से छिद्र के आकार से निर्धारित होता है, क्योंकि छिद्र जितना बड़ा होता है, उसकी दीवारों पर तापमान का अंतर उतना ही अधिक होता है। तापीय चालकता पर विचार करते समय, इस प्रक्रिया की विशेषताओं को पदार्थ के कुल द्रव्यमान के लिए संदर्भित किया जाता है: कंकाल और छिद्र एक साथ।

भवन लिफाफा, एक नियम के रूप में, है समतल-समानांतर दीवारें, गर्मी हस्तांतरण जिसमें एक दिशा में किया जाता है। इसके अलावा, आमतौर पर बाहरी संलग्न संरचनाओं की गर्मी इंजीनियरिंग गणना में, यह माना जाता है कि गर्मी हस्तांतरण तब होता है जब स्थिर थर्मल स्थितियां, यानी प्रक्रिया की सभी विशेषताओं के समय में स्थिरता के साथ: गर्मी प्रवाह, प्रत्येक बिंदु पर तापमान, निर्माण सामग्री की थर्मोफिजिकल विशेषताओं। इसलिए, इस पर विचार करना महत्वपूर्ण है एक सजातीय सामग्री में एक आयामी स्थिर गर्मी चालन प्रक्रिया, जो फूरियर समीकरण द्वारा वर्णित है:

कहां क्यू टी - सतह गर्मी प्रवाह घनत्वसमतल से होकर गुजरना ऊष्मा का बहाव, डब्ल्यू / एम 2;

λ - सामग्री की तापीय चालकता, डब्ल्यू / एम। सी के बारे में;

टी- एक्स-अक्ष के साथ तापमान बदल रहा है, оС;

मनोवृत्ति कहा जाता है तापमान प्रवणता, о / m, और निरूपित है ग्रेड टू... तापमान प्रवणता तापमान में वृद्धि की ओर निर्देशित होती है, जो गर्मी अवशोषण और गर्मी प्रवाह में कमी से जुड़ी होती है। समीकरण (2.1) के दायीं ओर ऋण चिह्न दर्शाता है कि ताप प्रवाह में वृद्धि तापमान में वृद्धि के साथ मेल नहीं खाती है।

तापीय चालकता सामग्री की मुख्य तापीय विशेषताओं में से एक है। समीकरण (2.1) के अनुसार, किसी सामग्री की तापीय चालकता एक सामग्री द्वारा गर्मी की चालकता का एक माप है, जो संख्यात्मक रूप से प्रवाह की दिशा के लंबवत क्षेत्र के 1 मीटर 2 से गुजरने वाले ताप प्रवाह के बराबर है, 1 o C / m (चित्र 1) के बराबर प्रवाह के साथ तापमान प्रवणता के साथ। का मान जितना बड़ा होगा, ऐसी सामग्री में तापीय चालकता की प्रक्रिया उतनी ही तीव्र होगी, ऊष्मा का प्रवाह उतना ही अधिक होगा। इसलिए, 0.3 W / m से कम की तापीय चालकता वाली सामग्री को गर्मी-इन्सुलेट सामग्री माना जाता है। एस के बारे में

समतापी; ----------- गर्मी को सुव्यवस्थित करता है।

निर्माण सामग्री की तापीय चालकता में उनके परिवर्तन के साथ परिवर्तन घनत्वइस तथ्य के कारण होता है कि लगभग किसी भी निर्माण सामग्री में होते हैं कंकाल- मुख्य भवन पदार्थ और वायु। के.एफ. उदाहरण के लिए, फॉकिन निम्नलिखित डेटा देता है: प्रकृति के आधार पर एक बिल्कुल घने पदार्थ (छिद्रों के बिना) की तापीय चालकता में 0.1 W / mo C (प्लास्टिक के लिए) से 14 W / mo C (क्रिस्टलीय के लिए) की तापीय चालकता होती है। क्रिस्टलीय सतह के साथ गर्मी प्रवाह वाले पदार्थ), जबकि हवा में लगभग 0.026 W / m o C की तापीय चालकता होती है। सामग्री का घनत्व (कम छिद्र) जितना अधिक होगा, इसकी तापीय चालकता का मूल्य उतना ही अधिक होगा। यह स्पष्ट है कि हल्के थर्मल इन्सुलेशन सामग्री में अपेक्षाकृत कम घनत्व होता है।

कंकाल की सरंध्रता और तापीय चालकता में अंतर समान घनत्व के साथ भी सामग्री की तापीय चालकता में अंतर पैदा करता है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित सामग्री (तालिका 1) एक ही घनत्व पर, 0 = 1800 किग्रा / मी 3, तापीय चालकता के विभिन्न मूल्य हैं:

तालिका एक।

समान घनत्व वाली सामग्री की तापीय चालकता 1800 किग्रा / मी 3।

सामग्री के घनत्व में कमी के साथ, इसकी तापीय चालकता l घट जाती है, क्योंकि सामग्री कंकाल की तापीय चालकता के प्रवाहकीय घटक का प्रभाव कम हो जाता है, लेकिन, हालांकि, विकिरण घटक का प्रभाव बढ़ जाता है। इसलिए, एक निश्चित मूल्य से नीचे घनत्व में कमी से तापीय चालकता में वृद्धि होती है। अर्थात्, एक निश्चित घनत्व मान होता है जिस पर तापीय चालकता का न्यूनतम मान होता है। अनुमान है कि 1 मिमी के व्यास के साथ छिद्रों में 20 डिग्री सेल्सियस पर, विकिरण द्वारा तापीय चालकता 0.0007 डब्ल्यू / (एम डिग्री सेल्सियस) है, 2 मिमी के व्यास के साथ - 0.0014 डब्ल्यू / (एम डिग्री सेल्सियस), आदि। इस प्रकार, विकिरण द्वारा तापीय चालकता कम घनत्व और महत्वपूर्ण ताकना आकार के साथ गर्मी-इन्सुलेट सामग्री के लिए महत्वपूर्ण हो जाती है।

किसी सामग्री की तापीय चालकता बढ़ते तापमान के साथ बढ़ती है जिस पर गर्मी हस्तांतरण होता है। पदार्थों की तापीय चालकता में वृद्धि को पदार्थ के कंकाल के अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि द्वारा समझाया गया है। सामग्री के छिद्रों में हवा की तापीय चालकता और विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता भी बढ़ जाती है। निर्माण अभ्यास में, तापमान पर तापीय चालकता की निर्भरता ज्यादा मायने नहीं रखती है। 100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर प्राप्त सामग्री की तापीय चालकता के मूल्यों को 0 डिग्री सेल्सियस पर उनके मूल्यों के लिए, का अनुभवजन्य सूत्र ँ व्लासोवा:

о = t / (1 + β. t), (2.2)

जहां के बारे में - 0 सी पर सामग्री की तापीय चालकता;

टी - सी के बारे में टी पर सामग्री की तापीय चालकता;

β तापीय चालकता में परिवर्तन का तापमान गुणांक है, 1 / o C, विभिन्न सामग्रियों के लिए, लगभग 0.0025 1 / o C के बराबर;

टी उस सामग्री का तापमान है जिस पर इसकी तापीय चालकता गुणांक λ टी है।

मोटाई (छवि 2) के साथ एक सपाट सजातीय दीवार के लिए, एक सजातीय दीवार के माध्यम से तापीय चालकता द्वारा प्रेषित गर्मी प्रवाह को समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

कहां 1, 2- दीवार की सतहों पर तापमान मान, o C.

अभिव्यक्ति (2.3) से यह निम्नानुसार है कि दीवार की मोटाई पर तापमान वितरण रैखिक है। मात्रा / कहा जाता है सामग्री परत का थर्मल प्रतिरोधऔर संकेत दिया आर टी, एम 2.o / डब्ल्यू:

रेखा चित्र नम्बर 2। समतल सजातीय दीवार में तापमान वितरण

इसलिए, गर्मी प्रवाह क्यू टी, डब्ल्यू / एम 2, एक समान विमान-समानांतर दीवार मोटाई के माध्यम से δ , मी, तापीय चालकता के साथ सामग्री से बना , डब्ल्यू / एम। o C को के रूप में लिखा जा सकता है

परत का तापीय प्रतिरोध परत की विपरीत सतहों पर तापमान अंतर के बराबर तापीय चालकता प्रतिरोध है जब 1 डब्ल्यू / एम 2 की सतह घनत्व के साथ एक गर्मी प्रवाह इसके माध्यम से गुजरता है।

तापीय चालकता द्वारा गर्मी हस्तांतरण भवन के लिफाफे की सामग्री परतों में होता है।

कंवेक्शन

कंवेक्शन- पदार्थ के गतिशील कणों द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण। संवहन केवल तरल और गैसीय पदार्थों में होता है, साथ ही एक तरल या गैसीय माध्यम और एक ठोस की सतह के बीच होता है। इस मामले में, गर्मी और तापीय चालकता का हस्तांतरण होता है। सतह पर सीमा क्षेत्र में संवहन और ऊष्मा चालन के संयुक्त प्रभाव को संवहन ऊष्मा अंतरण कहा जाता है।

भवन की बाड़ की बाहरी और भीतरी सतहों पर संवहन होता है। कमरे की आंतरिक सतहों के ताप विनिमय में संवहन एक आवश्यक भूमिका निभाता है। सतह के तापमान और उसके आस-पास की हवा के विभिन्न मूल्यों पर, गर्मी कम तापमान की ओर संक्रमण करती है। संवहन द्वारा प्रेषित ऊष्मा प्रवाह सतह को धोने वाले तरल या गैस की गति के तरीके पर, गतिमान माध्यम के तापमान, घनत्व और चिपचिपाहट पर, सतह खुरदरापन पर, सतह और आसपास के तापमान के बीच के अंतर पर निर्भर करता है। माध्यम।

सतह और गैस (या तरल) के बीच ऊष्मा विनिमय की प्रक्रिया अलग-अलग तरीकों से आगे बढ़ती है, जो गैस की गति की घटना की प्रकृति पर निर्भर करती है। अंतर करना प्राकृतिक और मजबूर संवहन।पहले मामले में, गैस की गति सतह और गैस के तापमान में अंतर के कारण होती है, दूसरे में - इस प्रक्रिया के बाहरी बलों (प्रशंसकों का संचालन, हवा) के कारण।

सामान्य मामले में जबरन संवहन प्राकृतिक संवहन की प्रक्रिया के साथ हो सकता है, लेकिन चूंकि मजबूर संवहन की तीव्रता प्राकृतिक संवहन की तीव्रता से अधिक होती है, मजबूर संवहन पर विचार करते समय प्राकृतिक संवहन की अक्सर उपेक्षा की जाती है।

निम्नलिखित में, केवल संवहनी गर्मी हस्तांतरण की स्थिर प्रक्रियाओं पर विचार किया जाएगा, यह मानते हुए कि हवा में किसी भी बिंदु पर वेग और तापमान समय में स्थिर हैं। लेकिन चूंकि कमरे के तत्वों का तापमान धीरे-धीरे बदलता है, इसलिए स्थिर परिस्थितियों के लिए प्राप्त निर्भरता को प्रक्रिया तक बढ़ाया जा सकता है। कमरे की गैर-स्थिर तापीय स्थिति, जिस पर प्रत्येक विचारित क्षण में बाड़ों की आंतरिक सतहों पर संवहन ऊष्मा अंतरण की प्रक्रिया को स्थिर माना जाता है। स्थिर स्थितियों के लिए प्राप्त निर्भरता को प्राकृतिक से मजबूर करने के लिए संवहन की प्रकृति में अचानक परिवर्तन के मामले में भी बढ़ाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जब एक कमरा हीटिंग रीसर्क्युलेशन डिवाइस (पंखे का तार या हीट पंप मोड में स्प्लिट सिस्टम) चालू होता है . सबसे पहले, हवा की गति का नया तरीका जल्दी से स्थापित होता है और दूसरी बात, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया के इंजीनियरिंग मूल्यांकन की आवश्यक सटीकता संक्रमण की स्थिति के दौरान गर्मी प्रवाह सुधार की कमी से संभावित अशुद्धियों से कम है।

हीटिंग और वेंटिलेशन के लिए गणना के इंजीनियरिंग अभ्यास के लिए, संलग्न संरचना या पाइप और हवा (या तरल) की सतह के बीच संवहनी गर्मी हस्तांतरण महत्वपूर्ण है। व्यावहारिक गणना में, न्यूटन के समीकरणों का उपयोग संवहन ताप प्रवाह का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है (चित्र 3):

, (2.6)

कहां क्यू से- गर्मी प्रवाह, डब्ल्यू, चलती माध्यम से सतह पर या इसके विपरीत संवहन द्वारा स्थानांतरित;

टी ए- दीवार की सतह को धोने वाली हवा का तापमान, о ;

τ - दीवार की सतह का तापमान, о ;

α से- दीवार की सतह पर संवहनी गर्मी हस्तांतरण का गुणांक, डब्ल्यू / एम 2.o सी।

अंजीर। 3 हवा के साथ दीवार का संवहन ताप विनिमय

संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण गुणांक, एक टू- हवा के तापमान और शरीर की सतह के तापमान के बीच अंतर के साथ संवहन गर्मी हस्तांतरण द्वारा हवा से ठोस की सतह पर स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर एक भौतिक मात्रा 1 o C के बराबर होती है।

इस दृष्टिकोण के साथ, संवहनी गर्मी हस्तांतरण की भौतिक प्रक्रिया की पूरी जटिलता गर्मी हस्तांतरण गुणांक में निहित है, एक टू... स्वाभाविक रूप से, इस गुणांक का मान कई तर्कों का एक कार्य है। व्यावहारिक उपयोग के लिए, बहुत अनुमानित मान लिए जाते हैं एक टू.

समीकरण (2.5) को आसानी से इस प्रकार लिखा जा सकता है:

कहां आर टू - संवहनी गर्मी हस्तांतरण का प्रतिरोधसंलग्न संरचना की सतह पर, एम २। हवा या इसके विपरीत। प्रतिरोध आर टूसंवहनी गर्मी हस्तांतरण गुणांक का पारस्परिक है एक टू:

विकिरण

विकिरण (उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण) विद्युत चुम्बकीय तरंगों द्वारा गर्मी में परिवर्तित होने से सतह से सतह तक गर्मी का स्थानांतरण होता है (चित्र 4)।

अंजीर। 4. दो सतहों के बीच दीप्तिमान गर्मी हस्तांतरण

निरपेक्ष शून्य के अलावा अन्य तापमान वाला कोई भी भौतिक शरीर विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में आसपास के स्थान में ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के गुणों को उनकी तरंग दैर्ध्य की विशेषता है। विकिरण जिसे तापीय माना जाता है और जिसकी तरंग दैर्ध्य 0.76 - 50 माइक्रोन की सीमा में होती है, अवरक्त कहलाती है।

उदाहरण के लिए, उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण एक कमरे के सामने की सतहों के बीच, विभिन्न इमारतों की बाहरी सतहों, पृथ्वी और आकाश की सतहों के बीच होता है। कमरे की बाड़ की आंतरिक सतहों और हीटर की सतह के बीच दीप्तिमान गर्मी विनिमय महत्वपूर्ण है। इन सभी मामलों में, हवा एक पारभासी माध्यम है जो गर्मी की लहरों को गुजरने देती है।

उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण के साथ गर्मी प्रवाह की गणना के अभ्यास में, एक सरल सूत्र का उपयोग किया जाता है। विकिरण क्यू एल, डब्ल्यू / एम 2 द्वारा गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता, उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण में शामिल सतहों के तापमान में अंतर से निर्धारित होती है:

, (2.9)

जहां 1 और τ 2 चमकदार गर्मी का आदान-प्रदान करने वाली सतहों के तापमान मान हैं, लगभग ;

α एल - दीवार की सतह पर उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण का गुणांक, डब्ल्यू / एम 2.o सी।

विकिरण गर्मी हस्तांतरण गुणांक, एक l- एक भौतिक मात्रा संख्यात्मक रूप से 1 o C के बराबर सतहों के तापमान के बीच के अंतर के साथ विकिरण द्वारा एक सतह से दूसरी सतह पर स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर होती है।

आइए अवधारणा का परिचय दें उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण का प्रतिरोध आर एलसंलग्न संरचना की सतह पर, एम २। सतह।

तब समीकरण (2.8) को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

प्रतिरोध आर लीदीप्तिमान ऊष्मा अंतरण गुणांक का व्युत्क्रम है एक l:

वायु अंतराल का थर्मल प्रतिरोध

स्थिरता के लिए, गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध बंद वायु स्थानभवन लिफाफा की परतों के बीच स्थित को कहा जाता है थर्मल प्रतिरोधआर सी. पी, एम 2.o / डब्ल्यू।

हवा के अंतराल के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 5।

अंजीर। 5. हवा के अंतर में गर्मी हस्तांतरण

वायु अंतराल के माध्यम से गर्मी का प्रवाह क्यू सी. एन एस, डब्ल्यू / एम 2, तापीय चालकता द्वारा प्रेषित प्रवाह का योग है (2) क्यू टी, डब्ल्यू / एम 2, संवहन (1) क्यू से, डब्ल्यू / एम 2, और विकिरण (3) क्यू एल, डब्ल्यू / एम 2।

क्यू सी. एन = क्यू टी + क्यू के + क्यू एल . (2.12)

इस मामले में, विकिरण द्वारा प्रेषित प्रवाह का अंश सबसे बड़ा है। आइए हम एक बंद ऊर्ध्वाधर वायु अंतराल पर विचार करें, जिसकी सतहों पर तापमान का अंतर 5 o C है। परत की मोटाई 10 मिमी से 200 मिमी तक बढ़ने के साथ, विकिरण के कारण गर्मी प्रवाह का अनुपात 60% से बढ़ जाता है। 80% तक। इस मामले में, तापीय चालकता द्वारा स्थानांतरित गर्मी का हिस्सा 38% से 2% तक गिर जाता है, और संवहनी गर्मी प्रवाह का हिस्सा 2% से 20% तक बढ़ जाता है।

इन घटकों की प्रत्यक्ष गणना बल्कि बोझिल है। इसलिए, नियामक दस्तावेज बंद हवा की परतों के थर्मल प्रतिरोध पर डेटा प्रदान करते हैं, जिन्हें के.एफ. फॉकिन, एमए द्वारा प्रयोगों के परिणामों के आधार पर। मिखेवा। यदि हवा के अंतराल की एक या दोनों सतहों पर एक गर्मी-परावर्तक एल्यूमीनियम पन्नी है, जो हवा के अंतराल को तैयार करने वाली सतहों के बीच उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण में बाधा डालती है, तो थर्मल प्रतिरोध को दोगुना किया जाना चाहिए। बंद वायु स्थानों के तापीय प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, शोध से निम्नलिखित निष्कर्षों को ध्यान में रखने की सिफारिश की जाती है:

1) हीट इंजीनियरिंग में पतली परतें प्रभावी होती हैं;

2) बाड़ में छोटी मोटाई की कई परतों को एक बड़े की तुलना में बनाना अधिक तर्कसंगत है;

3) हवा की परतों को बाड़ की बाहरी सतह के करीब रखने की सलाह दी जाती है, क्योंकि इससे सर्दियों में विकिरण द्वारा गर्मी का प्रवाह कम हो जाता है;

4) बाहरी दीवारों में ऊर्ध्वाधर परतों को इंटरफ्लोर फर्श के स्तर पर क्षैतिज डायाफ्राम के साथ अवरुद्ध किया जाना चाहिए;

5) विकिरण द्वारा प्रेषित गर्मी प्रवाह को कम करने के लिए, इंटरलेयर की सतहों में से एक को एल्यूमीनियम पन्नी के साथ कवर किया जा सकता है जिसमें लगभग = 0.05 का उत्सर्जन होता है। पन्नी के साथ हवा के अंतराल की दोनों सतहों को कोटिंग एक सतह को कोटिंग की तुलना में गर्मी हस्तांतरण को व्यावहारिक रूप से कम नहीं करता है।

आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न

1. गर्मी हस्तांतरण की संभावना क्या है?

2. मूल प्रकार के ऊष्मा अंतरण की सूची बनाएं।

3. गर्मी हस्तांतरण क्या है?

4. तापीय चालकता क्या है?

5. सामग्री की तापीय चालकता का गुणांक क्या है?

6. आंतरिक t और बाहरी t n सतहों के ज्ञात तापमान पर एक बहुपरत दीवार में तापीय चालकता द्वारा प्रेषित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।

7. थर्मल प्रतिरोध क्या है?

8. संवहन क्या है?

9. वायु से सतह पर संवहन द्वारा स्थानांतरित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।

10. संवहनी गर्मी हस्तांतरण गुणांक का भौतिक अर्थ।

11. विकिरण क्या है?

12. एक सतह से दूसरी सतह पर विकिरण द्वारा प्रेषित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।

13. उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण गुणांक का भौतिक अर्थ।

14. इमारत के लिफाफे में बंद हवा के अंतराल के गर्मी हस्तांतरण के प्रतिरोध का नाम क्या है?

15. वायु अंतराल के माध्यम से कुल ऊष्मा प्रवाह किस प्रकार का ऊष्मा प्रवाह होता है?

16. वायु अंतराल के माध्यम से ऊष्मा प्रवाह में प्रचलित ऊष्मा प्रवाह की प्रकृति क्या है?

17. वायु अंतराल की मोटाई उसमें प्रवाह के वितरण को कैसे प्रभावित करती है?

18. हवा के अंतराल के माध्यम से गर्मी के प्रवाह को कैसे कम करें?

.
1.3 एकल ऊर्जा प्रणाली के रूप में भवन।
2. बाहरी बाड़ के माध्यम से गर्मी और नमी हस्तांतरण।
२.१ भवन में गर्मी हस्तांतरण की मूल बातें।
2.1.1 तापीय चालकता।
2.1.2 संवहन।
2.1.3 विकिरण।
2.1.4 एयर गैप का थर्मल प्रतिरोध।
2.1.5 आंतरिक और बाहरी सतहों पर गर्मी हस्तांतरण के गुणांक।
2.1.6 एक बहुपरत दीवार के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण।
2.1.7 गर्मी हस्तांतरण के लिए कम प्रतिरोध।
2.1.8 बाड़ के क्रॉस-सेक्शन पर तापमान वितरण।
2.2 संलग्न संरचनाओं की आर्द्रता शासन।
2.2.1 बाड़ों में नमी के प्रकट होने के कारण।
2.2.2 बाहरी बाड़ों को गीला करने के नकारात्मक प्रभाव।
2.2.3 निर्माण सामग्री के साथ नमी का संबंध।
2.2.4 नम हवा।
2.2.5 सामग्री नमी।
2.2.6 सोखना और विशोषण।
2.2.7 बाड़ की वाष्प पारगम्यता।
2.3 बाहरी बाड़ की वायु पारगम्यता।
2.3.1 बुनियादी प्रावधान।
2.3.2 बाड़ की बाहरी और भीतरी सतहों पर दबाव में अंतर।
2.3.3 निर्माण सामग्री की वायु पारगम्यता।

2.1.4 एयर गैप का थर्मल प्रतिरोध।

स्थिरता के लिए, गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध बंद वायु स्थानभवन लिफाफा की परतों के बीच स्थित को कहा जाता है थर्मल प्रतिरोधआर वीपी, एम²। / डब्ल्यू।
हवा के अंतराल के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 5।

अंजीर। 5. हवा के अंतराल में गर्मी हस्तांतरण।

एयर गैप से गुजरने वाला हीट फ्लक्स q h.p, W / m² , तापीय चालकता द्वारा प्रेषित प्रवाह होते हैं (2) q t, W / m² , संवहन (1) क्यू से, डब्ल्यू / एम² , और विकिरण (3) क्यू एल, डब्ल्यू / एम² .

(2.12)

इस मामले में, विकिरण द्वारा प्रेषित प्रवाह का अंश सबसे बड़ा है। एक बंद ऊर्ध्वाधर हवा के अंतराल पर विचार करें, जिसकी सतहों पर तापमान का अंतर 5 डिग्री सेल्सियस है। इंटरलेयर की मोटाई में 10 मिमी से 200 मिमी तक की वृद्धि के साथ, विकिरण के कारण गर्मी प्रवाह का अंश 60% से 80% तक बढ़ जाता है। इस मामले में, तापीय चालकता द्वारा स्थानांतरित गर्मी का हिस्सा 38% से 2% तक गिर जाता है, और संवहनी गर्मी प्रवाह का हिस्सा 2% से 20% तक बढ़ जाता है।
इन घटकों की प्रत्यक्ष गणना बल्कि बोझिल है। इसलिए, नियामक दस्तावेज बंद हवा की परतों के थर्मल प्रतिरोध पर डेटा प्रदान करते हैं, जिन्हें के.एफ. फॉकिन, एमए द्वारा प्रयोगों के परिणामों के आधार पर। मिखेवा। यदि हवा के अंतराल की एक या दोनों सतहों पर एक गर्मी-परावर्तक एल्यूमीनियम पन्नी है, जो हवा के अंतराल को तैयार करने वाली सतहों के बीच उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण में बाधा डालती है, तो थर्मल प्रतिरोध को दोगुना किया जाना चाहिए। इसमें बंद वायु स्थानों के तापीय प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, शोध से निम्नलिखित निष्कर्षों को ध्यान में रखने की सिफारिश की जाती है:
1) हीट इंजीनियरिंग में पतली परतें प्रभावी होती हैं;
2) बाड़ में छोटी मोटाई की कई परतों को एक बड़े की तुलना में बनाना अधिक तर्कसंगत है;
3) हवा की परतों को बाड़ की बाहरी सतह के करीब रखने की सलाह दी जाती है, क्योंकि इससे सर्दियों में विकिरण द्वारा गर्मी का प्रवाह कम हो जाता है;
4) बाहरी दीवारों में ऊर्ध्वाधर परतों को इंटरफ्लोर फर्श के स्तर पर क्षैतिज डायाफ्राम के साथ अवरुद्ध किया जाना चाहिए;
5) विकिरण द्वारा प्रेषित गर्मी प्रवाह को कम करने के लिए, इंटरलेयर की सतहों में से एक को एल्यूमीनियम पन्नी के साथ कवर किया जा सकता है जिसमें लगभग = 0.05 का उत्सर्जन होता है। पन्नी के साथ हवा के अंतराल की दोनों सतहों को कोटिंग एक सतह को कोटिंग की तुलना में गर्मी हस्तांतरण को व्यावहारिक रूप से कम नहीं करता है।
आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न
1. गर्मी हस्तांतरण की संभावना क्या है?
2. मूल प्रकार के ऊष्मा अंतरण की सूची बनाएं।
3. गर्मी हस्तांतरण क्या है?
4. तापीय चालकता क्या है?
5. सामग्री की तापीय चालकता का गुणांक क्या है?
6. आंतरिक दो और बाहरी tn सतहों के ज्ञात तापमान पर एक बहुपरत दीवार में तापीय चालकता द्वारा प्रेषित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।
7. थर्मल प्रतिरोध क्या है?
8. संवहन क्या है?
9. वायु से सतह पर संवहन द्वारा स्थानांतरित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।
10. संवहनी गर्मी हस्तांतरण गुणांक का भौतिक अर्थ।
11. विकिरण क्या है?
12. एक सतह से दूसरी सतह पर विकिरण द्वारा प्रेषित ऊष्मा प्रवाह का सूत्र लिखिए।
13. उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण गुणांक का भौतिक अर्थ।
14. इमारत के लिफाफे में बंद हवा के अंतराल के गर्मी हस्तांतरण के प्रतिरोध का नाम क्या है?
15. वायु अंतराल के माध्यम से कुल ऊष्मा प्रवाह किस प्रकार का ऊष्मा प्रवाह होता है?
16. वायु अंतराल के माध्यम से ऊष्मा प्रवाह में प्रचलित ऊष्मा प्रवाह की प्रकृति क्या है?
17. वायु अंतराल की मोटाई उसमें प्रवाह के वितरण को कैसे प्रभावित करती है?
18. हवा के अंतराल के माध्यम से गर्मी के प्रवाह को कैसे कम करें?