книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)

Исходя из вышеизложенного, количество радиацион­ но-конвективного тепла, поступающего в помещение че­ рез однослойное остекление как от лучистого тепла, по­ глощенного стеклом, так и от перепада температур в те­ чение одного часа, может быть определено на основе решения следующей задачи.

Математическая формулировка задачи

Интенсивность теплового потока, проходящего через плиту в плоскости х=1, определяется из выражения

О)

Продифференцировав выражение (8) и подставляя в (9), окончательно получим

Первый член правой части уравнения (10) представ­ ляет собой теплопоступления за счет перепада темпера­ тур внутреннего и наружного воздуха qAt, а второй

член — теплопоступление за счет лучистого тепла, по­ глощенного остеклением qp.

По условию поставленной задачи нас интересует как суммарное теплопоступление, так и тепловая энергия, приходящаяся на видимую часть спектра солнечной ра­ диации.

162

Тепловая энергия, приходящаяся на видимую часть спектра:

9в = Евтв.

Суммарная тепловая энергия может быть выражена в виде

Ун Ув

Таким образом получены все члены, определяющие значения коэффициента эффективности в формуле (1):

Анализ выражения К\ показывает, что оно опреде­ ляется спектральным пропусканием остекления. Отноше­ ние ЕШ:,ЕВ для суммарной радиации является посто­ янной величиной.

Коэффициент Кг определяется как спектральным про­ пусканием и поглощением материала, так и сопротивле­ нием теплопередаче конструкции.

Определение количества тепла, проходящего через двухслойную светопрозрачную конструкцию с воздуш­ ной прослойкой, производится аналогичным методом.

Воздушная прослойка заменяется предполагаемым материальным слоем с эквивалентными свойствами. При этом двухслойное светопрозрачное ограждение приводит­ ся к эквивалентно трехслойному, где в первом и треть­ ем слоях имеются источники тепла.

Для расчета двухслойной конструкции принята сле­ дующая схема теплопередачи (см. рис. 2,6). Количество тепла, поглощенного первым слоем:

стекла:

где р1( ра — коэффициенты отражения первого и второго слоев;

Tlt т2— коэффициенты пропускания первого и второ­ го слоев.

Интенсивность прошедшего радиационного тепла: в видимой части спектра

PIB Рав \ .

1 — PIB Ргв /

в инфракрасной части спектра

Интенсивность отраженного радиационного тепла

Математическая формулировка задачи. Дана трех­ слойная пластина с толщинами слоев 1г, I2, h и коэффи­

Температура у наружной поверхности плиты х —1 равна t„, а у внутренней поверхности х= 0 температура tB.

В слое 1 действует равномерно распределенный пос­ тоянный источник тепла мощностью а во втором —

МОЩНОСТЬЮ И7Сн-

Требуется определить распределение температуры и количество тепла, поступающего внутрь помещения че­ рез внутреннюю поверхность трехслойной пластины:

(14)

164

165

+- ^ A 1 + WH{l1 + l2).

A3

Интенсивность теплового потока, проникающего с

плоскости внутрь помещения, определяется из выраже­ ния

^H 1

<7*=0 —

166

flo

Первый член правой части уравнения представляет собой теплопоступления за счет перепада температур между внутренним и наружным воздухом qAt, второй

член —за счет теплопоглощения внутреннего стекла и третий член — теплопоступление из-за теплопоглощения наружного слоя.

По условиям задачи нас интересует видимая часть тепловой энергии, проникающей через световое устрой­ ство в глубь помещения:

? в = £ вТ1вТ2в(1 + — ).

\1 — PIB Ргв /

Величина суммарного теплопоступления в помеще­ ние

Таким образом получены все члены, определяющие значение коэффициента К

167

Для анализа различных типов зенитных фонарей и иллюстрации метода оценки эффективности светопро­ зрачных конструкций был произведен расчет по пред­ лагаемой методике для условий южных районов нашер страны. Для расчетов приняты радиационные потоки и температуры наружного воздуха июля месяца климати­ ческого района ф=43° с. ш.

Температура внутреннего воздуха в подфонарном пространстве принята постоянной и равной 25° С.

В соответствии с предлагаемым методом оценки эф­ фективности светопрозрачных конструкций были опреде­ лены интенсивность теплопоступления через зенитные фонари по часам суток, а также суммарное количество тепла. Одновременно определяли теплопоступления в инфракрасной и видимой областях спектра. Полученные данные позволили определять показатели эффективно­ сти конструкций (таблица).

Анализ приведенных в таблице данных говорит о том, что в летних условиях наиболее благоприятные резуль­ таты дают конструкции из прозрачного органического стекла, имеющие более высокие показатели по сравне­ нию с конструкциями из силикатного стекла. Например, для зенитных фонарей из прозрачного органического стекла на единицу световой энергии, поступающей в по­ мещение, приходится 4,15 единицы тепловой энергии, а для стеклопакета из прозрачного силикатного стекла —

168

4,65. Такая разница объясняется тем, что органическое стекло имеет высокий коэффициент светопропускания

ное покрытие уменьшает общее теплопоступление, но од­ новременно уменьшает прохождение световой энергии. Например, для однослойного стекла с аэрозольным по­ крытием коэффициент К\ = 0,75, т. е. доля тепловой энер­ гии, приходящаяся на единицу светового проема, мень­ ше, чем для конструкций других типов, но в то же вре­ мя тепловая энергия, проникающая за счет конвективного теплообмена и теплопоглощения стекла, составля­ ет /(2=1,41. При сравнении конструкций из стеклопаке­

Ks =8,8. Это значит, что при одинаковых условиях осве-

169

щения теплопоступление через стеклопакет с аэрозоль­ ным покрытием в 1,9 раза больше, чем через аналогичную конструкцию без аэрозольного покрытия.

Таким образом, по предложенной методике имеется возможность получить комплексную оценку различных типов светопрозрачных ограждений и установить эффек­ тивность их применения.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.К о н д р а т ь е в К. Я. Актинометрия, 1965.

ка эффективности светопрозрачных конструкций. «Промышленное строительство», 1967, № 11.

И н ж е н е р ы И. Н. Б У Т О В С К И Й и С. М . Г Л И К И Н

ОСВЕТОПРОПУСКАНИИ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СТЕКОЛ

Впоследнее время появились светопропускающие ма­ териалы и конструкции, обеспечивающие эффективную защиту от перегрева помещений под действием солнеч­ ной радиации. Эти материалы по своему противоинсоляционному действию можно подразделить на теплопог­ лощающие, теплоотражающие и теплорассеивающие.

вают тепловое излучение и распределяют его на большую поверхность ограждающих элементов помещения.

Теплопоглощающие светопропускающие материалы получают введением в массу стекла специальных доба­ вок (окиси ванадия, хрома, закиси железа и др.), бла­ годаря которым стекло поглощает нейтрально или изби­ рательно солнечное излучение. Различие в спектраль­ ном пропускании обычных и теплопоглощающих стекол можно проследить на примере сравнения кривых спект­ рального пропускания полированного стекла и стекла «Контракалор» (рис. 1). Теплопоглощающие стекла под

.170