15. Povrchová vrstva vzduchu

Tepelný odpor

Blízko steny je povrchová vrstva vzduchu, ktorá sa nehýbe a funguje ako izolácia. V miestnosti má povrchová vrstva nasledovný tepelný odpor (pre názornosť vyjadrený náhradnou hrúbkou bieleho polystyrénu EPS):

  • hore (strop) ... 0.10 m.K/W (0,4 cm EPS)
  • zvislo (stena) ... 0.14 m.K/W (0,5 cm EPS)
  • dole (podlaha) ... 0.20 m.K/W (0,8 cm EPS)

Čím rýchlejšie prúdi vzduch, tým je povrchová vrstva tenšia. Von môže mať táto vrstva odpor 0,04 m.K/W.

Pokles teploty

Na povrchovej vrstve vzduchu nastáva zmena teploty. Povrch steny má inú teplotu ako okolitý vzduch. Povrchová vrstva funguje ako izolant, teplota sa rozloží na jednotlivých odporoch steny.

Pomer poklesu teploty na vrstve a rozdielu teplôt medzi exteriérom a interiérom, sa rovná pomeru tepelného odporu vrstvy a celkového odporu steny aj s vrstvami.

ΔT / T = ΔR / R

kde je
ΔT - rozdiel teplôt medzi vzduchom a povrchom steny (°C)
T - rozdiel teplôt medzi exteriérom a interiérom (°C)
ΔR - tepelný odpor povrchovej vrstvy vzduchu (m.K/W)
R - celkový tepelný odpor steny a vrstiev vzduchu (m.K/W)

Príklad 1: Teplota vzduchu v izbe je 21 °C. Aká je vnútorná povrchová teplota stien, ktoré sú postavené z:

  1. 40 cm plná tehla
  2. 30 cm drevo guľatina smrek
  3. 40 cm pórobetón 400 kg/m3

Riešenie:

Najprv spočítame tepelné odpory stien aj povrchovými vrstvami vzduchu R = 0,04 + d / λ + 0,14:

  1. R = 0,04 + 0,4 / 1,2 + 0,14 = 0,513
  2. R = 0,04 + 0,3 / 0,15 + 0,14 = 2,18
  3. R = 0,04 + 0,4 / 0,10 + 0,14 = 4,18

Teraz spočítamé pomery odporov ΔR / R:

  1. 0,14 / 0,513 = 0,272
  2. 0,14 / 2,18 = 0,0642
  3. 0,14 / 4,18 = 0,0335

Rozdiel teplôt medzi interiérom a exteriérom je
T = 21 °C - (-15 °C) = 36 °C

Ďalej si spočítame pokles teploty ΔT = T . (ΔR / R)

  1. 36 °C . 0,272 = 9,8 °C
  2. 36 °C . 0,0642 = 2,3 °C
  3. 36 °C . 0,0335 = 1,2 °C

Povrchová teplota bude Ts = Ti - ΔT

  1. 21 °C - 9,8 °C = 11,2 °C
  2. 21 °C - 2,3 °C = 18,7 °C
  3. 21 °C - 1,2 °C = 19,8 °C

Z uvedeného výpočtu vidno, že zle izolované steny majú nízku povrchovú teplotu, sú nepríjemne chladné. Aby bolo v izbe príjemne teplo, tak pri malých rozdieloch teplôt sa to kompenzuje vyššou teplotou vzduchu. Súčet teplôt stien a vzduchu by mal byť 40 až 42 °C. Ak sú steny príliš chladné, treba dodať sálavú zložku, napríklad akumulačnou kachľovou pecou.

Príklad 2: Základy majú teplotu 6 °C. Aká je teplota podlahy, ktorá je izolovaná:

  1. 5 cm drevené dosky smrek
  2. 5 cm EPS
  3. 10 cm EPS

Riešenie:

Najprv spočítame tepelné odpory izolácií aj s povrchovou vrstvou vzduchu R = d / λ + 0,2:

  1. R = 0,05 / 0,15 + 0,2 = 0,533
  2. R = 0,05 / 0,036 + 0,2 = 1,59
  3. R = 0,10 / 0,036 + 0,2 = 2,98

Teraz spočítamé pomery odporov ΔR / R:

  1. 0,2 / 0,533 = 0,375
  2. 0,2 / 1,59 = 0,126
  3. 0,2 / 2,98 = 0,0671

Rozdiel teplôt medzi interiérom a exteriérom je
T = 21 °C - 6 °C = 15 °C

Ďalej si spočítame pokles teploty ΔT = T . (ΔR / R)

  1. 15 °C . 0,375 = 5,6 °C
  2. 15 °C . 0,126 = 1,9 °C
  3. 15 °C . 0,0671 = 1,0 °C

Povrchová teplota bude Ts = Ti - ΔT

  1. 21 - 5,6 °C = 15,4 °C
  2. 21 °C - 1,9 °C = 19,1 °C
  3. 21 °C - 1,0 °C = 20,0 °C

Z výpočtu vyplýva, že podlahu treba izolovať aspoň 10 cm EPS, aby sa dosihol teplotný komfort ako u stien.

PrílohaVeľkosť
PovrchoveVrstvyVzduchu.png18.48 KB