Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Я вас приветствую на нашем сайте по физике, и сегодня мы поговорим о предотвращении энергетических потерь из зданий, что в последнее время стало вопросом первостепенной важности. Чтобы сделать подсчеты более точными, нужно знать удельную теплопроводность материалов. Удельная теплопроводность материала - это скорость переноса теплоты через проводник, отнесенная к единице площади поверхности материала при единице разности температур между сторонами поверхности материала.
Следовательно,
скорость потери теплоты = удельная теплопроводность х площадь поверхности х разность температур.
Очевидно, что хорошие проводники теплоты имеют высокую удельную теплопроводность, а хорошие изоляторы имеют низкую удельную теплопроводность. Заметьте, что толщина материала в уравнении принята за единицу, но удельная теплопроводность зависит не только от материала, но и от его толщины.
Толстый слой изолятора имеет более низкую удельную теплопроводность, чем тонкий слой. Двойные рамы с прослойкой воздуха между стеклами имеют более низкую удельную теплопроводность, чем рама с одним стеклом. Стена в два пористых кирпича имеет меньшую удельную теплопроводность, чем стена в два обычных кирпича. Удельная теплопроводность еще ниже, если воздушные поры наполнить пеной. Удельная теплопроводность также зависит от внешних условий, например от влажности. Если внешние стороны стен дома мокрые, то удельная теплопроводность увеличивается.
Рассмотрим пример:
Комната имеет стену площадью 10 м и двойную раму площадью 6 м. Стены наполнены пенопластом, удельная теплопроводность их с учетом толщины равна 0,6 Вт/м2 х К. Удельная теплопроводность двойной рамы с учетом толщины 2,8 Вт/м2 х К. Температура внутри дома 20 °С, а снаружи 5 °С. Какова скорость потери тепла?
Разность температур = 20 °С - 5 °С = 15 °С (15 К)
Теряемая мощность (скорость потери энергии) через стены = 0,6 Вт/(м2 х К) х 10 м2 х 15 К = 90 Вт
Теряемая мощность через окна = 2,8 Вт/(м2 х К) х 6 м2 х 15 К = 252 Вт
Общая теряемая мощность = 90 Вт + 252 Вт = 342 Вт
Если стены не наполнены пенопластом (удельная теплопроводность 1,7 Вт/м2 х К) и очно одинарное (6 мм стекло) (удельная теплопроводность 5,6 Вт/(м2 х К), то скорость тепловых потерь:
стена 1,7 Вт/(м2 х К) х 10 м2 х 15 К = 255 Вт
окно 5,6 Вт/(м2 х К) х 6 м2 х 15 К = 504 Вт
в целом 225 Вт + 504 Вт = 759 Вт
Итак, лишние 417 Вт потеряны. Энергия, сэкономленная за день при стенах с пенопластом и двойной раме: 417 Вт х (24 х 60 х 60) с ≈ 36 МДж
Примечание. Тепло также будет теряться через пол, потолок и через стены в смежные комнаты, если в них температура ниже.
