HŐÁTVITELI FOLYAMATOK ÉPÍTÉSZ
ÉPÜLETFIZIKAI HATÁSOK Az épületet különböző hatások érik HŐMÉRSÉKLETI HATÁSOK SZÉL HATÁS HŐSUGÁRZÁS CSAPÓESŐ NEDVESSÉG HATÁSOK HÓ, FAGY HATÁSOK STB., EGYÉB HATÁSOK pl. az alábbiak
A HATÁSOK CSOPORTOSÍTÁSA A tér szerint, amelyben megjelenik KÜLSŐ HATÁSOK BELSŐ HATÁSOK
A HATÁSOK CSOPORTOSÍTÁSA A transzport folyamat jellege szerint H Ő t r a n s tropz ANYAGtr anszport
AZ ÉPÜLETFIZIKA SZEREPE Az épületfizikai tervezésnek három fő elemre épülő célrendszere van 1. A megfelelő belső komfort biztosítása. 2. Az megfelelő állagvédelmi viszonyok biztosítása. 3. Megfelelő energetikai viszonyok kialakítása. HATÁSOK ÉPÜLETFIZIKA Épület és szerkezetei ÉPÜLETFIZIKA ÉP A K ZI I F T E L Ü Épület gépészet rendszerei
HŐÁTVITELI FOLYAMATOK Három hőátviteli folyamatot különböztetünk meg: t2 t1 HŐVEZETÉS, vagy KONDUKCIÓ HŐÁTADÁS, vagy KONVEKKCIÓ HŐSUGÁRZÁS
A HŐVEZETÉS MINŐSÍTÉSE Minősítés időben t1 Időben állandó stacioner Időben változó t2 instacioner
A HŐVEZETÉS MINŐSÍTÉSE Minősítés térben A B 1 DIMENZIÓS TÖBB DIMENZIÓS
A HŐVEZETÉS SZÁMSZERŰSÍTÉSE Stacioner, 1 dimenziós hővezetés t2 t1 q(w/m2k) d (m) t1 t 2 q = λ* d t1 t 2 t1 t 2 q= = d λ R λ q = * (t1 t 2 ) = Λ * (t1 t 2 ) d
A HŐÁTADÁS SZÁMSZERŰSÍTÉSE A hőátadás nagyon összetett folyamat. q = α*(ti-tbf) tbf q ti FAL ÁRAMLÓ KÖZEG ti a közeg hőmérséklete tbf a felületi hőmérséklet λ az áramló közeg hővezetési tényezője c az áramló közeg fajhője ρ µ az áramló közeg sűrűsége az áramló közeg viszkozitása a,b,c geometriai jellemzői
A HŐSUGÁRZÁS SZÁMSZERŰSÍTÉSE A hősugárzás összetett reakció. I=A+R+T I I/I=A/I+R/I+T/I A 1=a+r+t T R Ha A = 1 abszolút fekete test Ha R = 1 abszolút fehér test Ha T = 1 abszolút átlátszó, vagy diatermikus
A HŐSUGÁRZÁS SZÁMSZERŰSÍTÉSE Energiacsere két párhuzamos lap között E=C*(T/100)4 E Eo=Co*(T/100)4 Co=5,67W/m2K4 ε =C/Co T1,ε 1 T2,ε 2 E= ε *Co*(T/100)4 E1,2= ε r *Co*((T1/100)4-(T2/100))4 1 εr = 1 ε1 + 1 ε 2 1
A HŐÁTVITEL FALSZERKEZETEN KERESZTÜL A hőátvitel a hőátbocsátási tényezővel jellemezhető ti λ,d t1 αi ti,1 t1, 2 qbe=α i*(ti-t1) qát=λ*(t1-t2)/d t2 te q=vez*(ti-te) t2, e qki=α e*(t2-te) qbe/ α i +d/λ* qát+ qki/ α e= (ti-te) q(1/α i +d/λ+ 1/ α e)= (ti-te) q=1/(1/α i +d/λ+ 1/ α e)* (ti-te) U=k=1/(1/αi +d/λ+ 1/ αe)
NÉHÁNY GYAKORLATI KÉRDÉS A hőátadási tényezőről Hőátadási tényező Külső oldali Általában nincs szerepe Belső oldali Felületi folyamatokban nagy a szerepe Egymásra sugárzás Árnyékolás
HŐVEZETÉSI TÉNYEZŐK A hővezetési tényezőről λ1 LABORBAN MÉRT ÉRTÉK MÉRT ÉRTÉK ÁTLGA DEKLARÁLT ÉRTÉK TERVEZÉSI ÉRTÉK λá λ = n n λ D= λ Á+ λ λ Á= KORR(λ D)
PÉLDÁK A belső felületi hőmérséklet meghatározása Alapösszefüggés: q=α i*(ti-tbf) Kifejezve a tbf : tbf =ti- q/α i Elő kell állítani a q Behelyettesíteni a q q=u*(ti- te) tbf =ti-u*(ti- te) /α i
PÉLDÁK Az előző példa számokkal Mennyi lesz az alábbi rétegrendű szerkezet belső felületi hőmérséklete te=-15 C külső, ti=20 C belsőhőmérsékletek esetén. A szerkezet rétegei belülről kifelé haladva rendre a következők (zárójelben az anyag hővezetési tényezője) 1. 1,5cm vtg. gipszes vakolat: (λ=0,7 W/mK) 2. 38cm vtg. téglafal: (λ=0,17 W/mK) 3. 1cm vtg. vakolat: (λ=0,8 W/mK) 4. 8cm vtg. hőszigetelés: (λ=0,04 W/mK) 5. 0,5 cm vtg. vékonyvakolat: (λ=0,85 W/mK) A belső oldali hőátadási tényező αi=8 W/m2K, a külső oldali pedig αe=24 W/m2K.
PÉLDÁK Az eredő ellenállás képletekkel A szerkezet ellenállásértékei: belső oldali hőátadási ellenállás 1.réteg 2.réteg i-edik. réteg R1 = d1 λ1 R2 = d2 λ2 Ri = Rα i = 1 αi di λi külső oldali ellenállás Rα e = 1 αe Az egyes rétegek ellenállásának összege adja a szerkezet eredő ellenállását.
PÉLDÁK Egy intelem! Ez az összegzés akkor végezhető el, ha az egyes rétegek mintegy sorba-kötött ellenállásként működnek, az áramlás irányára merőleges, oldalirányból se be, se ki nem tud áramolni a hő. A hőhidaknál ilyen oldaláramok is kialakulnak, ezért a fenti módon nem lehet az eredő hővezetési ellenállást meghatározni, habár formálisan a d/λ hányadosok képezhetők, illetve össze is adhatók.
PÉLDÁK Az eredő ellenállás és U számokkal A falszerkezet eredő hővezetési ellenállása: A falszerkezet eredő hővezetési ellenállása az egyes rétegek hővezetési ellenállásának az összegezéséből adódik. pl. a 2-es réteg hővezetési ellenállása: R2=d2/λ2=2,235m2K/W n Összes réteg R összeadva α -k ellenállása hozzáadva A rétegrendi U Rhvezetési eredő = i =1 di = 4,275m 2 K / W λi 1 1 m2k = Ri + + = 4,44 αi αe W i =1 n Rhátviteli U RÉ = 1 Rhátviteli W = 0,225 2 m K
PÉLDÁK Az eredmény A falszerkezet áthaladó hőáram sűrűsége: A hőátbocsátási tényező ismeretében a szerkezeten átáramló hőáram sűrűsége az alábbiak szerint számítható: q = U*(ti-te) = 7,88 W/m2 U (t i te ) t bf = t i αi tbf = 19,02 C