Передача тепла через ограждения

Рассмотрим некоторое ограждение, постоянно подвергающееся различным климатическим воздействиям. С одной стороны действует температура наружного воздуха, с другой стороны – температура внутреннего воздуха. Из-за отсутствия теплового равновесия внутри конструкции происходит перемещение тепла из более нагретой среды через ограждение в менее нагретую среду, в результате чего изменяется температура в толще конструкций (рисунок 4). Этот процесс называется теплопередача или теплообмен.

Для твердых строительных материалов, имеющих капиллярно - пористую структуру, основным видом теплопередачи является теплопроводность, т.е. теплообмен между частицами тела, находящимися в непосредственном соприкосновении друг с другом.

Интенсивность теплопередачи посредством теплопроводности называется тепловым потоком Q.

При рассмотрении процесса перехода тепла через однородное ограждение от внутреннего воздуха к наружному следует различать три этапа:

тепловосприятие – теплопроницание через ограждение – теплоотдача.

Рисунок 4 – Процесс теплопередачи

Количество тепла, проходящее через конструкцию, может быть определено на основании закона Фурье:

(3)

где t_в и t_н – температура внутренней и наружной поверхности ограждения, °С;

l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м°С);

d – толщина ограждения, м;

F – площадь ограждения, м²;

z – время передачи тепла, час.

Если толщину ограждения, площадь, время теплопередачи и разность температур принять равными единице, то l = Q. Таким образом, коэффициент теплопроводности l– это количество тепла, которое проходит в единицу времени 1 ч через единицу поверхности 1 м² однородного ограждения толщиной 1 м при разности температур на его поверхностях в 1°С.

Коэффициент теплопроводности – одна из основных характеристик строительных материалов. В таблице 7 для сравнения приведены коэффициенты теплопроводности различных материалов.

Таблица 7