Динамическая изоляция

Динамическая изоляция - это форма изоляции, при которой холодный наружный воздух проходит через теплоизоляцию в оболочка здания будет забирать тепло от изоляционных волокон. В зданиях можно использовать это для уменьшения потерь тепла при передаче (коэффициент теплопередачи ) и для подачи предварительно нагретого воздуха без сквозняков во внутренние помещения. Это известно как динамическая изоляция, поскольку значение U больше не является постоянным для данной конструкции стены или крыши, а изменяется в зависимости от скорости воздуха, проходящего через изоляцию (адаптирующаяся к климату оболочка здания ). Динамическая изоляция отличается от дышащих стен. Положительные аспекты динамической изоляции необходимо сопоставить с более традиционным подходом к проектированию здания, который заключается в создании воздухонепроницаемой оболочки и обеспечении соответствующей вентиляции с использованием естественной вентиляции или механической вентиляции с теплом. восстановление. Герметичный подход к проектированию ограждающих конструкций здания, в отличие от динамической изоляции, приводит к созданию ограждающих конструкций здания, которые обеспечивают постоянные характеристики с точки зрения потерь тепла и риска межклеточной конденсации, независимо от скорости и направления ветра. При определенных ветровых условиях динамически изолированное здание может иметь более высокие потери при теплопередаче, чем воздухонепроницаемое здание с такой же толщиной изоляции.

Содержание

• 1 Введение
• 2 Наука о динамической изоляции
• 3 Contra-flux
• 4 Pro-flux
• 5 Влияние ветра
• 6 Air Control Layer
• 7 Проект динамически изолированного здания
• 8 См. Также
• 9 Ссылки
• 10 Внешние ссылки

Введение

Основная функция стен и крыши здания - быть ветро- и водонепроницаемыми.. В зависимости от функции здания также будет требоваться поддерживать внутри приемлемый температурный диапазон таким образом, чтобы минимизировать как использование энергии, так и связанные с этим выбросы диоксида углерода.

Традиционно изолированная воздухонепроницаемая стена Стена с динамической изоляцией Рис. 1. Сравнение воздухонепроницаемых и воздухопроницаемых стен

Динамическая изоляция обычно применяется в деревянных каркасных стенах и потолках. Он переворачивает с ног на голову давно принятую мудрость проектировщиков зданий и инженеров по обслуживанию зданий «строить плотно и вентилировать правильно». Для этого требуются воздухопроницаемые стены и / или крыша / потолок, чтобы при разгерметизации здания воздух мог проходить снаружи внутрь через изоляцию в стене, крыше или потолке (рис. 1 и 2). Следующее объяснение динамической изоляции для простоты будет приведено в контексте умеренного или холодного климата, где основное потребление энергии направлено на обогрев, а не охлаждение здания. В жарком климате он может применяться для увеличения теплопотерь здания.

Когда воздух течет внутрь через изоляцию, он забирает через изоляционные волокна тепло, передаваемое наружу. Таким образом, динамическая изоляция может выполнять двойную функцию: уменьшать теплопотери через стены и / или крышу, одновременно обеспечивая подачу предварительно нагретого воздуха во внутренние помещения. Таким образом, динамическая изоляция, по-видимому, преодолевает главный недостаток воздухонепроницаемых оболочек, заключающийся в том, что качество воздуха в помещении будет ухудшаться, если не будет естественной или механической вентиляции. Однако динамическая изоляция также требует механической вентиляции с рекуперацией тепла (MVHR) для рекуперации тепла из отработанного воздуха.

Чтобы воздух постоянно втягивался через стены и / или крышу / потолок, необходим вентилятор, чтобы поддерживать в здании давление на 5-10 Паскалей ниже давления окружающей среды. Воздух, который постоянно втягивается через стену или крышу, должен постоянно выводиться наружу. Это означает потерю тепла, которую необходимо восстановить. Воздухо-воздушный теплообменник (рис. 2) - самый простой способ сделать это.

Аннотация к конструкции воздухонепроницаемого деревянного каркаса

Элемент	Описание
1	кирпичная облицовка
2	вентилируемая полость
3	обшивка с дышащей мембраной на внешней поверхности
4	изоляция
5	гипсокартон (слой пароизоляции опционально)

Рис. 2 Дом с динамической изоляцией, рассматриваемый как система

Аннотация для конструкции воздухопроницаемых стен

Элемент	Описание
1	кирпичная облицовка
2	вентилируемая полость
3	обшивка (воздухопроницаемая)
4	изоляция (воздухопроницаемая)
5	воздушный слой
6	вентилируемая полость
7	гипсокартон

Наука о динамической изоляции

Все Основные характеристики динамической изоляции можно понять, рассмотрев идеальный случай одномерного стационарного состояния теплопроводности и потока воздуха через однородный образец воздухопроницаемой изоляции. Уравнение (1), которое определяет температуру T на расстоянии x, измеренном от холодной стороны изоляции, выводится из общего чистого потока теплопроводности и конвективного тепла через небольшой элемент изоляции постоянный.

$\lambda \; d\; 2\; T\; (x)\; dx\; 2\; -\; u\; \rho \; acad\; T\; (x)\; dx\; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; lambda\; \{\backslash \; frac\; \{d\; ^\; \{2\}\; T\; \backslash \; left\; (x\; \backslash \; right)\}\; \{dx\; ^\; \{\; 2\}\}\}\; -\; u\; \backslash \; rho\; \_\; \{a\}\; c\_\; \{a\}\; \{\backslash \; frac\; \{dT\; \backslash \; left\; (x\; \backslash \; right)\}\; \{dx\}\}\; =\; 0\}$

(1)

где

u скорость воздуха через изоляцию (м / с)

caудельная теплоемкость воздуха (Дж / кг · K)

ρaплотность воздуха (кг / м)

λaтеплопроводность изоляции (Вт / м · К)

Для двух- и трехмерной геометрии вычислительная гидродинамика (CFD) требуются инструменты для одновременного решения уравнений потока жидкости и теплопередачи через пористая среда. Идеализированная одномерная модель динамической изоляции обеспечивает хорошее физическое понимание процессов кондуктивного и конвективного теплопереноса, что позволяет проверить достоверность результатов расчетов CFD. Кроме того, такой же простой одномерный установившийся тепловой поток предполагается при расчете коэффициентов теплопередачи (U-значений), которые используются при проектировании, утверждении и оценке энергоэффективности зданий, так что простая одномерная модель установившегося состояния динамической изоляции подходит для проектирования и оценки характеристик динамически изолированного здания или элемента здания.

Такие изоляционные материалы, как полиуретановые (PUR) плиты, которые из-за своей микроструктуры не пропускают воздух, не подходят для динамической изоляции. Такие изоляционные материалы, как минеральная вата, стекловата, овечья шерсть, целлюлоза, являются воздухопроницаемыми и поэтому могут использоваться в динамически изолированной оболочке. В уравнении (1) скорость воздуха через изоляцию u принимается положительной, когда воздушный поток направлен в направлении, противоположном проводящему тепловому потоку (встречный поток). Уравнение (1) также применимо к установившемуся тепловому потоку в многослойных стенах.

Уравнение (1) имеет аналитическое решение

$T\; (x)\; -\; T\; o\; TL\; -\; T\; o\; =\; е\; (A\; x)\; -\; 1\; e\; (AL)\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{T\; \backslash \; left\; (x\; \backslash \; right)\; -T\_\; \{o\}\}\; \{T\_\; \{L\}\; -T\_\; \{o\}\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (Ax\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (AL\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\}\}$

(2)

Для граничных условий:

T (x) = T o при x = 0

T (x) = T L при x = L

, где параметр A с размерами длины определяется следующим образом:

$A\; =\; u\; \rho \; aca\; \lambda \; \{\backslash \; displaystyle\; A\; =\; \{\backslash \; frac\; \{u\; \backslash \; rho\; \_\; \{a\}\; c\_\; \{a\}\}\; \{\backslash \; lambda\}\}\}$

(3)

. Температурный профиль, рассчитанный с использованием уравнения (2) для воздуха, проходящего через плиту из целлюлозной изоляции толщиной 0,2 м, у которой одна сторона имеет температуру 20 ° C и другой - при 0 ° C, как показано на рис. 3. Теплопроводность целлюлозной изоляции была принята равной 0,04 Вт / мК.

Рис. 3 Воздух, протекающий через изоляцию от холодной стороны к теплой стороне (встречный поток)

Contra-flux

Рис. 3 с как типичное поведение температурного профиля через динамическую изоляцию, когда воздух течет в направлении, противоположном тепловому потоку. По мере увеличения потока воздуха от нуля температурный профиль становится все более искривленным. На холодной стороне изоляции (x / L = 0) градиент температуры становится все более горизонтальным. Поскольку теплопроводный поток пропорционален градиенту температуры, наклон температурного профиля на холодной стороне является прямым показателем теплопотерь за счет теплопроводности через стену или крышу. На холодной стороне изоляции температурный градиент близок к нулю, что является основанием для часто сделанного утверждения, что динамическая изоляция может достичь нулевого значения U Вт / мК.

На теплой стороне изоляции температурный градиент становится более крутым с увеличением потока воздуха. Это означает, что тепло проникает в стену с большей скоростью, чем при использовании обычной изоляции (скорость воздуха = 0 мм / с). Для показанного случая, когда воздух проходит через изоляцию со скоростью 1 мм / с, градиент температуры на теплой стороне изоляции x / L = 1) составляет 621 ° C / м, что для сравнения составляет всего 100 ° C / м для обычной изоляции. Это означает, что при потоке воздуха 1 мм / с внутренняя поверхность поглощает в 6 раз больше тепла, чем обычная изоляция.

Следствием этого является то, что в стену должно поступать значительно больше тепла, если через нее проходит воздух снаружи. В частности, потребуется система отопления помещений в шесть раз больше, чем для дома с традиционной изоляцией. Часто говорят, что при динамической изоляции наружный воздух нагревается за счет тепла, которое в любом случае будет потеряно. Подразумевается, что наружный воздух нагревается «свободным» теплом. О том, что поток тепла в стену увеличивается со скоростью воздуха, свидетельствует снижение температуры внутренней поверхности (таблица 2 и рисунок 4 ниже). Дом с динамической изоляцией требует также теплообменника воздух-воздух, как и герметичный дом. Последний имеет еще одно преимущество: если он хорошо изолирован, для него потребуется лишь минимальная система отопления.

Температурный градиент в точке динамической изоляции может быть получен путем дифференцирования уравнения (2)

$d\; T\; dx\; =\; (TL\; -\; T\; o)\; A\; e\; (A\; x)\; e\; (AL)\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\; \backslash \; frac\; \{dT\}\; \{dx\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; left\; (T\_\; \{L\}\; -T\_\; \{o\}\; \backslash \; right)\; Ae\; ^\; \{\backslash \; left\; (Ax\; \backslash \; right)\}\}\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (AL\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\}\}$

(4)

Отсюда градиент температуры на холодной стороне изоляции (x = 0) определяется как

$d\; T\; dx\; |\; x\; =\; 0\; =\; (TL\; -\; Т\; о)\; A\; е\; (AL)\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{dT\}\; \{dx\}\}\; \{\backslash \; Bigg\; |\}\; \_\; \{x\; =\; 0\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; left\; (T\_\; \{L\}\; -T\_\; \{\; o\}\; \backslash \; right)\; A\}\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (AL\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\}\}$

(5)

и градиент температуры на теплой стороне изоляции (x = L) равен задано

$d\; T\; dx\; |\; x\; =\; L\; =\; d\; T\; dx\; |\; x\; =\; 0\; e\; (AL)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{dT\}\; \{dx\}\}\; \{\backslash \; Bigg\; |\}\; \_\; \{x\; =\; L\}\; =\; \{\; \backslash \; frac\; \{dT\}\; \{dx\}\}\; \{\backslash \; Bigg\; |\}\; \_\; \{x\; =\; 0\}\; e\; ^\; \{\backslash \; left\; (AL\; \backslash \; right)\}\}$

(6)

Из градиента температуры на холодной стороне изоляция (уравнение (5)) теплопотери при передаче или коэффициент теплопередачи для динамически изолированной стены, U dyn можно рассчитать (Таблица 1)

$U\; d\; yn\; =\; \lambda \; A\; е\; (AL)\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; U\_\; \{dyn\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; lambda\; \backslash ,\; A\}\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (AL\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\}\}$

(7)

Это определение динамического U-значения, по-видимому, согласуется с определением Валлентена.

Отношение динамического U-значения к статическому U-значению (u = 0 м / с) составляет

$U\; dyn\; U\; static\; =\; AL\; e\; (AL)\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{U\_\; \{dyn\}\}\; \{U\_\; \{static\}\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{A\; \backslash ,\; L\}\; \{e\; ^\; \{\backslash \; left\; (\; AL\; \backslash \; right)\}\; -\; 1\}\}\}$

(8)

Таблица 1 Динамическое значение U

Скорость воздуха u, (мм / с)	Температурный градиент при x / L = 0 (° C / м)	Кондуктивные потери тепла (Вт / м)	Udyn (Вт / м · К)
0	100	4	0,2
0,25	41,8	1,672	0,084
0,5	14,6	0,584	0,029
0,75	4,49	0,1796	0,009
1,0	1,26	0,0504	0,003

При таком определении Значение U динамической стенки экспоненциально уменьшается с увеличением скорости воздуха.

Как указано выше, теплопроводный поток тепла в изоляцию на теплой стороне намного больше, чем на выходе из холодной стороны. В данном случае это 6,21 X 4 / 0,0504 = 493 раза для скорости воздуха 1 мм / с (Таблица 1). Этот дисбаланс в теплопроводящем потоке тепла приводит к повышению температуры входящего воздуха.

Этот большой поток тепла в стену имеет еще одно последствие. На поверхности стены, пола или потолка имеется тепловое сопротивление, которое учитывает конвективную и лучистую теплопередачу на этих поверхностях. Для вертикальной внутренней поверхности это тепловое сопротивление составляет 0,13 м · К / Вт. В динамически изолированной стене по мере увеличения теплопроводности потока в стену, увеличивается и падение температуры через это внутреннее тепловое сопротивление. Температура поверхности стены будет становиться все более низкой (Таблица 2). Температурные профили через динамическую изоляцию с учетом снижения температуры поверхности с увеличением потока воздуха показаны на рис. 4.

Рис. 4 Воздух, протекающий через изоляцию от холодной стороны к теплой (встречный поток)

Таблица 2 Падение температуры термическое сопротивление воздушной пленки

Скорость воздуха u, (мм / с)	Перепад температуры воздушной пленки (° C)
0	0,52
0,25	1,02
0,5	1,69
0,75	2,44
1,0	3,23

Поскольку рабочая температура помещения является комбинацией температуры воздуха и средней температуры всех поверхностей в комнате, это означает, что люди будут чувствовать себя все холоднее по мере увеличения потока воздуха через стену. У людей может возникнуть соблазн включить комнатный термостат, чтобы компенсировать это и тем самым увеличить потери тепла.

Pro-flux

Рис. 5 Воздух, протекающий через изоляцию от теплой стороны к холодной (pro-flux) Рис. 6 Передача тепла через стену v Скорость воздуха через изоляцию

На рис. типичное поведение динамического профиля температуры изоляции, когда воздух течет в том же направлении, что и теплопроводный поток (про-поток). По мере того, как воздух комнатной температуры выходит наружу с нарастающей скоростью, температурный профиль становится все более искривленным. На теплой стороне изоляции температурный градиент становится все более горизонтальным, поскольку теплый воздух препятствует линейному охлаждению изоляции, которое могло бы происходить при отсутствии воздушного потока. Кондуктивные потери тепла в стену намного меньше, чем у обычной изоляции. Это не означает, что теплопотери изоляции очень низкие.

На холодной стороне изоляции температурный градиент становится более крутым с увеличением выходящего потока воздуха. Это связано с тем, что воздух, охладившись, больше не может передавать тепло изоляционным волокнам. В режиме проплавления тепло отводится от стены с большей скоростью, чем в случае обычной изоляции. Теплый влажный воздух, выходящий через изоляцию и охлаждение, быстро увеличивает риск образования конденсата внутри изоляции, который ухудшит тепловые характеристики стены и может, если будет продолжаться, привести к росту плесени и гниению древесины.

Как тепловой поток (Вт / мК) от внешней или холодной поверхности изоляции изменяется в зависимости от потока воздуха через изоляцию, показано на рис. 6. Когда воздух, который также является холодным, течет внутрь (воздух положительная скорость), то теплопотери уменьшаются по сравнению с обычной изоляцией до нуля. Однако, когда теплый воздух выходит наружу через изоляцию (скорость воздуха отрицательная), потери тепла резко возрастают. Поэтому в здании с традиционной изоляцией желательно сделать оболочку герметичной. В динамически изолированной стене необходимо обеспечить приток воздуха внутрь во всех точках здания при всех скоростях и направлениях ветра.

Влияние ветра

Обычно, когда ветер дует на здание, давление воздуха P w изменяется по всей поверхности здания (рис. 7).

Рис. 7. Распределение ветрового давления вокруг здания (Liddament, 1986)

$P\; w\; -\; P\; o\; =\; C\; p\; (1\; 2\; \rho \; avw\; 2)\; \{\backslash \; displaystyle\; P\_\; \{w\}\; -P\_\; \{o\}\; =\; C\_\; \{p\}\; \backslash \; left\; (\{\backslash \; tfrac\; \{1\}\; \{2\}\}\; \backslash \; rho\; \_\; \{a\}\; v\_\; \{w\}\; ^\; \{2\}\; \backslash \; right)\}$

(9)

где

Poэталонное давление (Па)

Cpкоэффициент ветрового давления (безразмерный)

Liddament и CIBSE предоставляют приблизительные данные о коэффициенте ветрового давления для малоэтажных зданий (до 3 этажей). Для квадратного плана здания на открытой площадке с ветром, дующим прямо на фасад здания, коэффициенты ветрового давления такие, как показано на рис. 8. Для скорости ветра 5,7 м / с на высоте гребня (принимаемой за 8 м) там представляет собой нулевой перепад давления на боковых стенах, когда в здании понижено давление до -10 Па. Изоляция в наветренной и подветренной стенах динамически ведет себя в режиме встречного потока со значениями U 0,0008 Вт / (мК) и 0,1 Вт / (mK) соответственно. Так как здание имеет квадратную опору, средний коэффициент теплопередачи стен составляет 0,1252 Вт / мК. Для других скоростей и направлений ветра значения U будут другими.

Для скорости ветра более 5,7 м / с на высоте гребня боковые стенки находятся в режиме прохождения потока со значением U, резко увеличивающимся со скоростью ветра (Рис. 6) При скорости ветра более 9,0 м / с на высоте гребня подветренная сторона переключается из режима встречного потока в режим прохождения потока. Среднее значение коэффициента теплопередачи для четырех стен теперь составляет 0,36 Вт / (мК), что значительно больше, чем 0,2 Вт / (мК) для герметичной конструкции. Эти изменения из режима встречного потока в режим прохождения потока могут быть отложены путем снижения давления в здании ниже -10 Па.

Если расположить это здание в определенном географическом месте, данные о скорости ветра для этого места могут быть использованы для оценки доля года, в которой одна или несколько стен будут работать в рискованном режиме с высокими потерями тепла. По распределению Рэлея скорости ветра на участке строительства можно оценить количество часов в году, в течение которых скорость ветра на высоте 10,0 м превышает 7,83 м / с (оценка от скорости ветра 5,7 м / с при высоте гребня 8,0 м). Это общее время в течение среднего года, когда в здании с динамически изолированными стенами наблюдаются значительные тепловые потери.

Если, в качестве примера, здание на рис. 8 было расположено в Футди, Абердин, то в сетке наземных рейнджеров в системе Ordnance Survey будет NJ955065. Ввод NJ9506 в базу данных скорости ветра в Великобритании возвращает для этого участка среднегодовую скорость ветра 5,8 м / с на высоте 10 м. Распределение Рэлея для этой средней скорости ветра указывает на то, что скорость ветра, превышающая 8 м / с, вероятно, будет наблюдаться в течение 2348 часов в году или около 27% в году. Коэффициенты ветрового давления на стены здания также зависят от направления ветра, которое меняется в течение года. Тем не менее, приведенные выше расчеты показывают, что двухэтажное квадратное здание, расположенное в Футди, Абердин, может иметь одну или несколько стен, работающих в рискованном режиме с высокими потерями тепла в течение примерно четверти года.

Более надежный способ внедрения динамической изоляции в здание, позволяющий избежать колебаний давления вокруг оболочки здания, заключается в использовании того факта, что в вентилируемом пространстве под крышей давление относительно равномерно по потолку (рис.). Таким образом, здание с динамически изолированным потолком будет обеспечивать стабильную работу независимо от меняющейся скорости и направления ветра.

Рис. 8 Коэффициенты давления ветра для малоэтажного здания на открытой площадке (Liddament, 1986) Рис.9 Распределение давления ветра вокруг вентилируемой крыши.png (Liddament, 1986)

Слой контроля воздуха

Максимальный сброс давления для динамически изолированного здания обычно ограничивается 10 Па, чтобы избежать захлопывания дверей или затруднений при открытии дверей. Компания Dalehaug также рекомендовала, чтобы перепад давления через конструкцию при проектном минимальном расходе воздуха (>0,5 м / м · ч) составлял около 5 Па. Функция слоя контроля воздуха (рис. 1) в динамически изолированной стене или потолке обеспечивает достаточную сопротивление воздушному потоку для достижения необходимого перепада давления при расчетном расходе воздуха. Слой контроля воздуха должен иметь подходящую воздухопроницаемость, и это является ключом к работе динамической изоляции.

Проницаемость материала для воздушного потока Φ (м / гПа) определяется как объем воздуха, который проходит через куб материала 1 м X 1 м X 1 м за один час

$\Phi \; =\; LV\; \prime \; A\; \Delta \; P\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Phi\; =\; \{\backslash \; frac\; \{L\; \backslash \; V\; \text{'}\}\; \{A\; \backslash \; \backslash \; Delta\; \backslash !\; P\}\}\}$

(10)

. где

Площадь материала через который проходит воздух (м)

L толщина материала, через который проходит воздух (м)

V 'объемный расход воздуха (м / ч)

ΔP давление разность по длине L материала (Па)

Уравнение (10) является упрощенной формой закона Дарси. В строительстве воздух находится при атмосферном давлении и температуре, и небольшие изменения вязкости воздуха несущественны. Закон Дарси можно использовать для расчета воздухопроницаемости пористой среды, если проницаемость среды (м) известна.

Воздухопроницаемость некоторых материалов, которые могут быть использованы в динамически изолированных стенах или потолке, перечислены в таблице 3. Данные по воздухопроницаемости имеют решающее значение для выбора правильного материала для слоя контроля воздуха. Другие источники данных по воздухопроницаемости включают ASHRAE и Kumaran.

Таблица 3: Измеренная воздухопроницаемость строительных материалов

Материал	Плотность (кг / м)	Проницаемость (м / гПа))	Компонент	Проницаемость (м / мГПа)	Перепад давления (Па)
Гипсокартон	-	1,06x10-5	12 мм лист	8.81x10-4	1140
Термоблок	850	1.6x10-5	Блок 100 мм	1,6x10-4	526
ДВП	-	1.34x10-3	лист толщиной 12 мм	0,116	8,6
	870	0.036	Блок 100 мм	0,36	2,8
Целлюлоза / мокрый выдув	47	0,283	200 мм	1,50	0,67
Целлюлоза / сухая выдувная	65	0,25	150 мм	1,67	0,60
Овечья шерсть	28	1,8	140 мм	13,0	0,08

(1) Перепад давления, рассчитанный при расход 1 м / м · ч

Проектирование динамически изолированного здания

Теория динамической изоляции применяется в Лучше всего пояснить на примере. Допустим, дом площадью 100 м с динамически изолированным потолком. Использование динамической изоляции в потолке эффективно ограничивает дом до одноэтажного дома.

Первый шаг - выбрать подходящую скорость воздухообмена для хорошего качества воздуха. Поскольку этот расход воздуха будет подаваться через динамически изолированный потолок и систему механической вентиляции и рекуперации тепла (MVHR), потеря энергии не является серьезной проблемой, поэтому предполагается 1 воздухообмен в час (ач). Если высота от пола до потолка составляет 2,4 м, это означает расход воздуха 240 м / ч, часть которого подается через динамически изолированный потолок, а часть - через MVHR.

Затем выбирается материал для слоя управления воздухом, обеспечивающий подходящую скорость воздушного потока при выбранном понижении давления, в данном случае принимаемом равным 10 Па. (Скорость воздушного потока может быть определена по желаемому значению U при разгерметизации 10 Па.) Из таблицы 4 фибровый картон имеет соответствующую воздухопроницаемость 1,34х10 (м / гПа).

Для листа ДВП толщиной 12 мм это дает при максимальной разнице давлений 10 Па расход воздуха 1,12 м / ч на 1 м потолка. Это эквивалентно скорости воздуха через потолок 1,12 м / ч или 0,31 мм / с. Таким образом, 100-метровый потолок будет обеспечивать 112 м / ч, и, следовательно, теплообменник воздух-воздух обеспечит баланс 128 м / ч

Динамическая изоляция лучше всего работает при хорошей толщине изоляции, поэтому нужно взять 200 мм. для целлюлозной изоляции (k = 0,04 Вт / м ° C) динамическое значение U для воздушного потока 0,31 мм / с рассчитывается с использованием уравнения (7) выше и составляет 0,066 Вт / м ° C. Если требуется более низкое динамическое значение U, тогда для слоя управления воздухом необходимо будет выбрать материал с более низкой воздухопроницаемостью, чем древесноволокнистый картон, чтобы можно было достичь более высокой скорости воздуха через изоляцию при 10 Па.

Последним шагом будет выбор теплообменника воздух-воздух с хорошей эффективностью рекуперации тепла с расходом приточного воздуха 128 м / ч и расходом вытяжного воздуха 240 м / ч..

См. Также

• Список изоляционных материалов
• Ветровые нагрузки на здания
• Ламинарный поток
• Пористая среда

Ссылки

Внешние ссылки

• «OpenAir @ RGU » Дополнительные ресурсы по теории и применению динамической изоляции можно найти в OpenAIR @ RGU, институциональном репозитории открытого доступа Университета Роберта Гордона.