Amortizarea si defazarea oscilatiilor de temperatura

Evaluarea cat mai exacta a amortizarii si defazarii oscilatiilor de temperatura si deci indirect a partii variabile a fluxului termic patruns in interior prin elementele inertiale contribuie la stabilirea corecta a aporturilor de caldura prin adaptarea unor structuri corespunzatoare in functie de orientarea acestora.

Calculul se efectueaza conform S.T.A.S 6648/1-82 diferentiat pt. Elementele constructive si anume:

a.    multistrat pt.terasa

b.    structuri compuse cu strat intermediar de aer de grosime mare

c.     monostrat

a.    Terasa

Elemente componente

1.Placa din beton armat

2.Sapa de egalizare

3.Termoizolatie din B.C.A.

4.Sapa de egalizare

5.Hidroizolatie din carton bitumat

Caracteristicile termofizice ale straturilor Tabel Nr.1

Coeficientul global de schimb de caldura va fi:

k_T=

k_T=0.977 W/mK

Calculul amortizarii oscilatiilor de temperatura "h

Amortizarea oscilatiilor de temperatura h reprezzinta raporul dintre amplitudinea de variatie a temperaturii A_i la fata interioara a peretelui si cea din aerul exterior A_e .

h=

Penru calculul amortizarii se porneste de la interior spre exterior astfel:

Se calculeaza functiile de amortizare "b" incepand cu stratul 1 astfel:

b =chR₁s₁+M₁ⁱⁿsh R₁s₁ unde:

M₁ⁱⁿ===0.267-0.267i

Introducand in relatie T

b =ch1.428+(0.267-0.267i)sh 1.428=1.341+1.193i

Iar n =modulb =1.795

Si e =argumentb =arctg T41.66=2.78 h

b₂=ch R₂s₂+ M₂ⁱⁿsh R₂s₂ unde:

M₂ⁱⁿ=M₁^fin iar:

M₁^fin=

deci: M₂ⁱⁿ=

iar: b₂=ch 0.39+ (1.989+0.313i)sh 0.39=1.445+0.723i

n =modul b₂==1.616

e =arctg T

b₃=ch R₃s₃+ M₃ⁱⁿsh R₃s₃ unde:

M₃ⁱⁿ=M₂^fin iar:

M₂^fin=

deci: M₃ⁱⁿ=

iar: b₃=ch 1.29+ (4.14-0.628i)sh 1.29=4.418+5.471i

n =modul b₃==7.031

e =arctg T

b₄=ch R₄s₄+ M₄ⁱⁿsh R₄s₄ unde:

M₄ⁱⁿ=M₃^fin iar:

M₃^fin=

deci: M₄ⁱⁿ=

iar: b₄=ch 0.39+ (0.301-0.059i)sh 0.39=1.097+0.145i

n =modul b₄==1.107

e4=arctg T

b₅=ch R₅s₅+ M₅ⁱⁿsh R₅s₅ unde:

M₅ⁱⁿ=M₄^fin iar:

M₄^fin=

deci: M₅ⁱⁿ=

iar: b₅=ch 0.23+ (1.244+0.352i)sh 0.23=1.142+0.288i

n =modul b₅==1.178

e₅=arctg T

sau:

b_aer + M_aerⁱⁿ unde:

M_aerⁱⁿ=M₅^fin iar:

M₅^fin=

deci: M_aerⁱⁿ=

iar: b_aer 0.234+0.031i)

n_aer=modul b_aer==1.344

e_aer=arctg T

Notatii folosite:

a coeficientul de conductivitate termica    [W/mK]

s=coeficient de asimilare al caldurii [W/m²K]

d=grosimea stratului [mm]

r=densitate materialului [kg/m³]

R=rezistenta termica a stratului [m²K/W]

a_i,e=coeficienti superficiali de transfer de caldura ai aerului la interior si respectiv la    exterior

b=functia de amortizare a stratului

n=amortizarea

e=defazarea

Nota:

Valorile functiilor ch x si sh x au fost extrase din " Indrumatorul de proiectare " Anexa I10.2

Introducand valorile obtinute , rezulta in final amortizarea totala la trecera fluxului termic prin terasa :

h_T=

si defazarea totala :

e_T=10h

deci :

b. Planseu de separatie dintre pod si incapere

pod

interior

Se considera o structura monostrat din beton de ipsos cu zgura de cazan.

Caracteristicile termofizice ale materialului sunt:

a [W/mK]

s=6.5 [W/m²K]

d [mm]

Coeficientul global de transfer de caldura va fi :

k_p==2.25 [W/m²K]

Conform nomogramelor din fig. 10.3si 10.4 (p.104) din indrumatorul de proiectare :

coeficientul de amortizare este h_p

defazarea este e_p=0.5 [h]

c. Calculul amortizarii si defazarii la trecera prin pod

(Structura cu strat intermediar de aer de grosime mare)

h_T e_T

h_aer e_aer

h_p e_p

unde:[Gyuri1] 

h_aer e_aer = amortizarea si respectiv defazarea produsa de stratul de aer.(Pt. terasa si planseu se folosesc rezultatele obtinute la punctul a si b .

Conform nomograma din figura 10.5 (p. 105) amortizareaprodusa de stratul intermediar de aer in functie de rezistenta termica a stratului 1 si coeficientul de asimilare termica a aceluiasi strat:

R₁=0.093 [m²K/W]

s₁=15.36 [W/m²K] Conform Tabel 1

h_aer

Defazarea produsa in stratul intermediar de aer in functie de aceeasi parametri se obtine din diagrama 10.7 (p.110):

e_aer=1.9 [h]

Defazarea totala cu care fluxul termic ajunge in interiorul incaperii va fi:

e_TOT e_T e_aer e_p=10+1.9+0.5=12.4h

Amortizarea totala cu care fluxul termic ajunge in interiorul incaperii va fi :

h_TOT h_Th_aerh_p

h_TOT

d.Pereti interiori

Se intalnesc urmatoarele structuri de pereti interiori:

d.1

Elemente componente

1.Beton armat cu densitate r=2500 kg/m³

2. Strat intermediar de aer

3.Zidarie de caramida G.U.P. r=1200 kg/m³

4. Strat de plus

Caracteristicile termofizice ale straturilor :

Tabel Nr.2

Coeficientul global de transfer de caldura va fi:

k_pi¹==1.29 [W/m²K]

d.2

Elemente componente

1. Strat de plus

2. Zidarie de caramida G.V.    r=1200 kg/m³

3. Tencuiala din mortar mixt

Caracteristicile termofizice ale straturilor :

Tabel Nr.3

Coeficientul global de transfer de caldura va fi:

k_pi²==1.42 [W/m²K]

d.3

Elemente componente

1. Strat de plus

2. Zidarie de caramida G.V. r=1200 kg/m³

3. Tencuiala var

Caracteristicile termofizice ale straturilor :

Tabel Nr.4

Coeficientul global de transfer de caldura va fi:

k_pi³==2.04[W/m²K]

Nota:

Proprietatile termofizice ale materialelor s-au extras din Anexa I.-10.1.