Wielowymiarowy przepływ ciepła

Wielowymiarowy przepływ ciepła: mostki cieplne, skutki ich obecności, sposoby usuwania

Problem wielowymiarowego przepływu ciepła ma miejsce wówczas, gdy ruch ciepła odbywa siew co najmniej dwóch kierunkach, pojawia, się m.in.

• w przegrodach niejednorodnych tzn. o zmiennym przekroju poprzecznym, gdzie następuje pocienienie bądź przerwanie materiału izolacyjnego. W miejscach tych temperatura ulega zmianie w dwóch lub trzech kierunkach wskutek wystąpienia w elemencie materiałów o różnych
• we i wszystkich przegrodach w miejscu liniowych zaburzeń geometrii zwanych liniowymi mostkami termicznymi. Występują one np. wzdłuż połączenia z innym elementem (np. ścianą, stropem), wzdłuż obrzeża otworu,
• w miejscach występowania punktowych zaburzeń geometrii, zwanych punktowymi mostkami termicznymi. Polegają one głównie na przebiciu warstw izolacyjnych elementem o większym oporze dyfuzyjnym (np. wieszakiem, kotwą) i sprawiają, że przepływ ciepła w jego pobliżu jest trójkierunkowy.

Miejsca w przegrodzie bardziej przewodzące ciepło niż przegroda poza tymi miejscami  nazywamy mostkami  cieplnymi. W  miejscach  tych występuje wielokierunkowe przewodzenie ciepła.

Typowymi przykładami mostków są żebra, słupy, nadproża żelbetowe lub stalowe w ścianach.

Skutkiem ich obecności jest przed.’ • wszystkim obniżenie izolacyjności ściany. Poza tym temperatura na wewnętrznej powierzchni w miejscu mostka jest zawsze niższa niż poza mostkiem i dlatego istnieje w tych miejscach niebezpieczeństwo wystąpienia kondensacji pary wodnej (co należy sprawdzić obliczeniowo).

Aby ustrzec się przed skutkami występowania mostków cieplnych należy zapewnić odpowiednią izolację cieplną tych miejsc.

Stateczność cieplna przegród i pomieszczeń

 Zdolność utrzymania ustalonej temperatury powierzchni wewnętrznej przegród zewnętrznych przy zmiennych w czasie temperaturach zewnętrznych i zmieniających  się wydajnościach urządzeń grzejnych lub innych eksploatacyjnych źródeł ciepła. W okresie letnim stateczność cieplna zależy głównie od intensywności promieniowania słonecznego przez powierzchnie przezroczyste, natomiast w okresie zimowym stal zależy od działania urządzeń grzewczych. Wahania temp. są zależne od: masy przegrody, współczynnika: przenikania ciepła „U”,. Im większa masa przegrody tym większa jej pojemność cieplna, tym mniejsze są wahania na wewnętrznej powierzchni przegrody.

Przy analizie wahań temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej najważniejsze jest aby temperatura nie obniżyła się do wart. temp. punktu rosy lub niżej i utrzymywała się w granicach dopuszczalnych różnic temp. pow. wew. i temp. wew. Może to doprowadzić do wykraplania się pary wodnej a w związku z tym do zawilgocenia przegrody, zmniejszenia właściwości termoizolacyjnych i obniżenia trwałości. Stateczność cieplna pomieszczeń: zdolność samoistnego utrzymywania się w pomieszczeniach stałej lub zmiennej w ustalonych dopuszczalnych granicach, temperatury powietrza; względnie tzw. temperatury odczuwalnej w warunkach zmiennych w czasie zjawisk cieplnych, oddziałujących na pomieszczenie. Występuje tylko w pomieszczeniach nie posiadających urządzeń klimatyzacyjnych, jest to problem złożonej wymiany ciepła w układzie wielu ciał, obejmujących przegrody otaczające pomieszczenie i urządzenia grzewcze. W okresie zimowym – problem stabilności temperatury wewnętrznej, w okresie wiosennym – zmienności ze względu na nasłonecznienie i przegrzewanie wnętrz, w okresie letnim – zbyt wysokie temperatury powietrza wewnętrznego.