Коэффициент сопротивления теплопередаче
Определение и формула коэффициента сопротивления теплопередаче
показывающая насколько материал сопротивляется потерям тепла.
Коэффициент сопротивления теплопередаче можно определить как отношение разности температур () на краях изолирующего материала к величине потока тепла (Q), который проходит через него на единицу площади:
Особенно часто используют коэффициенты сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи в архитектуре и строительстве, характеризуя строительные материалы.
Коэффициент сопротивления теплопередачи связан с коэффициентом теплопроводности вещества (k) как:
где — толщина слоя вещества.
Чем выше R вещества, тем лучше его теплозащитные свойства.
Свойства коэффициента сопротивления теплопередаче
Коэффициент сопротивления теплопередачи зависит от свойств вещества, таких как плотность, наличия пор в материале, влажности и т.д. Так, плотное вещество имеет меньший коэффициент сопротивления теплопередачи в сравнении с рыхлым материалом. Увеличение коэффициента при уменьшении плотности вещества объясняется тем, что поры вещества заполнены воздухом, который имеет низкий коэффициент теплопередачи. Рост влажности воздуха ведет к уменьшению сопротивления теплопередачи, так как при увлажнении материала происходит заполнение пор водой, а она имеет низкий коэффициент сопротивления теплопередаче, почти в 20 раз меньший, чем воздух.
Используя такой параметр как коэффициент сопротивления просто рассчитать тепловые потери стен и (или) перекрытий дома:
S — площадь.
Если система состоит из нескольких материалов с разными коэффициентами сопротивления теплопередаче, то общее сопротивление теплопередачи является их суммой. Так, если стены являются многослойными, то равно:
В соответствии со стандартами законодательством РФ определены минимальные величины коэффициента сопротивления теплопередаче стен и перекрытий жилых домов для регионов страны.
Единицы измерения
Основной единицей измерения коэффициента сопротивления теплопередаче в системе СИ является:
=м2К/Вт
Примеры решения задач
Задание | В соответствии со стандартом окна должны иметь коэффициент сопротивления теплопередаче =0,5 м2К/Вт. Во сколько раз они теряют тепла больше, чем стены (при одинаковых площадях)? |
Решение | В качестве основы для решения задачи используем формулу:
Для стен по ГОСТ коэффициент сопротивления теплопередаче должен быть равен м2К/Вт, тогда потери тепла через стены найдем как:
Потери тепла через окна составят:
Найдем искомое отношение:
|
Ответ | Потери тепла через окна в 6 раз больше. |
Задание | Каковы потери тепла двухэтажного дома, размер основания которого d=8м на = 9 м, высота стен 6 м? При температурах: внутри дома: +20oC, на улице -30oC. Не учитывать окна, двери и вентиляцию, считая, что тепло уходит только через стены и перекрытия. Тепло сопротивления считать соответствующими ГОСТ, то есть для стен м2К/Вт, для перекрытий м2К/Вт |
Решение | Сделаем рисунок.
Рис. 1 Вычислим площадь внешних стен, которая равна произведению периметра дома на высоту:
Найдем площади перекрытий:
Изменение температуры равно:
Потери тепла найдем в соответствии с формулой:
Проведем вычисления искомой величины:
|
Ответ | Q=5246 Вт. |