Основи енергоефективності та енергоменеджменту
ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №7
м.Кременчука Полтавської області
Інтерактивний посібник
2. ОСНОВИ ТЕПЛОВОГО РОЗРАХУНКУ
Теплопровідність - це передача тепла через масу матеріалу. Теплопровідність виникає, коли енергія безпосередньо переходить від одного предмета до іншого.
Метали - відмінні провідники теплової енергії. Деревина та пластик - ні. Такі «погані» теплопровідники називаються ізоляторами. Саме тому сковорідка, зазвичай, зроблена з металу, тоді як ручка - із деревини чи пластику.
Здатність матеріалів передавати тепло визначається їх теплопровідністю і позначається літерою λ (лямбда). Чим менше цей показник, тим більшу ізоляційну властивість має матеріал.
Розглянемо поняття «опору», що є протилежним до «провідності», і означає здатність матеріалу або набору матеріалів протидіяти передачі тепла.
Опір може вважатися характеристикою ефекту ізоляції. Він залежить від двох основних параметрів: провідності й товщини матеріалу. Це означає, що ефект ізоляції буде залежати від характеристики матеріалу та його товщини.
Отже, гарний утеплювач має низьку провідність і високий опір.
Теплоізоляція - це уникнення або скорочення переходу тепла із приміщення назовні.
Коли йдеться про стіни, то тепло втрачається, в основному, шляхом теплопровідності у матеріалах. Тому метод ізоляції передбачає зміцнення існуючої стіни матеріалом, що не є провідником.
Нам потрібен матеріал, що не проводить тепло. Найкращий ізолятор - це вакуум, який запобігає контакту між атомом матеріалу і атомами повітря. Але абсолютного вакууму на Землі немає, його створюють лише в умовах спеціальних наукових дослідів.
Метою ізоляційного матеріалу має бути, наскільки це можливо, наближення до стану вакууму.
Ефективний ізоляційний матеріал повинен мати малу питому вагу. Кожен матеріал має різний ізоляційний ефект, який залежить від його характеристик. Для визначення характеристик ви можете звертатися до маркування виробників або до зведеної таблиці «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 50-56).
Розглянемо ізоляційні властивості різних матеріалів. Визначити ефективність ізоляційного матеріалу можна за допомогою теплового опору R. Для прикладу припустимо, що нам необхідна стіна з тепловим опором R=5 м2°C/Ватт.
На рисунку показано, яка товщина матеріалу потрібна для досягнення бажаного показника.
2. ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ УТЕПЛЕННЯ
*Запам’ятайте!
1. Чим більше доступ до зовнішнього потоку повітря, тим скоріше втрачається тепло.
2. Чим менше термальна провідність, тим більшу ізоляційну властивість має матеріал.
3. Ефект ізоляції буде залежати від характеристики матеріалу та його товщини.
4. Гарний утеплювач має низьку провідність і високий опір.
5. Ефективний ізоляційний матеріал повинен мати малу питому вагу.
6. Чим більша термальна маса, тим триваліше вона може протидіяти втраті тепла.
7. Чим більша питома вага, тим вища термальна маса.
3. МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ БАГАТОШАРОВИХ СТІН
Зазвичай стіни складаються з шарів матеріалів із різною теплопровідністю. Для того щоб підрахувати загальну енергоефективність стіни, необхідно порахувати тепловий опір кожного шару і потім додати результати.
Візуальна презентація різних шарів та їх значень (піраміда шарів і ефективність) показано на рисунку.
Приклад розв’язування задачі №1
Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт.
Скориставшись зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 50-56), розрахуйте товщину стіни-утеплювача з матеріалу, що задано у Вашому варіанті.
Приклад розв’язування задачі №2
Для українського клімату при утепленні стін тепловий опір повинен відповідати значенню не менше R=5 м2ºС/Вт. Зазвичай стіни складаються з шарів матеріалів із різною теплопровідністю.
Розрахуйте загальну ефективність стіни (Rеф), яка складається з декількох шарів матеріалів (для розрахунків скористайтеся зведеною таблицею «Ілюстрована книга матеріалів» (посібник «Утеплення будинку: комфорт і економія», ст. 50-56)).
Зробіть висновок, чи відповідає визначена ефективність стіни нормам теплозбереження.
