Определим температуры на границах слоёв многослойной конструкции наружной стены, тепловой поток и глубина промерзания при следующих данных: 
Рисунок 2.1 – Наружная стена здания
- кирпич глиняный обыкновенный
λ 1 = 0,81 Вт/(м ∙°С); S1 = 10,12 Вт/(м2 ∙°С);
- маты минераловатные прошивные
λ 2 = 0,051 Вт/(м ∙°С); S2 = 0,66 Вт/(м2 ∙°С);
Рисунок 2.2 – Изменение температуры в наружной стене
Направление теплового потока?
Определяем термическое сопротивление каждого слоя материала:
Для определения тепловой инерции стены находим термическое сопротивление отдельных слоев конструкции по формуле:
,
где δ – толщина рассматриваемого слоя, м;
λ – коэффициент теплопроводности данного слоя, Вт/(м∙°С).
Вычислим термическое сопротивление отдельных слоев:
- кирпич глиняный обыкновенный
(м2 ∙ ºС)/Вт;
- маты минераловатные прошивные
(м2 ∙ ºС)/Вт;
- кирпич глиняный обыкновенный
(м2 ∙ ºС)/Вт;
=0,148+2,51+0,309=2,967 (м2 ∙ ºС)/Вт.
Определим тепловой поток через трехслойную конструкцию при разности температур двух сред:
Вт/м2,
где tв - температура внутреннего воздуха, °С;
tн - температура наружного воздуха, °С.
Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:
,
где tx - температура в любой точке конструкции, °С;
Rx - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t1 и tx, (м2 ∙ ºС)/Вт.
ºС;
ºС;
ºС;
ºС;
Граница промерзания находится в слое кирпича глиняного обыкновенного.
Определяем глубину промерзания в слое и составляем пропорцию:
;
Отсюда х=0,058 м;
Общая глубина промерзания в этом случае составит:
δпр = х+ 0,25= 0,308 м.
|
|
Рисунок 2.3 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое
Рассмотрим данную задачу в случае, когда температура наружного и внутреннего воздуха заменены друг с другом.
Направление теплового потока?
Рисунок 2.4 - Изменение температуры в наружной стене
Значение термического сопротивления всей конструкции и теплового потока в этом случае останется прежним:
0,148+2,51+0,309=2,967 (м2 ∙ ºС)/Вт.
Вт/м2.
Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:
,
где tx - температура в любой точке конструкции, °С;
Rx - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t1 и tx, (м2 ∙ ºС)/Вт.
ºС;
ºС;
ºС;
ºС;
Граница промерзания находится в слое бетона.
Определяем глубину промерзания в слое бетона и составляем пропорцию:
;
Отсюда х=0,061 м
Общая глубина промерзания в этом случае составит:
δпр = х+0,12=0,181 м.
Рисунок 2.5 – Глубина промерзания в теплоизоляционном слое
Вывод: Глубина промерзания, в первом случае составляет 308 мм, во втором случае 181 мм. Экономически целесообразнее делать теплоизоляцию как представлено во втором случае, при этом точка росы переносится в наружный слой и стена незначительно промерзает в отличие от теплоизоляции, которая представлена во втором случае. При наружной теплоизоляции ограждающая конструкция аккумулирует тепло, потери тепла минимальны.
Определение сопротивления паропроницанию вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций