Расчет температуры поверхности и теплопередачи через ограждения при наличии воздухопроницаемости

При фильтрации воздуха температурное поле и теплообмен на поверхности ограждений заметно изменяются. Происходит это в результате дополнительного переноса теплоты потоком воздуха, который проникает через поры, капилляры и неплотности.

Для обеспечения комфортных условий важно учитывать изменение температуры на внутренних поверхностях ограждений при инфильтрации и эксфильтрации воздуха.

В многослойных ограждениях перепады температуры по сечению пропорциональны соответствующим термическим сопротивлениям. Распределение температуры по сечению ограждения при фильтрации воздуха , , можно записать в виде уравнения, полученного Ф.В. Ушаковым [8]:

,

(3.7)

где - средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью , , принимается по данным табл. 1 [4]; - температура внутреннего воздуха, , принимается по данным [5, 6] в зависимости от типа здания; - основание натурального логарифма, равное приблизительно ; - удельная теплоемкость воздуха, ; - количество воздуха, проникающего через наружное ограждение, ; - термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, начиная от наружного воздуха до данного сечения в толще ограждения, ; - расчетное значение сопротивления теплопередаче, .

Количество воздуха , проникающего через наружное ограждение, рассчитывается по формуле, :

,

(3.8)

где - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций, ; - сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции, .

При эксфильтрации воздуха из помещения через ограждения значение , , в формуле (3.7) принимается со знаком минус.

Термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяется по формуле, :

.

(3.9)

Фильтрующийся воздух также оказывает влияние на коэффициент теплопередачи ограждения. Значение коэффициента теплопередачи с учетом фильтрации воздуха , , находится из следующего уравнения [2]:

.

(3.10)

Исследования показали, что температура поверхности ограждения при инфильтрации воздуха ниже, а коэффициент теплопередачи выше, чем при отсутствии инфильтрации, т. е. , а . Это надо учитывать при создании необходимых комфортных условий в помещении и определении тепловых нагрузок систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.