Cтроительная теплофизика (часть 2) - Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения

5.1.3. Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения 

Отношение амплитуды колебания теплового потока А_Q, воздействующего на внутреннюю поверхность ограждения, к амплитуде колебаний температуры на этой поверхности А_τ называется коэффициентом теплоусвоения внутренней поверхности ограждения:

(5.11)

Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения имеет размерность Вт/(м^2.оС). Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения возрастает с уменьшением периода Т колебаний теплового потока, и зависит главным образом от теплофизических характеристик материалов слоев, из которых состоит ограждение. Чем больше величина коэффициента теплоусвоения внутренней поверхности ограждения Y_в.п при одной и той же величине A_Q, тем меньше будет амплитуда колебаний температуры А_τ на этой поверхности.

Приближенный расчет коэффициента теплоусвоения внутренней поверхности ограждения состоит в следующем. Если слой резких колебаний укладывается в прилегающий к внутренней поверхности слой, т. е. если

D₁≥1, то Y_в.п=s₁. (5.12)

Если слой резких колебаний захватывает следующий слой и для этого слоя D₂≥1, то сначала определяется Y₂ поверхности стыка первого и второго слоев, который принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала второго от внутренней поверхности ограждения слоя Y₂=S₂, и тогда

(5.13)

Если D_i≥1 имеет только слой n от наружной поверхности, то Y_n-1=s_n.

(5.14)

Затем последовательно определяются по рекуррентной формуле (5.14) все Y_i до внутренней поверхности.

Если ограждение представляет собой тонкую перегородку толщиной δ, разделяющую два помещения с одинаковым колебанием температуры, то на оси этой перегородки отсутствует тепловой поток А_Q=0. Если показатель тепловой инерции половины толщины перегородки D_δ/2≤1, то на оси Y₂=0. Тогда по формуле (5.14)

(5.15)

Для безынерционного ограждения, например, для окна Y₂=α_н и s₁=0. По формуле (5.13)

(5.16)

где R₁ – термическое сопротивление окна, м^2.оС/Вт;

K’_ок – неполный коэффициент теплопередачи окна, Вт/( м^2.оС), равный

(5.17)

R_ок – общее приведенное сопротивление теплопередаче окна, м^2.оС/Вт.

Как было сказано в предыдущем параграфе 5.3.2. на величину коэффициента теплоусвоения наибольшее влияние оказывают прилегающие к внутренней поверхности слои. Поэтому, если необходимо в помещении стабильно поддерживать постоянную температуру, стремясь к уменьшению амплитуды колебаний температуры на внутренней поверхности ограждений, надо с внутренней стороны располагать теплоустойчивые слои. Если же требуется быстрое изменение температуры поверхности ограждения после смены режима отопления, то надо внутреннюю поверхность ограждений отделывать легкими материалами с малым коэффициентом теплоусвоения. Это относится к прерывистому отоплению, когда на ночь тепловой поток отопления снижается, температура поверхности ограждения падает, а к началу рабочего дня эту температуру следует повысить. Чем с меньшим коэффициентом теплоусвоения материал будет лежать на внутренней поверхности ограждения, тем быстрее и экономичнее будет прерывистое отопление.