Resistência à transferência de calor de portas e portões. Portas metálicas de entrada com ruptura térmica

A resistência total necessária à transferência de calor para portas externas (exceto portas de varanda) deve ser de pelo menos 0,6
para paredes de edifícios e estruturas, determinada pela temperatura estimada do ar externo no inverno, igual à temperatura média do período mais frio de cinco dias com probabilidade de 0,92.

Aceitamos a resistência total real à transferência de calor de portas externas
=
, então a resistência real à transferência de calor das portas externas é
, (m 2 ·С)/W,

, (18)

onde t in, t n, n, Δt n, α in – o mesmo que na equação (1).

O coeficiente de transferência de calor das portas externas k porta, W/(m 2 ·С), é calculado usando a equação:

.

Exemplo 6. Cálculo de engenharia térmica de cercas externas

Dados iniciais.

Edifício residencial, t = 20С .

Valores das características térmicas e coeficientes tхп(0,92) = -29С (Apêndice A);

α pol = 8,7 W/(m 2 ·С) (Tabela 8); Δt n = 4С (Tabela 6).

Procedimento de cálculo.

Determine a resistência real à transferência de calor porta externa
de acordo com a equação (18):

(m 2 ·С)/W.

O coeficiente de transferência de calor da porta externa k dv é determinado pela fórmula:

C/(m 2 ·С).

2 Cálculo da resistência térmica de cercas externas durante o período quente

A cerca externa é verificada quanto à resistência ao calor em áreas com temperatura média mensal do ar em julho de 21°C ou mais. Foi estabelecido que as flutuações na temperatura do ar externo A t n, С, ocorrem ciclicamente, obedecem à lei senoidal (Figura 6) e causam, por sua vez, flutuações na temperatura real em superfície interior cerca
, que também fluem harmoniosamente segundo a lei de uma sinusóide (Figura 7).

A resistência térmica é a propriedade de uma cerca de manter uma temperatura relativamente constante na superfície interna τ in, С, com flutuações nas influências térmicas externas
, С e fornecer condições confortáveis na sala. À medida que você se afasta da superfície externa, a amplitude das flutuações de temperatura na espessura da cerca, A τ , С, diminui, principalmente na espessura da camada mais próxima do ar externo. Esta camada com espessura de δ pk, m, é chamada de camada de flutuações bruscas de temperatura A τ, С.

Figura 6 – Flutuações nos fluxos de calor e temperaturas na superfície da cerca

Figura 7 – Atenuação das oscilações de temperatura na cerca

O teste de resistência térmica é realizado para cercas horizontais (cobertura) e verticais (parede). Primeiro, a amplitude permitida (necessária) das flutuações de temperatura da superfície interna é estabelecida
cercas externas levando em consideração os requisitos sanitários e higiênicos na expressão:

, (19)

onde t nl é a temperatura externa média mensal para julho (mês de verão), С, .

Essas flutuações ocorrem devido a flutuações nas temperaturas projetadas do ar externo
,С, determinado pela fórmula:

onde A t n é a amplitude máxima das flutuações diárias no ar externo para julho, С, ;

ρ – coeficiente de absorção da radiação solar pelo material da superfície externa (Tabela 14);

I max, I avg – respectivamente os valores máximo e médio da radiação solar total (direta e difusa), W/m 3, aceitos:

a) para paredes externas - como para superfícies verticais de orientação oeste;

b) para revestimentos - como para superfície horizontal;

α n - coeficiente de transferência de calor da superfície externa da cerca em condições de verão, W/(m 2 ·С), igual a

onde υ é o máximo da velocidade média do vento para julho, mas não inferior a 1 m/s.

Tabela 14 – Coeficiente de absorção da radiação solar ρ

Magnitude das vibrações reais no plano interno
,С, dependerá das propriedades do material, caracterizado pelos valores de D, S, R, Y, α n e contribuindo para a atenuação da amplitude das oscilações de temperatura na espessura da cerca A t. Coeficiente de atenuação determinado pela fórmula:

onde D é a inércia térmica da envolvente, determinada pela fórmula ΣD i = ΣR i ·S i ;

e = 2,718 – base do logaritmo natural;

S 1 , S 2 , …, S n – coeficientes calculados de absorção de calor do material das camadas individuais da cerca (Apêndice A, tabela A.3) ou tabela 4;

α n – coeficiente de transferência de calor da superfície externa da cerca, W/(m 2 ·С), determinado pela fórmula (21);

Y 1, Y 2,…, Y n é o coeficiente de absorção de calor do material na superfície externa das camadas individuais da cerca, determinado pelas fórmulas (23 ÷ 26).

,

onde δi é a espessura das camadas individuais da estrutura envolvente, m;

λ i – coeficiente de condutividade térmica das camadas individuais da estrutura envolvente, W/(m·С) (Apêndice A, Tabela A.2).

O coeficiente de absorção de calor da superfície externa Y, W/(m 2 ·С), de uma camada individual depende do valor de sua inércia térmica e é determinado no cálculo, a partir da primeira camada da superfície interna da quarto para o exterior.

Se a primeira camada tiver Di ≥1, então o coeficiente de absorção de calor da superfície externa da camada Y 1 deve ser considerado

S 1 = S 1 . (23)

Se a primeira camada tiver Di< 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:

para a primeira camada
; (24)

para a segunda camada
; (25)

para a enésima camada
, (26)

onde R 1 , R 2 ,…, R n – resistência térmica da 1ª, 2ª e enésima camadas da cerca, (m 2 ·С)/W, determinada pela fórmula
;

α in – coeficiente de transferência de calor da superfície interna da cerca, W/(m 2 ·С) (Tabela 8);

Com base em valores conhecidos E
determinar a amplitude real das flutuações de temperatura da superfície interna da estrutura envolvente
,C,

. (27)

A estrutura envolvente atenderá aos requisitos de resistência ao calor se a condição for atendida

(28)

Neste caso, a estrutura envolvente proporciona condições ambientes confortáveis, protegendo contra os efeitos das oscilações externas de calor. Se
, então a estrutura envolvente não é resistente ao calor, então é necessário utilizar um material com alto coeficiente de absorção de calor S, W/(m 2 ·С) para as camadas externas (mais próximas do ar externo).

Exemplo 7. Cálculo da resistência térmica de uma cerca externa

Dados iniciais.

Estrutura envolvente composta por três camadas: reboco em argamassa de cimento-areia com massa volumétrica γ 1 = 1800 kg/m 3, espessura δ 1 = 0,04 m, λ 1 = 0,76 W/(m·С); camada de isolamento feita de tijolo de barro comum γ 2 = 1800 kg/m 3, espessura δ 2 = 0,510 m, λ 2 = 0,76 W/(mС); voltado para tijolo sílico-calcárioγ 3 = 1800 kg/m 3, espessura δ 3 = 0,125 m, λ 3 = 0,76 W/(m·С).

Zona de construção - Penza.

Temperatura interna estimada do ar t in = 18 С .

O nível de umidade da sala é normal.

Condição operacional – A.

Valores calculados de características térmicas e coeficientes nas fórmulas:

t nl = 19,8С;

R 1 = 0,04/0,76 = 0,05 (m 2 °C)/W;

R 2 = 0,51/0,7 = 0,73 (m 2 °C)/W;

R3 = 0,125/0,76 = 0,16 (m2°C)/W;

S 1 = 9,60 W/(m 2 °C); S2 = 9,20 W/(m2°C);

S3 = 9,77 W/(m2°C); (Apêndice A, Tabela A.2);

V = 3,9m/s;

A t n = 18,4 С;

I máx = 607 W/m 2 , , I av = 174 W/m 2 ;

ρ= 0,6 (Tabela 14);

D = R i · S i = 0,05·9,6+0,73·9,20+0,16·9,77 = 8,75;

αin = 8,7 W/(m 2 °C) (Tabela 8),

Procedimento de cálculo.

1. Determine a amplitude permitida das flutuações de temperatura da superfície interna
cerca externa de acordo com a equação (19):

2. Calcule a amplitude estimada das flutuações na temperatura do ar externo
de acordo com a fórmula (20):

onde α n é determinado pela equação (21):

C/(m 2 ·С).

3. Dependendo da inércia térmica da estrutura envolvente D i = R i ·S i = 0,05 · 9,6 = 0,48<1, находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности для каждого слоя по формулам  (24 – 26):

W/(m 2°C).

W/(m 2°C).

W/(m 2°C).

4. Determinamos o coeficiente de atenuação da amplitude calculada das flutuações do ar externo V na espessura da cerca usando a fórmula (22):

5. Calculamos a amplitude real das flutuações de temperatura da superfície interna da estrutura envolvente
, С.

Se a condição, fórmula (28), for atendida, a estrutura atende aos requisitos de resistência ao calor.

O diagrama geral do procedimento de projeto para proteção térmica de edifícios exigido de acordo com o Esquema 1 é apresentado na Figura 2.1.

Onde R req , R min – valor normalizado e mínimo da resistência à transferência de calor, m 2 ×°C/W;

, – consumo específico de energia térmica calculado por norma para aquecimento de edifícios durante o período de aquecimento, kJ/(m 2 °C dia) ou kJ/(m °C dia).

método “b” método “a”

Alterar projeto

NÃO

SIM

Onde R interno , Rextar - resistência à transferência de calor nas superfícies internas e externas da cerca, (m 2 K)/W;

R para- resistência térmica das camadas da estrutura envolvente, (m 2 × K)/W;

R pr– resistência térmica reduzida de uma estrutura não uniforme (estrutura com inclusões condutoras de calor), (m 2 K)/W;

não, um ramal – coeficientes de transferência de calor nas superfícies interna e externa da cerca, W/(m 2 K), são obtidos de acordo com a tabela. 7 e mesa. 8;

eu– espessura da camada da estrutura envolvente, m;

eu eu– coeficiente de condutividade térmica do material da camada, W/(m 2 K).

Como a condutividade térmica dos materiais depende em grande parte do seu teor de umidade, suas condições de operação são determinadas. Conforme Anexo “B”, a zona de umidade é estabelecida no território do país, depois conforme Tabela. 2, dependendo do regime de umidade da sala e da zona de umidade, são determinadas as condições de funcionamento da estrutura envolvente A ou B. Se o regime de umidade da sala não for especificado, é permitido aceitá-lo como normal. Em seguida, conforme Anexo “D”, dependendo das condições de operação estabelecidas (A ou B), é determinado o coeficiente de condutividade térmica do material (ver Anexo “E”).

Se a cerca incluir estruturas com inclusões não homogêneas (painéis de piso com entreferros, grandes blocos com inclusões condutoras de calor, etc.), o cálculo de tais estruturas será realizado por métodos especiais. Esses métodos são apresentados nos apêndices “M”, “N”, “P”. No projeto do curso, tais estruturas são os painéis de piso do primeiro andar e o teto do último andar, sua resistência térmica reduzida é determinada da seguinte forma;

A). Por planos paralelos ao fluxo de calor, o painel é dividido em seções de composição homogênea e heterogênea (Fig. 2.2, A). Áreas com a mesma composição e tamanho recebem o mesmo número. A resistência total do painel de piso será igual à resistência média. Devido ao seu tamanho, as seções têm um efeito desigual na resistência geral da estrutura. Portanto, a resistência térmica do painel é calculada levando em consideração as áreas ocupadas pelas seções no plano horizontal, através da fórmula:

Onde eu concreto armado – coeficiente de condutividade térmica do concreto armado, medido em função das condições de operação A ou B;

Ra. g.─ resistência térmica de uma camada de ar fechada, medida conforme tabela. 7 a uma temperatura positiva do ar na camada intermediária, (m 2 K)/W.

Mas a resistência térmica obtida do painel de piso não coincide com os dados do experimento de laboratório, portanto é realizada a segunda parte do cálculo.

B). Por planos perpendiculares à direção do fluxo de calor, a estrutura também é dividida em camadas homogêneas e não homogêneas, que geralmente são denotadas por letras maiúsculas do alfabeto russo (Fig. 2.2, b). A resistência térmica total do painel neste caso é:

onde é a resistência térmica das camadas “A”, (m 2 K)/W;

RB– resistência térmica da camada “B”, (m 2 K)/W.

Ao calcular R Bé necessário levar em consideração os diversos graus de influência das áreas na resistência térmica da camada devido ao seu tamanho:

A média dos cálculos pode ser calculada da seguinte forma: os cálculos em ambos os casos não coincidem com os dados do experimento de laboratório, que estão mais próximos do valor R2 .

O cálculo do painel de piso deve ser feito duas vezes: para o caso em que o fluxo de calor é direcionado de baixo para cima (teto) e de cima para baixo (piso).

A resistência à transferência de calor das portas externas pode ser medida conforme tabela. 2.3, janelas e portas de varanda - conforme tabela. 2.2 deste manual

Utilizando a tabela A11, determinamos a resistência térmica das portas externas e internas: R nd = 0,21 (m 2 0 C)/W, portanto aceitamos portas externas duplas R ind1 = 0,34 (m 2 0 C)/W, R ind2; = 0,27 (m 2 0 C)/W.

Então, usando a fórmula (6), determinamos o coeficiente de transferência de calor das portas externas e internas:

W/m 2 o C

W/m 2 o C

2 Cálculo das perdas de calor

As perdas de calor são convencionalmente divididas em básicas e adicionais.

As perdas de calor através de estruturas internas de fechamento entre salas são calculadas se a diferença de temperatura em ambos os lados for >3 0 C.

As principais perdas de calor das instalações, W, são determinadas pela fórmula:

onde F é a área estimada da cerca, m2.

As perdas de calor, conforme fórmula (9), são arredondadas para 10 W. A temperatura t nas salas de canto é considerada 2 0 C superior à temperatura padrão. Calculamos as perdas de calor para paredes externas (NS) e paredes internas (WS), divisórias (PR), tetos acima do subsolo (PL), janelas triplas (TO), portas externas duplas (DD), portas internas (ID), pisos de sótão(PT).

Ao calcular as perdas de calor através dos pisos acima do porão, a temperatura do período mais frio de cinco dias com probabilidade de 0,92 é considerada como a temperatura do ar externo tn.

As perdas de calor adicionais incluem perdas de calor que dependem da orientação das instalações em relação às direções cardeais, do sopro do vento, do desenho das portas externas, etc.

O acréscimo para a orientação das estruturas de fechamento aos pontos cardeais é considerado no valor de 10% das principais perdas de calor se a cerca estiver voltada para leste (E), norte (N), nordeste (NE) e noroeste (NW) e 5% - se oeste (W) e sudeste (SE). Adicionando para aquecer o ar frio que entra pelas portas externas na altura do edifício N, m, retiramos 0,27 N das principais perdas de calor parede externa.

O consumo de calor para aquecimento do ar de ventilação fornecido, W, é determinado pela fórmula:

onde L p – vazão fornecer ar, m 3 / h, para salas consideramos 3 m 3 / h por 1 m 2 de área habitacional e área de cozinha;

 n – densidade do ar externo igual a 1,43 kg/m3;

c – capacidade calorífica específica igual a 1 kJ/(kg 0 C).

As emissões de calor doméstico complementam a produção de calor dos dispositivos de aquecimento e são calculadas pela fórmula:

, (11)

onde F p é a área útil da sala aquecida, m 2.

A perda de calor total (total) do andar Q do edifício é definida como a soma das perdas de calor de todos os quartos, incluindo escadas.

Em seguida calculamos a característica térmica específica do edifício, W/(m 3 0 C), utilizando a fórmula:

, (13)

onde  é um coeficiente que leva em consideração a influência do local condições climáticas(para a Bielorrússia
);

V edifício – volume do edifício, medido de acordo com medições externas, m 3.

Sala 101 – cozinha; t em =17+2 0 C.

Calculamos a perda de calor através da parede externa com orientação noroeste (C):

área da parede externa F= 12,3 m2;

diferença de temperatura t= 41 0 C;

coeficiente que leva em consideração a posição da superfície externa da estrutura envolvente em relação ao ar externo, n=1;

coeficiente de transferência de calor levando em consideração aberturas de janela k = 1,5 W/(m 2 0 C).

As principais perdas de calor das instalações, W, são determinadas pela fórmula (9):

A perda de calor adicional para orientação é de 10% do Q principal e é igual a:

C

O consumo de calor para aquecer o ar de ventilação fornecido, W, é determinado pela fórmula (10):

As emissões de calor doméstico foram determinadas usando a fórmula (11):

O consumo de calor para aquecimento do ar de ventilação Q das veias e as emissões de calor doméstico Q doméstico permanecem os mesmos.

Para vidros triplos: F = 1,99 m 2, t = 44 0 C, n = 1, coeficiente de transferência de calor K = 1,82 W/m 2 0 C, segue-se que a perda de calor principal da janela Q principal = 175 W, e Q adicional = 15,9 W. Perda de calor da parede externa (B) Q principal = 474,4 W, e Q adicional adicional = 47,7 W. A perda de calor do piso é: Q pl. =149 W.

Somamos os valores obtidos de Q i e encontramos a perda total de calor para esta sala: Q = 1710 W. Da mesma forma, encontramos perda de calor para outras salas. Os resultados do cálculo são inseridos na Tabela 2.1.

Para orientação

Continuação da Tabela 2.1

Continuação da Tabela 2.1

ΣQ ANDAR= 11960

,

Após o cálculo, é necessário calcular as características térmicas específicas do edifício:

onde coeficiente α, levando em consideração a influência das condições climáticas locais (para Bielo-Rússia - α≈1,06);

Edifício V – volume do edifício, medido de acordo com medições externas, m 3

,

Comparamos a característica térmica específica resultante usando a fórmula:

onde H é a altura do edifício que está sendo calculado.

,

Se o valor calculado da característica térmica se desviar do valor padrão em mais de 20%, é necessário descobrir as razões desse desvio. <Porque

então aceitamos que nossos cálculos estão corretos.

Para portas externas, a resistência necessária à transferência de calor R o tr deve ser de pelo menos 0,6 R o tr das paredes dos edifícios e estruturas, determinada pelas fórmulas (1) e (2).

0,6R o tr =0,6*0,57=0,3 m²·ºС/W.

Com base nos projetos aceitos de portas externas e internas conforme Tabela A.12, são aceitas suas resistências térmicas.

Portas externas de madeira e portões duplos 0,43 m²·ºС/W.

Portas internas simples 0,34 m²·ºС/W

1.5 Resistência à transferência de calor de recheios de aberturas leves

Para o tipo de envidraçamento selecionado, conforme Anexo A, é determinado o valor da resistência térmica à transferência de calor das aberturas de luz.

Neste caso, a resistência à transferência de calor dos enchimentos das aberturas de luz externas R aprox não deve ser inferior à resistência padrão à transferência de calor

determinada de acordo com a tabela 5.1, e não inferior à resistência necessária

R= 0,39, determinado conforme tabela 5.6

Resistência à transferência de calor dos recheios das aberturas de luz, com base na diferença nas temperaturas calculadas do ar interno t in (tabela A.3) e do ar externo t n e usando a tabela A.10 (t n é a temperatura do ar mais frio de cinco dias período).

Rt= t em -(- t n)=18-(-29)=47 m²·ºС/W

R ok = 0,55 -

para vidros triplos em folhas de madeira bipartidas.

Quando a relação entre a área envidraçada e a área de preenchimento da abertura de luz em caixilharias de madeira for igual a 0,6 - 0,74, o valor especificado de R ok deve ser aumentado em 10%

R=0,55∙1,1=0,605 m 2 Cº/W.

1.6 Resistência à transferência de calor de paredes e divisórias internas

Seção 13. - tee para passagem 1 pc. z = 1,2; - saída 2 unid. z = 0,8; Seção 14 - filial 1 pc. z = 0,8; - válvula 1 unid. z = 4,5; Os coeficientes de resistência local das restantes secções do sistema de aquecimento de um edifício residencial e garagem são determinados de forma semelhante. 1.4.4. Disposições gerais para a concepção de um sistema de aquecimento de garagem. Sistema...

Proteção térmica de edifícios. SNiP 3.05.01-85* Sistemas sanitários internos. GOST 30494-96 Edifícios residenciais e públicos. Parâmetros do microclima ambiente. GOST 21.205-93 SPDS. Símbolos para elementos de sistemas sanitários. 2. Determinação da potência térmica do sistema de aquecimento A envolvente do edifício é representada pelas paredes exteriores, o tecto acima do piso superior...

...; m3; W/m3 ∙ °С. A condição deve ser atendida. O valor padrão é retirado da Tabela 4 dependendo. O valor das características térmicas específicas normalizadas para um edifício civil (base turística). Desde 0,16< 0,35, следовательно, условие выполняется. 3 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, ...

Designer. Instalações sanitárias e técnicas internas: às 3 horas – Ch 1 Aquecimento; Ed. IG Staroverov, Yu. – M: Stoyizdat, 1990 – 344 p. 8. Lavrentieva V. M., Bocharnikova O. V. Aquecimento e ventilação de um edifício residencial: MU. – Novosibirsk: NGASU, 2005. – 40 p. 9. Eremkin A.I., Koroleva T.I. Regime térmico de edifícios: livro didático. – M.: Editora ASV, 2000. – 369 p. ...