HŐHIDAK Az ÉPÜLETENERGETIKÁBAN
Energetikus/Várfalvi/
A HŐHÍD JELENSÉG A hőhidak megváltoztatják a belső felületi hőmérséklet eloszlását
Külső hőm.
Belső hőm.
A HŐHÍD JELENSÉG A hőhidak megváltoztatják a belső felületi hőmérséklet eloszlását
ÖSSZEFOGLALÁS A hőhidat szerkezeti anyagváltás idézheti elő (Anyagtól függő hőhidak) A hőhidat a geometria változása idézheti elő (Geometria hőhidak) A fenti két hatás együttes megjelenése is hőhidat eredményezhet. A hőhidak termikus kiterjeszkedése mindig nagyobb a geometriai megjelenésüknél. A szerkezeti csomópontok mindig hőhídként jelennek meg. A hőszigetelés csökkenti a hőhíd hőtechnikai hatását, de teljesen nem szünteti meg.
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI A kalorikus és a rétegrendi hőátbocsátási tényező q és (ti-te) kapcsolat:
Az „U” két szemszögből:
U Kalorikus
q = U * (t i − t e ) =
U=
1 * (t i − t e ) 1 +d + 1 αi λ αe
q 1 = (t i − t e ) 1 d 1 + + αi λ αe
q 1 = = = U Rétegrendi (t i − te ) 1 d 1 + + αi λ αe
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI Van-e a hőhídnak rétegrendi hőátbocsátási tényezője ?
Termikus zóna
1 Több rétegrend tartozhat egy hőhídhoz
2 A belépő és kilépő hőáramok nem egyenlőek
A hőhídnak nincs rétegrendi hőátbocsátási tényezője
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI Van-e a hőhídnak kalorikus hőátbocsátási tényezője ?
QIntegrált
QIntegrált
qbe = qki = qint U = ∆t
VAN kalorikus hőátbocsátási tényezője ?
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI A vonalmenti hőátbocsátási tényező . Zh
Hőhíd + Q
Q
UR-lal számítható hőáram -Zh
+Zh
∆ Q1m = U kal * ( ti − te ) * 2 Zh * 1 − U R * ( ti − te ) * 2 Zh * 1 Ψ = U kal * 2 Zh − U R * 2 Zh* = (U kal − U R ) * 2 Zh
?
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI A sajátléptékben mért hőmérséklet .
th
ti
Θ = (th-te)/(ti-te)=állandó ti-te
th
th-te
te
A HŐHIDAK HŐTECHNIKAI JELLEMZŐI Miért kell ismerni a hőhíd termikus zónáját ? Penész FENT
Hiba LENT A két termikus zóna átfedi egymást
Harmadik (új) hőhíd keletkezik!!!
A komplex értékeléshez a teljes termikus-zóna kell!!
AZ EREDŐ HŐÁTBOCSÁTÁSI TÉNYEZŐ
UR
Mi az eredő hőátbocsátási tényező?
Eredő hőáram
Eredő „U”
Ψi
A
li
Q ER = U R ( ti − te ) A + ∑ ( Ψi * l i )( ti − te )
U ER =
U R * A + ∑ ( Ψi * l i ) A
Az „UER” egy tömör szerkezeti egység, hőhíd-hatást is tartalmazó hőátbocsátási tényezője.
AZ EREDŐ HŐÁTBOCSÁTÁSI TÉNYEZŐ (példa)
Tető födém Ψ =0,1; l=2,6
Ablakbeépítés Ψ =0,35; l=6,6
Afal=2,6*2,6-(1,8*1,5)=4,06m2 Qfal=UR*Afal+∑Ψ*l UER=UR*+∑ Ψ *l/Afal ∑ Ψ *l=3,5 UER=1,46
Uo=0,6 W/m2K
Külső sarok Ψ =0,1; l=2,6
T csatlakozás Ψ =0,05; l=2,6 Közbenső födém Ψ =0,08; l=6,6
UER/UR=2,44
EGY HŐHÍD JAVÍTÁSA
Régi
Új
Mennyi hőszigetelést ér az új ablakbeépítés? ∆ R=1/Uúj-1/Urégi
Ψ=0
∆ R=0,55m2K/W
∑ Ψ *l=0,86
∑ Ψ *l=3,5
∆ R=0,55=dszig/λ szig
UER=0,81
UER=1,46
Ha λ szig=0,05W/mK
UER/UR=1,35 UER/UR=2,44 volt a régi
Akkor dszig=3cm
A HŐHIDASSÁG MINŐSÍTÉSE
2
1
3
Porotherm 30 N+F
Pillérosztás 4m 30x30 B-30
Könnyűszerkezet 10cm hőszigeteléssel .
30x30 60
Uo(Wm K)
3
1,43
2
0,589
1
0,352
Ul(WmK)
2
0,176
3
0,316
1
0,061
Ul/ Uo
1
0,123
3
0,537
2
0,173
1/4
3
1/0,6
2
l/ AH Ul/Uo*1/AH
1,2
1/4 3,1%
1,2
13,4%
28,8%
MEGÁLLAPÍTÁS: Hőhídasság komplex jellemző
A vizsgált könnyűszerkezetes hőhídVIZSGÁLATA jellemzői HŐHIDAK
A hőhidak vizsgálata külső felületképzés 40 mm hab 15 mm OSB lap 150 mm üveggyapot 62,5 cm
12,5 mm gipszkarton lap 12,5 mm gipszkarton lap belső felületképzés
FONTOSABB KÉRDÉSEK 1. Lesz-e hőtechnikai hatása a „C” profiloknak? 2. Rontja-e a kivitelezés a hőtechnikai viszonyokat? 3. A jellemzők milyen eszközökkel vizsgálhatók?
A HŐHIDAK VIZSGÁLATA TERMOVÍZIÓVAL
t (°C) 22 21,8 21,6 21,4 21,2 21 20,8 20,6 20,4 20,2 20 19,8 0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
A HŐHIDAK VIZSGÁLATA TERMOVÍZIÓVAL
Mértékadó belső hőm: 22°C Mértékadó külső hőm: 2°C Hőhíd-szakasz vizsgált felülete:0,625m2 1m
0,625 m2
SAROK HŐHÍD Ul= 0,144W/K ts=21,00 to=21,52 0,144/0,052=2,8
Hőhíd- szakasz jellemző hőm: 21,52°C A hőhídmentes szakasz hőm.
21,73°C
Hőáram a hőhíd- szakaszon : 2,40W Hőáram hőhídmentes szakaszon : 1,36W A hő-áram növekménye : 1,04W A hő-áram növekménye 1K hőmérsékletkülönbségre: 0,052W/K A hő-áram növekménye 1m hosszú hőhíd-szakaszra: Ul= 0,052W/K
HŐHIDAK Vizsgálata számítógépes numerikus szimul. A hővezetés általános differenciálegyenlete
Hőforrás=0 t = f (x, y)
LAPLACE
NÉHÁNY TECHNIKAI ELEM 1.Differencia egyenletrendszer felírása 2.Peremfeltételek meghatározása 3. Az egyenletrendszer matematikai megoldása NÉHÁNY JELLEMZŐ 1.Réteghatárokon elemi hőmérlegek módszere, kb.50000 egyenlet 2.Sarkokban a hely szerint változó hőátadási tényezők 3.Szukcesszív hiperrelaxáció
SZIMULÁCIÓ ÉS TERMOVÍZIÓ
ti
t (°C) 22
19,5
21,8 21,6
19
21,2
18,5
t (°C)
th
21,4
21 20,8
18
20,6 20,4
17,5
20,2
17
20
0
100
200
300
400
500
x (mm)
ti=20°C;
te=-5°C
600
19,8 0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
ti=22°C;
te=2°C
te Θszim=0,904 Θ term=0,950
A számításokat elvégezve, a szimulációs érték: Ul=0,054W/mK Emlékeztetőül, a termovíziós érték : Ul=0,052W/mK
MEGÁLLAPÍTÁS: A szimuláció és a termovízió azonos eredményt hozott.
VÁLASZOK
QH=Ul*1/2
Qeredő=Uo*A+Ul Ueredő=(Uo*A+Ul)/A
62,5 cm
Qo=Uo*A
Ueredő=0,285W/m2K Uo=0,195W/m2K
QH=Ul*1/2
Ueredő/Uo=1,46
1. Lesz-e hőtechnikai hatása a „C” profiloknak? 2. Rontja-e a kivitelezésnek a hőtechnikai viszonyokat? 3. A hőtechnikai jellemzők milyen eszközökkel vizsgálhatók?
Megszünteti-e a hőszigetelés a hatásukat?
30x30 VB
tf
B30
qh/q 2
19 ( C) 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 o
1,9 1,8 1,7 0
100
Szigeteletlen
ti=20°C;
200
300
400
4 cm szigetelés
te=-5°C
500 x (mm)
1,6 0
4
8
12
16 20 dszig ( cm)
Mit jelentenek a fém hőhidak?
500mm
100mm
1mm acél lemez
ti=20°C te=-5°C Acél hővezetési tényezője: Hőszigetelés hővezetési tényezője:
50W/mK 0,04W/mK
Variációk egy témára
Belső oldal
Hőmérsékleteloszlás vasbettonnal azonos hövezetőképességű anyag áttörés esetén
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén 20 18 16 14 12 o t ( C) 10 8 6 4 2 0
20 18 16 14 12 o t ( C) 10 8 6 4 2 0 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
Variációk egy témára
Belső oldal
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén 20 18 16 14 12 o t ( C) 10 8 6 4 2 0
(Az áttörés a belső oldalon fémlemezhez csatlakozik) 20 19 t (oC)
18 17 16 15
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
Variációk egy témára
Belső oldal
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén 20 18 16 14 12 o t ( C) 10 8 6 4 2 0
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén (Az áttörés a külső oldalon fémlemez csatlakozik) 20 18 16 14 12 t (oC) 10 8 6 4 2 0
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
Variációk egy témára
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén (Az áttörés a külső és be lső oldalon fémlemezhez csatlakozik)
Hőmérsékleteloszlás acél áttörés esetén
20 19
20 18 16 14 12 o t ( C) 10 8 6 4 2 0
18 17 t (oC) 16
15 14 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
13 12 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 x (mm)
SZÁMOKON KERESZTÜL AZ ELŐBBI HŐHIDAK
Változat
(Beton)
Tmin (oC)
Rhkond (%)
∆U (%)
Zh (mm)
7,2
43
27
50
15,9
77
5
50
16,6
81
56
400
1,3
29
48
100
13,3
65
145
400
