例-壁を通る熱損失
家からの熱損失の主な原因は壁を通ることです。 面積3m x10mの壁を通る熱流束の速度を計算します（A=30m2）。 壁は厚い15cm（L1）であり、k1=1.0W/m.K（悪い断熱材）の熱伝導性の煉瓦から成っている。 室内温度と屋外温度は22℃と-8℃であり、内側と外側の対流熱伝達係数はそれぞれh1=10W/m2kとh2=30W/m2kであると仮定する。 これらの対流係数は、特に周囲および内部条件（風、湿度など）に強く依存することに注意してください。).
- この断熱されていない壁を通る熱流束（熱損失）を計算します。
- ここで、この壁の外側に断熱材を仮定します。 厚さ10cm（L2）のグラスウール断熱材を使用し、熱伝導率はk2=0.023W/mです。Kとこの複合壁を通る熱流束（熱損失）を計算します。
解決策：
書かれているように、熱伝達プロセスの多くは複合システムを含み、伝導と対流の両方の組み合わせを含む。 これらの複合システムでは、U因子として知られている全体的な熱伝達係数で作業することがしばしば便利です。 U因子は、ニュートンの冷却の法則に類似した式によって定義されます:
全体の熱伝達係数は全熱抵抗に関連し、問題の形状に依存します。
- 裸壁
平面壁を通る一次元の熱伝達を仮定し、放射を無視すると、全体の熱伝達係数は次のように計算することができます:
全体の熱伝達係数は次のようになります。
U= 1 / (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53W/m2k
熱流束は次のように簡単に計算できます。
q=3.53×30=105.9W/m2
この壁を通る総熱損失は次のようになります。
qloss=q。 A=105.9×30=3177W
- 断熱複合壁
平面複合壁を通る一次元の熱伝達を仮定すると、熱接触抵抗はなく、放射を無視すると、全体の熱伝達係数は次のように計算:
全体の熱伝達係数は次のようになります。
U= 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.023 + 1/30) = 0.216 熱流束は次のように簡単に計算できます。
q=0.216×30=6.48W/m2
この壁を通る総熱損失は次のようになります。
qloss=q。 A=6.48×30=194W
ご覧のように、断熱材を添加すると熱損失が大幅に減少します。 それは追加されなければならず、断熱材の次の層の追加はそのような高い節約を引き起こさない。 これは、複合壁を通る熱伝達を計算するために使用できる熱抵抗法からよりよく見ることができます。 二つの表面間の定常熱伝達の速度は、それら二つの表面間の全熱抵抗で割った温度差に等しい。
