ΑΣΚΗΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ 1 2 1

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ 1 2 1

2 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 3 ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ, Q ( W h ) ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Μεταφορά ενέργειας με: Θερμική αγωγή ή Θερμική μεταβίβαση ή με συναγωγιμότητα (μεταφορά θερμότητας στην επιφάνεια επαφής στερεών - ρευστών) Ακτινοβολία ή Συνδυασμό αυτών 4 2

3 ΜΕΓΕΘΗ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ Wh, J, Kcal (χιλιοθερμίδα) 1 Kcal = 4186,8 J = 1,163 W*h 1 Kcal είναι η ποσότητα της θερμότητας (θερμικής ενέργειας) που απαιτείται για να θερμανθεί 1 Kg νερού σε ατμοσφαιρική πίεση κατά μία μονάδα θερμότητας και συγκεκριμένα από τους 14,5 ο C στους 15,5 ο C ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ, λ Είναι η ποσότητα της θερμότητας σε βατώρες, η οποία ρέει σε 1 ώρα μέσα από στρώμα υλικού που έχει επιφάνεια 1 m 2 και πάχος 1m, όταν η πτώση της θερμοκρασίας προς την κατεύθυνση της ροής της θερμότητας (διαφορά θερμοκρασίας των δύο επιφανειών) είναι ένας βαθμός Κέλβιν και το σύστημα βρίσκεται σε μόνιμη κατάσταση, δηλαδή η θερμοκρασία τοπικά παραμένει σταθερή με το χρόνο Μονάδα μέτρησης : W / mκ 1 h 1 o K 1 m 2 1 m 5 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΙΑΦΥΓΗΣ, Λ Είναι η ποσότητα της θερμότητας σε βατώρες, η οποία ρέει σε 1 ώρα μέσα από στρώμα υλικού που έχει επιφάνεια 1 m 2 και πάχος d m, όταν μεταξύ των δύο επιφανειών υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας ενός βαθμού Κέλβιν και το σύστημα βρίσκεται σε μόνιμη κατάσταση Μονάδα μέτρησης : W / m 2 Κ Για ομοιογενή υλικά είναι : Λ = λ [W/m 2 K] d ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΘΕΡΜΟΔΙΑΦΥΓΗΣ, 1 / Λ Είναι το αντίστροφο του συντελεστή Μονάδα μέτρησης : m 2 Κ / W Για ομοιογενή υλικά είναι : 1 = d [m 2 K/W] Λ λ 1 o K 1 h 1 m 2 d m 6 3

4 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗΣ, α Είναι η ποσότητα της θερμότητας σε βατώρες, η οποία μεταβιβάζεται σε 1 ώρα μεταξύ στοιχείου της κατασκευής, που έχει επιφάνεια 1 m 2 και του αέρα, ο οποίος βρίσκεται σε επαφή μ αυτό, όταν μεταξύ τους υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας ενός βαθμού Κέλβιν και το σύστημα βρίσκεται σε μόνιμη κατάσταση Μονάδα μέτρησης : W / m 2 Κ Διαφέρει ανάλογα με τη διεύθυνση και τη φορά ροής της θερμότητας ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗΣ, 1 / α Είναι το αντίστροφο του συντελεστή θερμικής μεταβίβασης Μονάδα μέτρησης : m 2 Κ / W 1 h 1 m 2 1 o K 7 (Τ2, παρ 18, σ 15) Συντελεστές θερμικής μεταβίβασης Διεύθυνση ροής θερμότητας Οριζόντια Κατακόρυφη Κατακόρυφη από κάτω προς τα πάνω από πάνω προς τα κάτω Εξ επιφάνειες : α α = 23,26 W/m 2 K Εσ επιφάνειες : α i = 8,14 W/m 2 K Εξ επιφάνειες : 1 = 0,043 W/m 2 K α α Εσ επιφάνειες : 1 = 0,123 W/m 2 K (+) α i 0,166 W/m 2 K Εξ επιφάνειες : α α = 23,26 W/m 2 K Εσ επιφάνειες : α i = 8,14 W/m 2 K Εξ επιφάνειες : 1 = 0,043 W/m 2 K α α Εσ επιφάνειες : 1 = 0,123 W/m 2 K (+) α i 0,166 W/m 2 K Εξ επιφάνειες : α α = 23,26 W/m 2 K Εσ επιφάνειες : α i = 5,81 W/m 2 K Εξ επιφάνειες : 1 = 0,043 W/m 2 K α α Εσ επιφάνειες : 1 = 0,172 W/m 2 K (+) α i 0,215 W/m 8 2 K 4

5 ΕΙΔΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗΣ (Ισχύων ΚΕΝΑΚ) 9 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ, Κ Είναι η ποσότητα της θερμότητας σε βατώρες, η οποία διέρχεται σε 1 ώρα μέσα από επιφάνεια 1 m 2 της κατασκευής, όταν η διαφορά θερμοκρασίας του αέρα, που βρίσκεται στη μία και στην άλλη πλευρά της κατασκευής, είναι ένας βαθμός Κέλβιν και το σύστημα βρίσκεται σε μόνιμη κατάσταση Μονάδα μέτρησης : W / m 2 Κ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ, 1 / Κ Είναι το αντίστροφο του συντελεστή θερμοπερατότητας Μονάδα μέτρησης : m 2 Κ / W 1 = [m 2 Κ / W] Κ α i Λ α α 1 = 1 + d 1 + d 2 + d d n + 1 [m 2 Κ / W] d Κ α i λ 1 λ 2 λ 3 λ n α 1 α 1 d 2 d 3 d 2 3 d n n 10 5

6 ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΚΕΝΑΚ 11 ΜΕΓΙΣΤΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΟΣ Κ max (Ισχύων ΚΕΝΑΚ) 12 6

7 ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ Οπτοπλινθοδομές Στοιχεία από οπλισμένο σκυρόδεμα Κεραμοσκεπές Οικοδομικές λεπτομέρειες 1 Αδρανή 2 Διαχωριστική στρώση 3 Θερμομόνωση 4 Διαχωριστική στρώση 5 Υδατοστεγής στρώση 6 Πλάκα σκυροδέματος 1 Στρώση φύτευσης / αποστράγγισης 2 Διαχωριστική στρώση (γαιοΰφασμα) 3 Θερμομόνωση 4 Διαχωριστική στρώση 5 Υδατοστεγής στρώση 6 Πλάκα σκυροδέματος πηγή εικόνων: 13 ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ KAI ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΕΣ Θερμογέφυρες είναι τα σημεία της κατασκευής, όπου συνδέονται γραμμικά υλικά με διαφορετική θερμική συμπεριφορά, δηλαδή με διαφορετικούς συντελεστές αντίστασης, και όπου παρουσιάζεται ο κίνδυνος συμπύκνωσης υδρατμών και δημιουργίας μούχλας πηγή εικόνων:

8 ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΣΚΗΣΗΣ 15 ΔΙΝΟΝΤΑΙ : Αίθουσα διαμονής με : Θερμοκρασία εσωτερικού χώρου : Θερμοκρασία εξωτερικού περιβάλλοντος : Θερμοκρασία κάτω από το πάτωμα : t Li = 20 o C t Lα = - 10 o C t Lu = 0 o C Κατασκευαστικά στοιχεία της αίθουσας : α/ Οριζόντια πλάκα (ταράτσα / δώμα) Διαστάσεις : 8,00 x 12,00 m d 6 =3,0 cm d 5 = 4,0 cm d 4 = 0,8 cm d 3 = 10,0 cm ΕΞΩ t Lα = -10 ο C 6 Τσιμεντόπλακες, λ 6 =1,05 W/mK 5 Τσιμεντοκονίαμα, λ 5 =1,40 W/mK 4 Ασφαλτοπίλημα, λ 4 =0,25 W/mK 3 Ελαφροσκυρόδεμα, λ 3 =0,35 W/mK d 2 = 20,0 cm 2 Σκυρόδεμα, λ 2 =2,10 W/mK d 1 = 2,5 cm MΕΣΑ t Li = 20 ο C 1 Επίχρισμα, λ 1 =0,80 W/mK 16 8

9 β/ Εξωτερικός τοίχος Συνολική επιφάνεια : 130 m 2 Β Α 30,0 cm 4,80 m 30,0 cm 4,40 m 40,0 cm 17 ΤΟΜΗ Α d 2 = 30,0 cm d 1 =2,5 cm d 3 = 2,5 cm ΤΟΜΗ Β d 3 = 3,0 cm d 4 = 4,0 cm d 2 =6,0 cm d 5 =6,0 cm d 1 =2,5 cm d 6 =2,5 cm ΕΞΩ ΜΕΣΑ ΕΞΩ ΜΕΣΑ t Lα = -10 ο C t Li = 20 ο C t Lα = -10 ο C t Li = 20 ο C 1 Εξ επίχρισμα, λ 1 =0,95 W/mK 2 Σκυρόδεμα, λ 2 =2,10 W/mK 3 Εσ επίχρισμα, λ 3 =0,80 W/mK 1 Εξ επίχρισμα, λ 1 =0,95 W/mK 2 Τούβλο, λ 2 =0,80 W/mK 3 4 Στρώμα αέρα Θερμομονωτικό υλικό, λ 3 =0,035 W/mK 6 Εσ επίχρισμα, λ 6 =0,80 W/mK 5 Τούβλο, λ 5 =0,80 W/mK 18 9

10 γ/ Πάτωμα από σκυρόδεμα Διαστάσεις : 8,00 x 12,00 m d 5 = 2,5 cm d 4 = 4,0 cm d 3 = 8,0 cm 8,0 cm ΜΕΣΑ Γ Δ (αέρας) t Li = 20 ο C 5 Δρύινο δάπεδο, λ 5 =0,20 W/mK 4 Ξύλινοι στρωτήρες, λ 4 =0,14 W/mK 3 Ελαφροσκυρόδεμα, λ 3 =0,35 W/mK d 2 = 20,0 cm d 1 = 2,5 cm 48,0 cm ΕΞΩ - ΥΠΟΓΕΙΟ t Lu = 0 ο C 2 Σκυρόδεμα, λ 2 =2,10 W/mK 1 Επίχρισμα, λ 1 =0,95 W/mK 19 ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ : 1 - Να υπολογιστεί ο συντελεστής θερμοπερατότητας Κ της ταράτσας, του εξωτερικού τοίχου και του πατώματος 2 - Να εξεταστεί αν συμβαίνει ευχάριστη παραμονή για 3 ώρες 3 - Να προσδιοριστεί η θερμοκρασία της εσωτερικής επιφάνειας του στοιχείου Α στον τοίχο 4 - Να χαραχθεί το θερμοκρασιακό διάγραμμα t= f(d) για την τομή Β του εξωτερικού τοίχου 5 - Να υπολογιστεί η συνολική απώλεια θερμότητας ανά ώρα μέσα από όλες τις επιφάνειες του χώρου 20 10

11 ΕΠΙΛΥΣΗ ΑΣΚΗΣΗΣ 21 1α ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ Κ ΤΗΣ ΤΑΡΑΤΣΑΣ Δομικό στοιχείο Τα πάχη των διαφόρων υλικών σε όλες τις σχέσεις πρέπει να είναι σε μέτρα (m) Ταράτσα (Τ2, σ 15) Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Συντελεστής θερμμεταβίβασης εσ α i 8,14 Επίχρισμα 0,025 0,80 32 Σκυρόδεμα 0,20 2,10 10,5 Ελαφροσκυρόδεμα 0,10 0,35 3,5 Ασφαλτοπίλημα 0,008 0,25 31,25 Τσιμεντοκονίαμα 0,04 1,40 35 Τσιμεντόπλακες 0,03 1,05 35 Συντελεστής θερμμεταβίβασης εξ α ο 23,26 ΣΥΝΟΛΟ Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,123 0,031 0,095 0,286 0,032 0,029 0,029 0,043 0,667 Συντελεστής θερμοπερατότητας Κ (W/m 2 K) 1 / 0,667 = 1,499 11

12 1β ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ Κ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΤΟΙΧΟΥ 1 = Κ τοιχ α i Λ τοιχ α α Όψη του εξωτερικού τοίχου : Υπάρχουν 2 "δρόμοι" από τους οποίους διέρχεται η θερμική ενέργεια ο Α, μέσα από τα υποστυλώματα και τη δοκό και ο Β, μέσα από την τοιχοποιία Α Λ τοιχ = P Α Λ Α + P Β Β Λ Β (P Α, P B = ποσοστά συμμετοχής των Α, Βστοντοίχο) Εμβαδόν εξωτερικού τοίχου που επαναλαμβάνεται ομοιόμορφα :S ολ = 4,40 x 4,80 S ολ = 21,12 m 2 Εμβαδόν στοιχείου Β : S Β = (4,80-0,30) x (4,40-2 x 0,20) = 4,50 x (4,40-0,40) S B = 18,00 m 2 Ποσοστό συμμετοχής στοιχείου Β : P B = S B = 18,00 P B = 0,85 S ολ 21,12 Ποσοστό συμμετοχής στοιχείου Α : P Α = 1 - P B = 1-0,85 P Α = 0,15 23 Προσδιορισμός αντίστασης του αέρα : σχεδιάγραμμα 17 της σελίδας 20 Δοσμένες συνθήκες : Κατακόρυφο στρώμα αέρα με πάχος 4,0 cm 1 = 0,22 m 2 K/W Λαέρα 24 12

13 Δομικό στοιχείο «Δρόμος» Α: Εξωτερικός τοίχος από οπλισμένο σκυρόδεμα Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Επίχρισμα 0,025 0,95 38 Σκυρόδεμα 0,30 2,10 7 Επίχρισμα 0,025 0,80 32 Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,026 0,143 0,031 ΣΥΝΟΛΟ 5,000 0, Δομικό στοιχείο «Δρόμος» Β: Εξωτερικός τοίχος από οπτοπλινθοδομή Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Επίχρισμα 0,025 0,95 38 Τούβλο 0,06 0,80 13,3 Στρώμα αέρα 0,04 Θερμομόνωση 0,03 0,035 1,167 Τούβλο 0,06 0,80 13,3 Επίχρισμα 0,025 0,80 32 Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,026 0,075 0,22 0,857 0,075 0,032 ΣΥΝΟΛΟ 0,778 1,

14 Δομικό στοιχείο Εξωτερικός τοίχος (Τ2, σ 15) Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Συντελεστής θερμμεταβίβασης εσ α i 8,14 Σύνθετη τοιχοποιία (P Α Λ Α + P Β Λ Β ) 1,400 Συντελεστής θερμμεταβίβασης εξ α ο 23,26 ΣΥΝΟΛΟ Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,123 0,714 0,043 0,88 Συντελεστής θερμοπερατότητας Κ (W/m 2 K) 1 / 0,88 = 1,137 Λ τοιχ = P Α Λ Α + P Β Λ Β = 0,15 x 5, ,85 x 0,778 = 0, ,663 Λ τοίχου = 1,400 W/m 2 K 1 = 0,714 m 2 K/W Λ τοίχου 27 1γ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ Κ ΤΟΥ ΠΑΤΩΜΑΤΟΣ 1 = Κ πατ α i Λ πατ α α Τομή πατώματος : Υπάρχουν 2 "δρόμοι" από τους οποίους διέρχεται η θερμική ενέργεια ο Γ, μέσα από τις ξύλινες δοκούς και ο Δ, μέσααπότοστρώμααέρα Λ δαπ = P Γ Λ Γ + P Δ Λ Δ (P Γ, P Δ = ποσοστά συμμετοχής των Γ, Δστοδάπεδο) Εμβαδόν πατώματος που επαναλαμβάνεται ομοιόμορφα : S = 0,48 xlm 2 Εμβαδόν στοιχείου Γ : S Γ = (0,04 + 0,04) x l S Γ = 0,08 x l m 2 Ποσοστό συμμετοχής στοιχείου Γ : P Γ = S Γ = 0,08 l P Γ = 0,17 S 0,48 l Ποσοστό συμμετοχής στοιχείου Δ : P Δ = 1 - P Γ = 1-0,17 P Α = 0,83 l Γ Δ (αέρας) 48,0 cm 8,0 cm 28 14

15 Προσδιορισμός αντίστασης του αέρα : σχεδιάγραμμα 17 της σελίδας 20 Δοσμένες συνθήκες : Οριζόντιο στρώμα αέρα με πάχος 4,0 cm 1 = 0,26 m 2 K/W Λαέρα 29 Δομικό στοιχείο Ξύλινο πάτωμα: Δρόμος Γ, μέσα από τις ξύλινες δοκούς Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Επίχρισμα 0,025 0,95 38 Πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος 0,20 2,10 10,5 Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,026 0,095 Ελαφροσκυρόδεμα 0,08 0,35 4,375 0,229 Ξύλινες δοκοί 0,04 0,14 3,5 Δρύινο δάπεδο 0,025 0,20 0,80 0,286 1,25 ΣΥΝΟΛΟ 1,314 0,

16 Δομικό στοιχείο Ξύλινο πάτωμα: Δρόμος Δ, μέσααπότοστρώμααέρα Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Επίχρισμα 0,025 0,95 38 Πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος 0,20 2,10 10,5 Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,026 0,095 Ελαφροσκυρόδεμα 0,08 Στρώμα αέρα 0,04 0,35 4,375 0,229 0,260 Δρύινο δάπεδο 0,025 0,20 0,80 1,25 ΣΥΝΟΛΟ 1,36 0, (Τ2, σ 15) Υλικό Δομικό στοιχείο Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Πάτωμα Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Συντελεστής θερμμεταβίβασης εσ α i 5,81 Σύνθετο πάτωμα (P Γ Λ Γ + P Δ Λ Δ ) 1,353 Συντελεστής θερμμεταβίβασης εξ α ο 23,26 ΣΥΝΟΛΟ Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,172 0,739 0,043 0,954 Συντελεστής θερμοπερατότητας Κ (W/m 2 K) 1 / 0,954 = 1,048 Λ πατ = P Γ Λ Γ + P Δ Λ Δ = 0,17 x 1, ,83 x 1,360 = 0, ,134 Λ πατώματος = 1,353 W/m 2 K 1 = 0,739 m 2 K/W Λ πατώματος 32 16

17 2 ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΕΥΧΑΡΙΣΤΗ ΠΑΡΑΜΟΝΗ ΓΙΑ 3 ΩΡΕΣ ; Σχεδιάγραμμα 13 της σελίδας 18 : Χρόνος παραμονής : 3 h/ Παραμονή : Ευχάριστη Θερμοκρασία του δαπέδου : t δαπ > 16,3 o C Άρα πρέπει να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του δαπέδου της αίθουσας διαμονής 33 Σχεδιάγραμμα 15 της σελίδας 19 : Θερμοκρασία κάτω από πάτωμα : t Lu = 0 ο C / Αντίσταση : 1/Λ δαπ = 0,739 m 2 K/W Θερμοκρασία του δαπέδου : t δαπ = 16,5 > 16,3 o C (σχ 13, σ 18) Παραμονή για 3 h = Ευχάριστη 34 17

18 16,5 16,5 άλλος τρόπος επίλυσης 35 3 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Α Αρχή διατήρησης της ενέργειας : Ηθερμικήροή Q 1 ανά ώρα από τον εσωτερικό χώρο της αίθουσαςδιαμονήςπροςτοεξωτερικόπεριβάλλον μέσα από το τμήμα Α της εξωτερικής τοιχοποιίας είναι ίση με την θερμική ροή Q 2 ανά ώρα από τον εσωτερικό χώρο της αίθουσας προς την εσωτερική επιφάνεια του τμήματος Α, μέσα από το εσωτερικό οριακό στρώμα του αέρα Δηλαδή: Q 1 = Q 2 Q 1 = F A K A (t Li -t Lα ) Q 2 = F A α i (t Li -t εσωτεπιφα ) F A K A (t Li -t Lα ) = F A α i (t Li -t εσωτεπιφα ) t Li -t εσωτεπιφα =K A (t Li -t Lα ) t εσωτεπιφα =t Li - K A (t Li -t Lα ), όπου t Li = 20 ο C, t Lα = -10 ο C και α i = 8,14 W/m 2 K α i α i ΕΞΩ t Lα = -10 ο C ΜΕΣΑ t Li = 20 ο C Q 1 Q

19 Προσδιορισμός του συντελεστή θερμοπερατότητας Κ Α Αντίσταση του στοιχείου Α : 1 = 0,2 m 2 K/W Λ Α Αντιστάσεις θερμικής μεταβίβασης για εξωτερικό τοίχο : 1/α i + 1/α α = 0,166 m 2 K/W 1 = = 0, ,2 = 0,366 Κ Α = 2,730 W/m 2 K Κ Α α i Λ Α α α t εσωτεπιφα = t Li - K A (t Li -t Lα ) = 20 2,730 x [20 - (-10)] = 20 81,60 = 20-10,02 α i 8,14 8,14 t εσωτεπιφα = 9,98 o C 37 4 ΧΑΡΑΞΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΥ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ t=f(d) ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ Β Χάραξη θερμοκρασιακού διαγράμματος t = f(d), για την τομή Β του εξωτερικού τοίχου Προσδιορισμός των θερμοκρασιών στις επιφάνειες των διαφορετικών στρώσεων Αρχή Διατήρησης της Ενέργειας : Το ποσό της θερμότητας που διέρχεται από κάθε στρώση είναι παντού το ίδιο ΑπότητομήΒ, φαίνεται ότι το ποσό της θερμότητας που διέρχεται από στρώση σε στρώση είναι από το εξωτερικό περιβάλλον προς τον εσωτερικό χώρο: Q 1 = F Β α α (t 1 -t Lα ) (1) Q 2 = F Β Λ 1 (t 2 -t 1 ) (2) Q 3 = F Β Λ 2 (t 3 -t 2 ) (3) Q 4 = F Β Λ 3 (t 4 -t 3 ) (4) Q 5 = F Β Λ 4 (t 5 -t 4 ) (5) Q 6 = F Β Λ 5 (t 6 -t 5 ) (6) Q 7 = F Β Λ 6 (t 7 -t 6 ) (7) Q 8 = F Β α i (t Li -t 7 ) (8) ΕΞΩ t Lα = -10 ο C Q 9 ΜΕΣΑ t Li = 20 ο C Q 9 = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) (9) Q 1 Q 8 Q2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t

20 Αντίσταση του στοιχείου Β : 1 = 1,285 m 2 K/W Λ Β Αντιστάσεις θερμικής μεταβίβασης για εξωτερικό τοίχο : 1/α i + 1/α α = 0,166 m 2 K/W 1 = = 0, ,285 = 1,451 Κ Β = 0,689 W/m 2 K Κ Β α i Λ Β α α Σχέσεις (1) και (9) : F Β α α (t 1 -t Lα ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 1 = t Lα + Κ Β (t Li -t Lα ) α α t 1 = ,689 x [20 - (-10)] = ,03 x 30 = ,9 t 1 = -9,1 o C 23,26 39 Δομικό στοιχείο «Δρόμος» Β: Εξωτερικός τοίχος από οπτοπλινθοδομή Υλικό Πάχος d (m) Συντελεστής θερμ αγωγιμότητας λ (W/mK) Συντελεστής Λ=λ/d (W/m 2 K) Επίχρισμα 0,025 0,95 38 Τούβλο 0,06 0,80 13,3 Θερμομόνωση 0,03 0,035 1,167 Στρώμα αέρα 0,04 Τούβλο 0,06 0,80 13,3 Επίχρισμα 0,025 0,80 32 Αντίσταση 1/Λ=d/λ (m 2 K/W) 0,026 = 1/Λ 1 0,075 = 1/Λ 2 0,857 = 1/Λ 4 0,22 = 1/Λ 3 0,075 = 1/Λ 5 0,032 = 1/Λ 6 ΣΥΝΟΛΟ 0,778 1,285 1/Λ Β 40 20

21 Σχέσεις (2) και (9) : F Β Λ 1 (t 2 -t 1 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 2 = t 1 + Κ Β 1 (t Li -t Lα ) t 2 = -9,1 + 0,689 0, = -9,1 + 0,5 t 2 = -8,6 o C Λ 1 Σχέσεις (3) και (9) : F Β Λ 2 (t 3 -t 2 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 3 = t 2 + Κ Β 1 (t Li -t Lα ) t 3 = -8,6 + 0,689 0, = ,5 t 3 = -7,1 o C Λ 2 Σχέσεις (4) και (9) : F Β Λ 3 (t 4 -t 3 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 4 = t 3 + Κ Β 1 (tli-tlα) t 4 = -7,1 + 0,689 0, = -7,1 + 17,7 t 4 = 10,6 o C Λ 3 Σχέσεις (5) και (9) : F Β Λ 4 (t 5 -t 4 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 5 = t 4 + Κ Β 1 (tli - tlα) t 5 = 10,6 + 0,689 0,22 30 = 10,6 + 4,5 t5 = 15,1 o C Λ 4 F Β Λ 5 (t 6 -t 5 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 6 = t 5 + Κ Β 1 (tli - tlα) t6 = 15,1 + 0,689 0, = 15,1 + 1,5 t 6 = 16,6 o C Λ 5 Σχέσεις (7) και (9) : F Β Λ 6 (t 7 -t 6 ) = F Β Κ Β (t Li -t Lα ) t 7 = t 6 + Κ Β 1 (tli - tlα) t7 = 16,6 + 0,689 0, = 16,6 + 0,6 t 7 = 17,2 o C Λ 6 41 Κατασκευή του θερμοκρασιακού διαγράμματος t = f(d) σε συνάρτηση με το πάχος των στρώσεων o C ΕΞΩ ΜΕΣΑ θερμοκρασία t Lα = -10 t 3 =-7,1 t 2 =-8,6 t 1 =-9,1 t 6 =16,5 t 5 =15,1 t 4 =10,6 2,5 cm6,0 cm 3,0 cm4,0 cm 6,0 cm 2,5 cm t Li = 20 t 6 =17,

22 5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΛΙΚΗΣ ΑΠΩΛΕΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΑΝΑ ΩΡΑ Συνολική απώλεια θερμότητας ανά ώρα Q ολ μέσα από όλες τις επιφάνειες της αίθουσας διαμονής : Q ολ = Q ταρ + Q τοιχ + Q πατ Q ταρ είναι η απώλεια θερμότητας ανά ώρα μέσα από την ταράτσα και είναι: Q ταρ = F ταρ Κ ταρ (t Li -t Lα ) Δεδομένα : F ταρ = 8,0 x 12,0 = 96 m 2, Κ ταρ = 1,499 W/m 2 K, t Li = 20 o C, t Lα = -10 o C Q ταρ = 96 1, Q ταρ = 4317 Wh Q τοιχ είναι η απώλεια θερμότητας ανά ώρα μέσα από τον τοίχο και είναι: Q τοιχ = F τοιχ Κ τοιχ (t Li -t Lα ) Δεδομένα : F τοιχ = 130 m 2, Κ τοιχ = 1,137W/m 2 K, t Li = 20 o C, t Lα = -10 o C Q τοιχ = 130 1, Q τοιχ = 4432 Wh Q πατ είναι η απώλεια θερμότητας ανά ώρα μέσα από το πάτωμα και είναι: Q πατ = F πατ Κ πατ (t Li -t Lu ) Δεδομένα : F πατ = 96 m 2, Κ πατ = 1,048 W/m 2 K, t Li = 20 o C, t Lu = 0 o C Q πατ = 96 1, Q δαπ = 2012 Wh Q ολ = Q ταρ + Q τοιχ + Q πατ = Q ολ = Wh 43 *** ΑΛΛΑ ΘΕΜΑΤΑ ΥΠΑΡΞΗ ΚΟΥΦΩΜΑΤΟΣ / ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ ΣΤΟΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΙΧΟ Η ύπαρξη κουφώματος / κουφωμάτων στον εξωτερικό τοίχο επηρεάζει τις θερμικές απώλειες, καθώς αποτελεί ένα διαφορετικό «δρόμο» απώλειας θερμότητας Εξετάζονται 2 περιπτώσεις : 1 F κουφ / F ολ τοίχου < 10% Το εμβαδόν θεωρείται αμελητέο κατά τον προσδιορισμό των ποσοστών συμμετοχής των διαφορετικών στοιχείων του εξωτερικού τοίχου Ο προσδιορισμός των ποσοστών αυτών γίνεται από το τμήμα του εξωτερικού τοίχου που επαναλαμβάνεται ομοιόμορφα Το σφάλμα που γίνεται στους υπολογισμούς από αυτήν την παραδοχή είναι ασήμαντο 2 F κουφ / F ολ τοίχου > 10% Το εμβαδόν λαμβάνεται υπόψη κατά τον προσδιορισμό των ποσοστών συμμετοχής των διαφορετικών στοιχείων του εξωτερικού τοίχου πχ : F Β = F Β -F κουφ και F τοίχου = F τοίχου -F κουφ P B = F Β -F κουφ και P A = F Α F τοίχου -F κουφ F τοίχου -F κουφ 44 22

23 Απώλειες θερμότητας από το κούφωμα : 1 Με αγωγή και 2 Με διείσδυση (οφείλονται στον αέρα που περνά μέσα από τις χαραμάδες του κουφώματος, επειδή δε γίνεται τέλεια εφαρμογή των κουφωμάτων) 1 Απώλειες θερμότητας από το κούφωμα λόγω αγωγής : Q κουφ = F κουφ Κ κουφ (t Li -t Lα ) Προσδιορισμός των θερμικών απωλειών μέσα από τον υπόλοιπο εξωτερικό τοίχο: Εμβαδόν του εξωτερικού τοίχου στον τύπο υπολογισμού των απωλειών = Ολικόεμβαδόντουεξωτερικούτοίχου- Εμβαδόν του κουφώματος F τοιχ = F ολ -F κουφ (Τ2, σ 20-21) 2 Απώλειες θερμότητας από το κούφωμα από τις χαραμάδες : Q = 0,36 V (t Li -t Lα ) όπου είναι : V ο όγκος του αέρα που περνάει μέσα από τις χαραμάδες των αρμών V= V L l [m 3 / m x m m 3 ] όπου είναι : V L οόγκοςτουαέρασεm 3 ανά περιμετρικό μέτρο αρμού l μήκος αρμών 45 ΑΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑ ΔΑΠΕΔΟΥ ΑΠΟ ΑΠΟΨΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΡΘΩΣΗ Διαπίστωση ότι το δάπεδο είναι ακατάλληλο από άποψη θερμομόνωσης Ζητείται: Διόρθωση του δαπέδου Το πάχος του στρώματος γνωστού θερμομονωτικού υλικού, που πρέπει να προστεθεί στην υπάρχουσα κατασκευή, έτσι ώστε να εκπληρώνονται ορισμένες προϋποθέσεις, όπως πχ ορισμένη τιμή συντελεστή θερμοπερατότητας, K δαπ του δαπέδου, ή ευχάριστηπαραμονή για ορισμένο χρονικό διάστημα και άλλα σχετικά Προσδιορισμός της καινούργιας αντίστασης (1/Λ), που πρέπει να έχει το δάπεδο γιαναικανοποιείταιτοζητούμενο (Τ2, πιν3, σ 31) (1 ) = 1 + d θερμ d θερμ = [ ( 1 ) - 1 ] x λ θερμ Λ Λ λ θερμ Λ Λ όπου είναι : 1/Λ η αντίσταση του δαπέδου, που προσδιορίστηκε πιο πάνω λ θερμ ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του θερμομονωτικού υλικού το πάχος του θερμομονωτικού υλικού, που ζητιέται, σε m d θερμ 46 23

24 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ Κ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ Q τοιχ = F τοιχ Κ τοιχ (t Li -t Lα ) Q κουφ = F κουφ Κ κουφ (t Li -t Lα ) Q χαραμ = 0,36 V (t Li -t Lα ) Q ολ = Q τοιχ + Q κουφ + Q χαραμ (+) Q ολ = Q τοιχ + Q κουφ + Q χαραμ =F ολ Κ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ (t Li -t Lα ) Κ ΙΣΟΔΥΝ = Q ολ F ολ (t Li -t Lα ) 47 Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας! 48 24