Розробка інженерної методики теплотехнічного розрахунку огороджувальної конструкції з повітряними камерами і тепловідбівним покриттям
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.194330Ключові слова:
утеплювач з повітряними камерами, тепловідбивне покриття, приведений опір теплопередачі огороджувальної конструкціїАнотація
Роботу присвячено розробці інженерної методики теплотехнічного розрахунку огороджувальних конструкцій з утеплювачем, в якому організовані повітряні камери з тепловідбивним покриттям.
Інженерна методика полягає у визначенні приведеного опору теплопередачі огороджувальної конструкції на основі розрахунку температурного поля в ній. Для знаходження температурного поля розглядається одновимірна задача теплопровідності в багатошаровій огороджувальній конструкції. Теплотехнічні неоднорідності, які викликані наявністю повітряних камер, що чергуються з прошарками матеріалу утеплювача, враховані в математичній моделі за рахунок ефективного коефіцієнта теплопровідності відповідного шару. Даний коефіцієнт враховує конвективну та променисту складові телопередачі через повітряні камери. Отримано вираз для визначення його значення, який залежить від значень температури на стиках відповідного шару з сусідніми шарами огороджувальної конструкції. Запропоновано ітераційну процедуру, що дозволяє з використанням даного виразу знаходити температурне поле в огороджувальній конструкції, що розглядається. Як вихідні дані в цій процедурі використовуються геометричні та теплофізичні характеристики елементів огороджувальної конструкції, а також температури повітря всередині і зовні приміщення і коефіцієнти тепловіддачі на відповідних поверхнях.
Інженерна методика верифікована шляхом порівняння з результатами тривимірного CFD-моделювання, яке детально враховує вільноконвективний рух в повітряних камерах і теплообмін випромінюванням між термічно неоднорідними стінками повітряної камери. Показано, що застосування одновимірної математичної моделі замість детальної тривимірної призводить до погрішностей, що не перевищують 2,5 %.
В результаті порівняльного розрахункового аналізу показано ефективність застосування запропонованого утеплювача з повітряними камерами з тепловідбивним покриттям в порівнянні з традиційними підходами до утеплення огороджувальних конструкцій. Розрахунки виконані для випадку найбільш холодної п'ятиденки в умовах кліматичної зони Шимкента (Республіка Казахстан)Посилання
- Orr, H., Wang, J., Fetsch, D., Dumont, R. (2012). Technical note: Airtightness of older-generation energy-efficient houses in Saskatoon. Journal of Building Physics, 36 (3), 294–307. doi: https://doi.org/10.1177/1744259112460748
- D’Orazio, M., Di Perna, C., Di Giuseppe, E., Morodo, M. (2012). Thermal performance of an insulated roof with reflective insulation: Field tests under hot climatic conditions. Journal of Building Physics, 36 (3), 229–246. doi: https://doi.org/10.1177/1744259112448181
- Aldawi, F., Alam, F., Date, A., Alghamdi, M., Aldhawi, F. (2013). A new house wall system for residential buildings. Energy and Buildings, 67, 403–418. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.08.019
- Thomas, W. D., Duffy, J. J. (2013). Energy performance of net-zero and near net-zero energy homes in New England. Energy and Buildings, 67, 551–558. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.08.047
- Bolattürk, A. (2006). Determination of optimum insulation thickness for building walls with respect to various fuels and climate zones in Turkey. Applied Thermal Engineering, 26 (11-12), 1301–1309. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2005.10.019
- Gorshkov, A. S., Vatin, N. I., Rymkevich, P. P., Kydrevich, O. O. (2018). Payback period of investments in energy saving. Magazine of Civil Engineering, 2, 65–75. doi: http://doi.org/10.18720/MCE.78.5
- Iodice, P., Massarotti, N., Mauro, A. (2016). Effects of Inhomogeneities on Heat and Mass Transport Phenomena in Thermal Bridges. Energies, 9 (3), 126. doi: https://doi.org/10.3390/en9030126
- Yang, S., Pilet, T. J., Ordonez, J. C. (2018). Volume element model for 3D dynamic building thermal modeling and simulation. Energy, 148, 642–661. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.156
- Marino, B. M., Muñoz, N., Thomas, L. P. (2018). Calculation of the external surface temperature of a multi-layer wall considering solar radiation effects. Energy and Buildings, 174, 452–463. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.07.008
- Kutateladze, S. S. (1990). Teploperedacha i gidrodinamicheskoe soprotivlenie. Moscow: Energoatomizdat, 367.
- Bogoslovskiy, V. N. (2006). Stroitel'naya teplofizika (teplofizicheskie osnovy otopleniya, ventilyatsii i konditsionirovaniya vozduha). Moscow: AVOK Severo-Zapad, 400.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Ulanbator Suleimenov, Andrii Kostikov, Raimberdy Ristavletov, Medetbek Kambarov, Ruslan Kudabayev, Anna Vorontsova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
