Ściana (konstrukcja)

Aby zakwalifikować materiały niejednorodne, przez które ciepło rozchodzi się w tym samym czasie przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie, należy zastosować nieważny współczynnik przewodzenia ciepła λ, co prowadzi do zakwalifikowania ich do stosowania wartości oporu cieplnego wyprowadzonej z badań laboratoryjnych.

Współczynnik termiczna powierzchni transmisji (K lub U) na ścianie jest odwrotnością całkowitego oporu cieplnego (RT) ściany. Dla wygody obliczeń musimy najpierw określić R przed poznaniem U. Współczynnik przenikania powierzchni ściany budynku to ilość ciepła przechodząca przez tę ścianę w stanie ustalonym, na jednostkę czasu, na jednostkę powierzchni i na jednostkę różnicy temperatur między środowiskami znajdującymi się po obu jej stronach. Wyrażana jest w watach na metr kwadratowy-Kelvin

Współczynnik przenikania ciepła jest odwrotnością całkowitego oporu cieplnego ( RT ) ściany.

U=1RT{\ Displaystyle U = {\ Frac {1} {R}} _ {T}}

Niektóre przepisy określają wartości, których nie mogą przekraczać ściany budynku wyznaczone przez Dla okien, drzwi i półprzezroczystych ścian, dla nieprzezroczystych ścian i ścian pionowych, dla podłóg, dla ścian między dwoma chronionymi kubaturami lub dwoma mieszkaniami (ściany adiabatyczne ) . W przypadku ścian i podłóg rozróżnia się, czy ściana oddziela przestrzeń ogrzewaną od niewielkiej lub żadnej przestrzeni ogrzewanej. Umwx{\ displaystyle U_ {max}}

Aby uzyskać lepsze przybliżenie strumienia ciepła przechodzącego przez ścianę, musimy zastosować całą serię środków naprawczych, które symulują straty ciepła związane z określonymi węzłami konstrukcyjnymi: liniowe lub punktowe straty mostków termicznych ; straty liniowe ze słupków i belek poprzecznych ramy; sporadyczne ubytki mechanicznych elementów mocujących izolacji; dodatkowe straty związane z przepływem wody po dachu (konwekcja cieczy, która nie jest już powietrzem, lecz wodą);

Ponadto współczynniki są stosowane, gdy środowisko zewnętrzne nie jest otwarte (jak w przypadku ścian zewnętrznych). Jesteśmy zmuszeni do rozważenia przypadków ścian lub płyt przy ziemi, podłóg w pustkach lub piwnicach ; transmisja do środowiska zewnętrznego przez sąsiednią nieogrzewaną przestrzeń.

Liniowy współczynnik przenikania ciepła ( ) to składnik korekcyjny dla liniowego efekt mostka termicznego, który jest równy stacjonarnego przepływu termicznego podzieloną przez długość, a różnica temperatur między warunkach po obu stronach mostka cieplnego liniowego. Wyrażana jest w watach na metr Kelvina . Wyznacza wartość, którą należy dodać do strumienia ciepła uzyskanego z wartości U ścian. ψ{\ displaystyle {\ psi}}

Współczynnik przenikania ciepła punkt ( ) to składnik korekcyjny dla efektu punkcie mostka termicznego, który jest równy strumienia do nieruchomej strumienia cieplnego podzielonej przez różnicę pomiędzy temperaturą otoczenia po obu stronach mostka termicznego punktualny. Wyrażana jest w watach na kelwin . Wyznacza wartość, którą należy dodać do strumienia ciepła uzyskanego z wartości U ścian. χ{\ displaystyle {\ chi}}

Współczynnik przenikania ciepła poprzez transmisję przez ścianę wyrażona w watach na kelwin jest wyrażana za pomocą wzoru: H.{\ displaystyle H}H.=α(∑ja=1nieUjaWja+∑k=1mψklk+∑l=1rχl){\ Displaystyle H = {\ alfa} (\ suma _ {i = 1} ^ {n} {U_ {i}} {A_ {i}} + \ suma _ {k = 1} ^ {m} {\ psi _ {k}} {l_ {k}} + \ sum _ {l = 1} ^ {r} {\ chi _ {l}})}

W{\ displaystyle A}to powierzchnia ściany w metrach kwadratowych, to długość mostka termicznego w metrach. Wartość jest współczynnikiem korygującym (0 << 1), który zależy od otoczenia ściany (ściana (= 1), ściana przy gruncie, płyta przy gruncie, płyta nad wentylowaną pustką  itp .). l{\ displaystyle l}α{\ displaystyle {\ alpha}}αl{\ displaystyle {\ alpha _ {l}}}

Gęstości strumienia ciepła wyrażony w watach na metr kwadratowy mogą być uzyskane z: φ{\ displaystyle \ varphi}

• współczynnik przenikania ciepła ściany (w watach na metr kwadratowy-Kelvina ), zgodnie ze wzorem:U{\ displaystyle U}

φ=UΔT{\ displaystyle \ varphi = U {\ Delta T}}

• opór cieplny ściany (w metrów kwadratowych, wata stopniach Kelvina ), zgodnie ze wzorem:RT{\ displaystyle {R_ {T}}}

φ=ΔTRT{\ Displaystyle \ varphi = {\ Frac {\ Delta T} {R_ {T}}}}

która to różnica temperatury w ° C lub K . ΔT{\ displaystyle {\ Delta T}}

Strumień ciepła wyrażony w watach jest uzyskać przez pomnożenie gęstości strumienia ciepła przez ciepło powierzchnią wymiany w metrach kwadratowych Φ{\ displaystyle {\ Phi}} S{\ displaystyle S}

Φ=φS{\ displaystyle {\ Phi} = \ varphi S}

Można go również otrzymać ze współczynnika przenikania ciepła poprzez przepuszczalność według wzoru: H.{\ displaystyle H}

Φ=H.ΔT{\ displaystyle {\ Phi} = H {\ Delta T}}

Zachowanie gęstości strumienia ciepła

W stanie ustalonym i przy braku wewnętrznych źródeł ciepła gęstość strumienia ciepła jest zachowana, tj. Strumień ciepła oddawany przez gorące środowisko do ściany jest równy przepływowi przez ścianę, równy przepływowi, jaki odprowadza ściana do zimnej atmosfery . Podobnie gęstość strumienia ciepła jest stała we wszystkich warstwach ściany. φ{\ displaystyle {\ varphi}}

φ=λmi(Tvs-Tfa)=godzvs(Tvs1-Tvs)=godzfa(Tfa-Tfa1){\ Displaystyle \ varphi = {\ Frac {\ lambda} {e}} (T_ {c} -T_ {f}) = {hc} (T_ {c1} -T_ {c}) = {hf} (T_ { f} -T_ {f1})}.

Możemy uogólnić ten wzór na warstwy pośrednie, wyznaczyć temperatury na granicy każdej z warstw ściany i tym samym naszkicować profil gradientu termicznego.

Obliczenie

Przykład obliczenia U dla ocieplonej ściany typu ściana kominkowa .

Wartości i mogą się różnić w zależności od regionu Rsja{\ displaystyle R_ {si}}Rsmi{\ displaystyle R_ {se}}

Wartości lambda podano jedynie w celach informacyjnych i mogą się różnić w zależności od gęstości i jakości materiałów.

Poprzednie definicje opisują przenoszenie ciepła przez jednorodną i izotropową ścianę. Zakłada się, że temperatury i współczynniki konwekcji termicznej i płynnej są stałe i jednorodne względem powierzchni styku. Oszacuj dane uzyskane tą metodą. Lepsze przybliżenie można uzyskać za pomocą oprogramowania do dynamicznej symulacji, które uwzględni więcej parametrów. godzvs{\ displaystyle h_ {c}}godzfa{\ displaystyle h_ {f}}

Przykład obliczenia współczynnika R dla izolowanej i powlekanej ściany żelbetowej

Skład ściany	Grubość mi{\ displaystyle {e}}	Przewodność cieplna λ{\ displaystyle {\ lambda}}	Odporność termiczna Rja=miλ{\ Displaystyle R_ {i} = {\ Frac {e} {\ lambda}}}
	(w metrach )	(w watach na metr Kelvina )	(w metrach kwadratowych-kelwinach na wat )
Wewnętrzny opór cieplny wymiany ciepła	Rsja{\ displaystyle R_ {si}}		0.13
Tynk gipsowy	0,015	0,04	0,375
Solidny zwykły żelbet	0,20	1.7	0.12
Izolacja termiczna ( poliuretan - powlekany (PUR / PIR))	0,2	0,025	8.00
Gips	0,015	1.5	0,01
Opór cieplny wymiany ciepła na powierzchni zewnętrznej	Rsmi{\ displaystyle R_ {se}}		0,04
Całkowity opór cieplny (w metrach kwadratowych - kelwinach na wat )	RT=Rsja+∑ja=1nieRja+Rsmi{\ Displaystyle R_ {T} = R_ {si} + \ suma _ {i = 1} ^ {n} {R_ {i}} + R_ {se}}		8.675

Wartości pochodzące z R.

Współczynnik przenikania ciepła powierzchni (w watach na metr kwadratowy-kelwin )	U=1RT{\ Displaystyle U = {\ Frac {1} {R}} _ {T}}		0.12
Gęstość strumienia ciepła przy różnicy temperatur 20  ° C (w watach na metr kwadratowy ) φ{\ displaystyle \ varphi}	φ=ΔTRT{\ Displaystyle \ varphi = {\ Frac {\ Delta T} {R_ {T}}}}		2.31
Współczynnik przenikania ciepła przez przenikanie na 1 m2 powierzchni ściany (w watach na kelwin ) H.{\ displaystyle H}	H.=US{\ displaystyle {H} = {U} {S}}		0.12
strumień ciepła dla powierzchni ściany 1 m2 (w watach ) Φ{\ displaystyle {\ Phi}}	Φ=φS{\ displaystyle {\ Phi} = \ varphi {S}}		2.31

Przepisy prawne

Administracje udostępniają obywatelom listy kwalifikujących się materiałów izolacyjnych w celu uzyskania premii za izolację, które mogą zawierać wartość oporu cieplnego (w metrach kwadratowych-kelwinach na wat). Czasami stosuje się współczynnik przenikania ciepła U , wyrażony w watach na metr kwadratowy-kelwin .

We Francji

We Francji opór cieplny materiałów jest czasami używany w przepisach termicznych, takich jak RT 2005 . Stopniowo rezygnuje się jednak z tej wielkości na rzecz przenikania ciepła ( współczynnik przenikania ciepła U, dawniej k), który również uwzględnia zastosowanie produktu.

Uwagi i odniesienia

1. Jean-Pierre Oliva, Ekologiczna izolacja, projekt, materiały, realizacja. Żywa Ziemia 2001.
2. Maksymalne wartości, jakie należy spełnić w tym miejscu, pochodzą z załącznika III dyrektywy EPB , w Regionie Walońskim , należy skonsultować się online .
3. Poziom ogólnej izolacji cieplnej budynku: „poziom K” na stronie energieplus-lesite.be firmy Architecture et Climat UCL
4. Ana-Maria Bianchi, Yves Fautrelle, Jacqueline Etay. Transfery termiczne. Prasy politechniczne PPUR, 2004. Skonsultuj się online
5. Przykład dokumentu strategicznego zaproponowanego przez administrację

Zobacz też

Powiązane artykuły

• Przewodność cieplna
• Budynek termiczny
• Współczynnik przenikania ciepła
• Współczynnik konwekcji termicznej
• Współczynnik promieniowania cieplnego

Linki zewnętrzne

Przewodność cieplna:

• Przewodność cieplna materiału (λ) na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat de l ' UCLouvain
• Przewodność cieplna materiałów (λ) na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat of UCLouvain

Odporność termiczna powierzchni:

• Opór cieplny warstwy materiału (R) na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat de l ' UCLouvain
• Opór cieplny materiałów anizotropowych na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat of UCLouvain
• Opór cieplny warstw powietrza i Opór cieplny warstw powietrza (Ra) na budowie energieplus-lesite.be of Architecture et Climat de l ' UCLouvain
• Opór cieplny wymiany powierzchni i opór cieplny wymiany powierzchni (Rsi i Rse) na miejscu energieplus-lesite.be of Architecture et Climat of UCLouvain
• Całkowity opór cieplny ściany (RT) na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat of UCLouvain

Współczynnik przenikania ciepła:

• Współczynniki przenikania ciepła (U) typowych ścian na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat de l ' UCLouvain
• Współczynnik przenikania ciepła węzłów budynku na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat of UCLouvain
• Liniowy współczynnik przenikania ciepła połączeń między profilami ramy i przeszkleniem na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat of UCLouvain
• Współczynniki przenikania ciepła profili szkieletowych (ramy) na stronie energieplus-lesite.be Architecture et Climat de l ' UCLouvain

Link zewnętrzny

• Rodzaje ścian na stronie energieplus-lesite.be of Architecture et Climat of the Catholic University of Louvain

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">