Анализ влияния технологии расстановки датчиков при проведении работ по определению сопротивления теплопередаче

Сопротивление теплопередаче – способность конструкции препятствовать утеканию тепла из помещения наружу. Приведённое сопротивление теплопередаче, требования к которому приведены в нормативных документах, характеризует способность удерживать тепло с учётом тепловой неоднородности конструкции. 

8965f449a9587293afb73f6ba5e80d2b.jpg

При проведении работ по определению приведённого сопротивления теплопередаче, для вычисления значения которого, ограждающая конструкция делится на примерно равные и предположительно однородные с точки зрения пропускания тепловой энергии участки и для каждого из этих участков определяется термическое сопротивление и площадь поверхности. 

Термическое сопротивление определяется как отношение разности температур внутренней и наружной поверхностей конструкции к тепловому потоку, проходящему через участок:

265d78538afcff0e30d546299a5821b8.png

tiint - температура внутренней поверхности i-ого участка ограждающей конструкции, °С; tiext – температура наружной поверхности i-ого участка ограждающей конструкции, °С; qi - плотность теплового потока через i-й участок ограждающей конструкции, Вт/м2.

Приведённое сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле:

1d4192aacb2ec7f9360ec272fba82fc4.png

n - число зон, на которые разделен фрагмент в соответствии с установкой датчиков температуры и тепловых потоков; αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции; αext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода; Fi - площадь i-ого участка ограждающей конструкции, м2; Rik - термическое сопротивление i-ого участка ограждающей конструкции, м2°С/Вт.

e69aad2c63b5f01f5a400c98bed82bd0.png

Рисунок 1. Схема расстановки измерительной аппаратуры на исследуемой конструкции в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54853-2011.

Специалистами отдела экспертиз зданий и сооружений на соответствие теплотехническим и акустическим требованиям ГБУ ЦЭИИС был проведён эксперимент для анализа влияния значения температуры воздуха окружающей среды и температуры наружной поверхности ограждающей конструкции на результаты расчётов. Результаты анализа расчётов приведённого сопротивления теплопередаче с использованием разности температур между внутренней поверхностью стены и каждым из этих показателей приведены ниже.

3a915e8a8f530dc41fba627967de97e5.jpg

Фото 1. Исследуемая конструкция стены с расставленными датчиками температуры и тепловых потоков.

562cecadcafa0780b49d926f690b222b.pngРисунок 2. Распределение температурных полей на исследуемой конструкции.

661478a11e02f9b8024c10e05caa88a5.pngГрафик 1. Приведённое сопротивление теплопередаче стены на основе разности температур между внутренней и внешней поверхностями стены. Среднее значение приведенного сопротивления теплопередаче Ro = 0,81 ±0,12 м2°С/Вт.

6fb2357437780ca549c688c0c18fa77c.pngГрафик 2. Приведённое сопротивление теплопередаче стены на основе разности температур между внутренней поверхностью стены и воздухом снаружи помещения. Среднее значение приведенного сопротивления теплопередаче Ro = 0,83 ±0,12 м2°С/Вт.

Разница между средними значениями приведённого сопротивления теплопередаче составляет 0,02 (~2,5%), что является незначительным и попадает в диапазон погрешности методики измерений (±0,12 м2°С/Вт). Это означает, что результаты в обоих случаях расчётов равноценны.

Таким образом, при проведении расчётов сопротивления теплопередаче несветопрозрачных наружных ограждающих конструкций с сопротивлением теплопередаче более 1 м2°С/Вт (стены, покрытия и т.п.) возможно в качестве температуры наружной поверхности принимать значения температуры воздуха, измеренные в непосредственной близости от испытываемой конструкции.

_____________________________________

Материал подготовил:
инженер-эксперт отдела экспертиз зданий и сооружений на соответствие теплотехническим и акустическим требованиям ГБУ ЦЭИИС
Котельников. Д.Е.

Комментарии