Теплопередача и оконные заполнители

Методика расчета окна НИИСФ

Рассмотрим передачу тепла через однородную, однослойную конструк­цию [76], отделяющую помещение с температурой te от наружного воздуха с температурой tH, причем te>tH (рис.1.22). Благодаря разности температур te-tH появляется тепловой поток q, и на внутренних поверхностях остекления уста­навливаются температуры тв и тн. Количество тепла, передаваемого излучени­ем дд и конвекцией qK от внутреннего воздуха внутренней поверхности остек­ления равно [73]: q-qk+q. ri=(^kJrO'JJ(te-=ae(te~zj. Через стекло тепло переда­ется теплопроводностью: q=X(ze-zK)/S. От внутренней поверхности остекления наружному воздуху тепло передается излучением и конвекцией: q^a^-tj.

Из этих трех уравнений можно определить температурные напоры: te - Te~q/ae; ze-zH=qd/X; zH~tH=q/aH. Складывая их, получаем:

q=(‘(1/ав+8/&+ 1/aJ =к{te-tj, (1-35)

где к - коэффициент теплопередачи, который характеризует теплоизоляцион­ные свойства окна. Он обратно пропорционален сопротивлению тенлопереда - чи и для многослойной светопрозрачной конструкции равен:

к= 1/(Яв+Ж+1£вп+Кн) • (1.36)

Рассмотрим теплопередачу через двухслойную однородную светопро­зрачную конструкцию (рис. 1.23). У внутренней поверхности остекления обра­зуется ниспадающий конвективный поток, у наружной - восходящий. В воз­душной замкнутой прослойке возникает циркуляционное движение. Сопро-

тивление теплопередаче R0 находится по формуле [21]:

R0^RS+Rl+Refl +Ren +R2+RH, (1-37)

где Re=l/ae и RH-l/aH - соответственно термические сопротивления погра­ничного слоя с внутренней и наружной стороны; ав=8,7 Вт/(м2-°С), ав=23 Вт/(м2-°С); R; и R2 - термические сопротивления слоев остекления; Ren=Ren +Ren ~ локальное термическое сопротивление воздушной прослойки, рассматриваемое состоящим из двух сопротивлений пограничного слоя. Со­противление прослойки Re„ можно определить из уравнения:

R. n= — = —, V 7 (1.38)

Й «V О - tj + Я От “ *2 ) + <*л01 - h )

* **

где а/с, ak - локальные коэффициенты теплоотдачи, определяемые по фор­муле (1.27) и при 0Нз)/2 =0°С равны:

Ok'-lMrtjPW (1.39)

(1.40)

где Н - высота окна, м. Температура tm в ядре воздушной прослойки зависит от высоты окна, температурного перепада t/~t2 и определяется по формуле (1.25):

tm=tl-0i-t2m 83-0,6(х/Н)1 (1.41)

Сложность теплотехнических расчетов по формулам заключается в том, что при заданных температурах наружного и внутреннего воздуха и геометри­ческих размерах конструкции, опираясь на законы теплопередачи, необходи­мо определить термические сопротивления и температурные поля, которые

взаимосвязаны друг с другом.