Tiêu chuẩn ngành xây dựng

Tiêu chuẩn ngành xây dựng tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

BỘ XÂY DỰNG Số 23/ 2003/ Qð-BXD CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ðộc lập - Tự - Hạnh phúc Hà Nội , ngày 15 tháng năm 2003 QUYẾT ðỊNH CỦA BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Về việc ban hành Tiêu chuẩn cách nhiệt chuyển dịch từ tiêu chuẩn ISO thành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 298 : 2003 ; 299 : 2003 300 : 2003 BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG - Căn Nghị ñịnh số 36 / 2003 / Nð - CP ngày 04 / 04 / 2003 Chính Phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Xây dựng - Căn cử biên số 08/ BXD - HðKHKT ngày 15 / 01 / 2003 Hội ñồng Khoa học kỹ thuật chuyên ngành nghiệm thu chuyển dịch 03 tiêu chuẩn quốc tế cách nhiệt - Xét ñề nghị Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ Viện trưởng Viện Nghiên cứu Kiến trúc QUYẾT ðỊNH ðiều : Ban hành kèm theo ñịnh 03 Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam : - TCXDVN 298 : 2003 '' Cấu kiện phận cơng trình - Nhiệt trở độ truyền nhiệt - Phương pháp tính tốn " - TCXDVN 299 : 2003 " Cách nhiệt - Các ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa " - TCXDVN 300 : 2003 " Cách nhiệt - ðiều kiện truyền nhiệt ñặc tính vật liệu Thuật ngữ " ðiều : Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày kể từ ngày ký ban hành ðiều : Các Ông: Chánh Văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Cơng nghệ, Viện trưởng Viện Nghiên cứu Kiến trúc Thủ trưởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết ñịnh / Nơi nhận : - Như ñiều - Tổng Cục TCðLCL - Lưu VP&Vụ KHCN KT/BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Thứ trưởng PGS,TSKH Nguyễn Văn Liên TCXDVN TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:.1996) CẤU KIỆN VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA CƠNG TRÌNHNHIỆT TRỞ VÀ ðỘ TRUYỀN NHIỆT- PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN BUILDING COMPONENTS AND BUILDING ELEMENTS- THERMAL RESISTANCE AND THERMAL TRANSMITTANCE- CALCULATION METHOD HÀ NỘI- 2003 LỜI NÓI ðẦU TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận cơng trình- Nhiệt trở độ truyền nhiệt- Phương pháp tính tốn chấp nhận từ (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận cơng trình- Nhiệt trở độ truyền nhiệt- Phương pháp tính tốn TCXDVN 298: 2003 (ISO 6946:1996)- Cấu kiện phận cơng trình- Nhiệt trở độ truyền nhiệt- Phương pháp tính tốn Viện Nghiên cứu Kiến trúc chủ trì biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ- Bộ Xây dựng ñề nghị ñược Bộ Xây dựng ban hành MỤC LỤC TRANG Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trích dẫn 3 ðịnh nghĩa ký hiệu 4 Nguyên tắc 5 Nhiệt trở 6 Tổng nhiệt trở 11 ðộ truyền nhiệt 15 Phụ lục Phụ lục A- Nhiệt trở bề mặt Phụ lục B- Nhiệt trở khoảng khơng khí khơng 16 thơng gió 19 Phụ lục C- Tính tốn độ truyền nhiệt cấu kiện hình nêm 22 Phụ lục D- Hiệu chỉnh ñộ truyền nhiệt 26 Phụ lục E- Các ví dụ việc hiệu chỉnh khe khơng khí 29 Phần giới thiệu ðộ truyền nhiệt tính tốn theo tiêu chuẩn phù hợp với việc xác định dòng nhiệt truyền qua cấu kiện cơng trình nêu phạm vi áp dụng tiêu chuẩn ðối với hầu hết mục đích, dòng nhiệt tính tốn ứng với loại nhiệt ñộ sau: - Bên : Nhiệt độ tổng hợp khơ - Bên ngồi : Nhiệt độ khơng khí TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM CẤU KIỆN VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA CƠNG TRÌNHNHIỆT TRỞ VÀ ðỘ TRUYỀN NHIỆT- PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN BUILDING COMPONENTS AND BUILDING ELEMENTS- THERMAL RESISTANCE AND THERMAL TRANSMITTANCE- CALCULATION METHOD Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy ñịnh phương pháp tính nhiệt trở độ truyền nhiệt cấu kiện phận cơng trình, trừ cửa ñi, cửa sổ phận khác có lắp kính, cấu kiện có liên quan ñến việc truyền nhiệt xuống ñất, cấu kiện mà khơng khí lọt qua Phương pháp tính dựa độ truyền nhiệt thiết kế thích hợp nhiệt trở vật liệu sản phẩm có liên quan Phương pháp áp dụng cho cấu kiện phận cơng trình bao gồm lớp chịu nhiệt đồng (kể lớp khơng khí) Tiêu chuẩn quy định phương pháp gần ñúng áp dụng cho lớp chịu nhiệt khơng đồng nhất, trừ trường hợp lớp cách nhiệt có cầu nối kim loại Tiêu chuẩn trích dẫn ISO 10456 - Cách nhiệt- Vật liệu sản phẩm xây dựng - Xác ñịnh giá trị nhiệt quy ñịnh theo thiết kế TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345 : 1987) Cách nhiệt- Các ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa ðịnh nghĩa ký hiệu 3.1 ðịnh nghĩa Các thuật ngữ ñây nêu TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345:1987) Cách nhiệtCác ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa ñược áp dụng cho tiêu chuẩn 3.1.1 Cấu kiện cơng trình : Phần cơng trình tường, sàn, mái 3.1.2 Bộ phận cơng trình : Cấu kiện cơng trình phần cấu kiện Ghi : Trong tiêu chuẩn từ “bộ phận” ñược dùng ñể cấu kiện phận 3.1.3 Giá trị nhiệt thiết kế : ðộ dẫn nhiệt thiết kế hay nhiệt trở thiết kế Ghi chú: Một sản phẩm xác định có nhiều giá trị nhiệt thiết kế ứng dụng khác điều kiện mơi trường khác 3.1.4 ðộ dẫn nhiệt thiết kế : Giá trị ñộ dẫn nhiệt vật liệu xây dựng sản phẩm ñiều kiện bên bên ngồi cụ thể, coi tính đặc trưng vật liệu hay sản phẩm liên kết với phận cơng trình 3.1.5 Nhiệt trở thiết kế : Giá trị nhiệt trở sản phẩm xây dựng ñiều kiện bên bên ngồi đặc biệt, coi tính đặc trưng sản phẩm liên kết với phận cơng trình 3.1.6 Lớp chịu nhiệt đồng nhất: Lớp có độ dày khơng đổi có đặc tính dẫn nhiệt coi 3.2 Ký hiệu ñơn vị Ký hi u ð i l
ng ðơn v A Diện tích m R Nhiệt trở thiết kế m2.K/W Rg Nhiệt trở khoảng khơng khí m2.K/W Rse Nhiệt trở bề mặt bên m2.K/W Rsi Nhiệt trở bề mặt bên m2.K/W RT Tổng nhiệt trở (môi trường tới môi trường) m2.K/W R’T Giới hạn tổng nhiệt trở m2.K/W R’’T Giới hạn tổng nhiệt trở m2.K/W Ru Nhiệt trở bề mặt khơng đốt nóng m2.K/W U ðộ truyền nhiệt W/(m2.K) d Chiều dày M h Hệ số trao ñổi nhiệt W/(m2.K) λ Hệ số dẫn nhiệt W/(m.K) Nguyên tắc Nguyên tắc phương pháp tính, : a) tính nhiệt trở phần chịu nhiệt ñồng cấu kiện b) kết hợp nhiệt trở thành phần ñơn lẻ ñể tính ñược tổng nhiệt trở cấu kiện, kể tác ñộng nhiệt trở bề mặt (tại nơi thích hợp) Nhiệt trở phận đơn lẻ tính tốn theo quy định mục 5.1 Các giá trị nhiệt trở bề mặt quy ñịnh mục 5.2 phù hợp với hầu hết trường hợp Phụ lục A đưa quy trình tính tốn chi tiết cho bề mặt xạ nhiệt thấp, với tốc độ gió bên ngồi xác định bề mặt khơng phẳng Các lớp khơng khí nêu tiêu chuẩn ñược xem lớp chịu nhiệt ñồng Giá trị nhiệt trở lớp khơng khí lớn với bề mặt xạ nhiệt cao ñược quy ñịnh mục 5.3 phụ lục B ñưa quy trình tính tốn cho trường hợp khác Nhiệt trở lớp tính tốn kết hợp sau : - ðối với cấu kiện có lớp chịu nhiệt đồng nhất, tổng nhiệt trở tính theo quy ñịnh mục 6.1 ñộ truyền nhiệt theo quy ñịnh mục - ðối với cấu kiện có nhiều lớp chịu nhiệt khơng đồng nhất, tổng nhiệt trở tính theo quy ñịnh mục 6.2 ñộ truyền nhiệt theo quy ñịnh mục - ðối với cấu kiện có lớp chịu nhiệt dạng hình nêm tính tốn độ truyền nhiệt tổng nhiệt trở theo quy ñịnh phụ lục C Cuối cùng, việc hiệu chỉnh ñộ truyền nhiệt ñược lấy theo phụ lục D, có tính đến hiệu ứng khe khơng khí cách nhiệt, mối nối khí xuyên qua lớp cách nhiệt ñọng nước mái dốc ngược ðộ truyền nhiệt theo cách tính áp dụng mơi trường tác động lên phía cấu kiện đề cập, ví dụ mơi trường bên mơi trường bên ngồi, hai mơi trường bên trong trường hợp có vách ngăn, mơi trường bên với khơng gian khơng nung nóng Quy trình tính tốn đơn giản hố quy ñịnh mục 5.4 ñể xử lý không gian không ñược nung nóng tác ñộng nhiệt trở Nhiệt trở 5.1 Nhiệt trở lớp ñồng Giá trị nhiệt thiết kế ñược ñưa hệ số dẫn nhiệt nhiệt trở thiết kế Nếu biết hệ số dẫn nhiệt tính nhiệt trở lớp chịu nhiệt theo công thức sau: d R = (1) λ Trong : d : Chiều dày lớp vật liệu phận cơng trình λ : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu, tính theo ISO/DIS 10456-2 lấy từ giá trị kê theo bảng Ghi chú: Chiều dày d khác so với chiều dày danh nghĩa (ví dụ sản phẩm chịu nén lắp dựng trạng thái bị nén, d nhỏ chiều dày danh nghĩa Trong thực tế dung sai chiều dày cho phép lấy d phù hợp (ví dụ trường hợp dung sai âm) Giá trị nhiệt trở ñược dùng tính tốn lấy số thập phân 5.2 Nhiệt trở bề mặt Sử dụng giá trị bảng cho bề mặt phẳng trường hợp thiếu thơng tin xác định ñiều kiện biên Các giá trị cột nằm ngang áp dụng cho hướng dòng nhiệt ± 30o tính từ mặt phẳng nằm ngang ðối với bề mặt khơng phẳng điều kiện biên đặc biệt áp dụng theo phụ lục A BẢNG : NHIỆT TRỞ BỀ MẶT ðơn vị : m2 K/W Nhi t tr b m t H
ng dòng nhi t ði lên N m ngang ði xu ng Rsi 0,10 0,13 0,17 Rse 0,04 0,04 0,04 Chú ý : Những giá trị bảng giá trị thiết kế ðối với trường hợp cần thơng báo độ truyền nhiệt phận trường hợp yêu cầu giá trị độc lập với hướng dòng nhiệt khuyến nghị áp dụng theo giá trị dòng nhiệt theo phương nằm ngang 5.3 Nhiệt trở lớp khơng khí Các giá trị quy định mục áp dụng cho lớp khơng khí: - ðược giới hạn hai mặt song song vuông góc với hướng dòng nhiệt có hệ số xạ nhiệt khơng nhỏ 0,8; - Có chiều dày (theo hướng dòng nhiệt) nhỏ 0,1 lần hai kích thước khơng lớn 0,3m; Ghi chú: ðộ truyền nhiệt riêng lẻ khơng nên tính cho phận có lớp khơng khí dày 0,3m Hơn nữa, dòng nhiệt nên tính tốn cách thực cân nhiệt (Xem ISO/DIS 13789- ðặc tính nhiệt cơng trình-Hệ số tổn thất truyền nhiệt- Phương pháp tính tốn) - Khơng có trao đổi khơng khí với mơi trường bên Nếu khơng áp dụng điều kiện sử dụng theo quy trình phụ lục B 5.3.1 Lớp khơng khí khơng thơng gió Lớp khơng khí khơng thơng gió lớp khơng cho dòng khơng khí qua Giá trị nhiệt trở thiết kế ñược quy ñịnh bảng Các giá trị cột nằm ngang áp dụng cho hướng dòng nhiệt ± 30o tính từ mặt phẳng nằm ngang BẢNG NHIỆT TRỞ CỦA LỚP KHƠNG KHÍ KHƠNG ðƯỢC THƠNG GIĨ: CÁC BỀ MẶT BỨC XẠ NHIỆT CAO (m2.K/W) Chi u dày l p khơng khí (mm) ñi lên n m ngang ñi xu ng 0,00 0,00 0,00 o,11 o,11 0,11 0,13 0,13 0,13 10 0,15 0,15 0,15 15 0,16 0,17 0,17 25 0,16 0,18 0,19 50 0,16 0,18 0,21 100 0,16 0,18 0,22 300 0,16 0,18 0,23 H
ng dòng nhi t Chú ý: Các giá trị trung gian tính tốn theo nội suy tuyến tính Một lớp khơng khí khơng có lớp cách nhiệt mơi trường bên ngồi có khe hở nhỏ với mơi trường bên ngồi, coi lớp khơng khí khơng thơng gió, khe hở khơng bố trí phép khơng khí thổi qua lớp diện tích khe hở khơng vượt q : - 500mm2 cho mét chiều dài ñối với lớp khơng khí theo phương thẳng đứng; - 500mm2 cho mét vng diện tích bề mặt lớp khơng khí theo phương nằm ngang1) Ghi chú: Các khe nước (các lỗ rò rỉ nước) dạng mối nối mở theo phương thẳng ñứng nằm ngồi khối xây khơng coi lỗ thơng gió 5.3.2 Lớp khơng khí thơng gió nhẹ Một lớp khơng khí thơng gió nhẹ lớp có luồng khơng khí giới hạn thổi qua từ mơi trường bên qua khe hở nằm giới hạn sau: - >500mm2 ≤ 1500mm2 cho mét chiều dài lớp khơng khí theo phương thẳng đứng; - > 500mm2 ≤ 1500mm2 cho mét vuông diện tích bề mặt lớp khơng khí nằm ngang Nhiệt trở thiết kế lớp khí thơng gió nhẹ nửa giá trị tương ñương cho bảng Tuy nhiên, nhiệt trở lớp khơng khí mơi trường bên ngồi lớn 0,15m2.K/W, thay giá trị 0,15m2.K/W 5.3.3 Lớp khơng khí thơng gió tốt Một lớp khơng khí thơng gió tốt lớp có khe hở lớp khơng khí mơi trường bên ngoài, lớn hơn: : - 1500mm2 cho mét chiều dài lớp khơng khí theo phương thẳng đứng; - 1500mm2 cho mét vng diện tích bề mặt lớp khơng khí theo phương nằm ngang Tổng nhiệt trở cấu kiện xây dựng có lớp khơng khí thơng gió tốt tính tốn cách khơng tính đến nhiệt trở lớp khơng khí tất lớp khác lớp khơng khí với mơi trường bên ngoài, kể nhiệt trở bề mặt bên ngồi tương ứng với khơng khí n lặng (tức tương ứng với nhiệt trở bề mặt bên phận) 1) ðối với lớp khơng khí thẳng đứng biên độ biểu thị diện tích khe hở mét chiều dài ðối với lớp khơng khí nằm ngang biểu thị diện tích khe hở mét vng diện tích 5.4 Nhiệt trở khoảng khơng gian khơng bị nung nóng Khi lớp vỏ bao che bên ngồi khoảng khơng gian khơng bị nung nóng khơng cách nhiệt, quy trình đơn giản sau để tính khoảng khơng gian khơng bị nung nóng ñược áp dụng Ghi chú: ISO/DIS 13789- ðặc tính nhiệt cơng trình- Hệ số tổn thất độ truyền nhiệt- Phương pháp tính tốn, áp dụng cho trường hợp chung trường hợp có độ xác cao Quy trình tính tốn độ truyền nhiệt từ cơng trình tới mơi trường bên ngồi khoảng khơng gian khơng bị nung nóng cần áp dụng u cầu có kết xác ðối với khoảng không bên sàn treo xem ISO/DIS 13370- ðặc tính nhiệt cơng trình-Truyền nhiệt mặt đất Phương pháp tính tốn CÁC ðẠI LƯỢNG VẬT LÝ VÀ ðỊNH NGHĨA 2.1 NHIỆT; NHIỆT LƯỢNG 2.2 LƯU LƯỢNG DÒNG NHIỆT: NHIỆT LƯỢNG TRUYỀN ðẠI LƯỢNG ðƠN VỊ Q J φ W Q W/M2 Q1 W/M λ W/(M.K) TỚI HOẶC TRUYỀN TỪ MỘT HỆ THỐNG CHIA CHO THỜI GIAN: DQ φ = -DT 2.3 CƯỜNG ðỘ DÒNG NHIỆT: LƯU LƯỢNG DÒNG NHIỆT CHIA CHO DIỆN TÍCH: Dφ φ Q = DA Ghi chú: Từ “cường độ” thay thuật ngữ “cường độ bề mặt” nhầm lẫn với thuật ngữ “cường ñộ theo chiều dài”(2.4) 2.4 Cường độ theo chiều dài dòng nhiệt: Lưu lượng dòng nhiệt chia cho chiều dài: Dφ φ q1 = -dl 2.5 Hệ số dẫn nhiệt: ðại lượng ñược xác ñịnh theo biểu thức ñây: q = − λ grad T Ghi chú: Khái niệm xác hệ số dẫn nhiệt cho phần phụ lục Khái niệm liên quan tới việc sử dụng khái niệm hệ số dẫn nhiệt cho vật liệu xốp ñẳng hướng dị hướng, ảnh hưởng nhiệt ñộ ñiều kiện thử nghiệm 2.6 Nhiệt trở suất: ðại lượng ñược xác ñịnh hệ thức ñây: R (M.K)/W grad T = − rq Ghi chú: Khái niệm xác nhiệt trở suất cho phần phụ lục 2.7 *Nhiệt trở 1) : Chênh lệch nhiệt độ chia cho cường độ dòng nhiệt trạng thái ổn ñịnh R (m2.K)/W T1 - T2 R = q Ghi chú: ðối với lớp phẳng sử dụng khái niệm hệ số dẫn nhiệt tính chất khơng đổi tuyến tính với nhiệt độ (xem phụ lục) thì: d R = λ Trong d chiều dày lớp Các ñịnh nghĩa giả thiếtt ñịnh nghĩa hai nhiệt ñộ tham chiếu T1, T2 diện tích mà cường độ dòng nhiệt truyền qua đồng 1) Theo ISO 31/4 “nhiệt trở” gọi “vật cách nhiệt” “hệ số cách nhiệt”, ký hiệu M Nhiệt trở liên quan tới vật liệu, cấu trúc bề mặt Nếu T1 T2 nhiệt ñộ bề mặt chất rắn mà bề mặt chất lỏng, nhiệt độ tham chiếu phải xác ñịnh trường hợp cụ thể (có tham chiếu với truyền nhiệt ñối lưu tự hay cưỡng xạ nhiệt từ vật xung quanh, v.v ) Khi xác định giá trị nhiệt trở phải biết T1 T2 “Nhiệt trở” ñược thay thuật ngữ “Nhiệt trở bề mặt” nhầm lẫn với thuật ngữ “Nhiệt trở theo chiều dài” (2.8) 2.8 * Nhiệt trở theo chiều dài1): Chênh lệch nhiệt ñộ chia cho cường ñộ dòng nhiệt theo chiều dài điều kiện ổn định: T1 - T2 R1 =- q1 Ghi chú: Giả thiết hai nhiệt ñộ tham chiếu T1, T2 chiều dài mà cường ñộ theo chiều dài dòng nhiệt R1 (m.K)/W đồng Nếu bên hệ thống T1 T2 nhiệt ñộ bề mặt chất rắn mà bề mặt chất lỏng nhiệt độ tham chiếu phải ñược xác ñịnh trường hợp cụ thể (có ý đến truyền nhiệt đối lưu hay cưỡng xạ nhiệt từ mặt xung quanh, v.v ) Khi xác ñịnh giá trị nhiệt trở theo chiều dài phải biết T1 T2 h W/(m2.K) A W/(m2.K) A1 W/(m.K) U1 W/(m2.K) q h = T S - Ta Ghi chú: Giả thiết bề mặt truyền nhiệt, nhiệt ñộ bề mặt Ts , nhiệt độ khơng khí Ta xác định (có tham chiếu với truyền nhiệt đối lưu tự hay cưỡng xạ nhiệt từ mặt xung quanh, v.v ) 2.10 ðộ dẫn nhiệt: Số nghịch ñảo nhiệt trở từ bề mặt tới bề mặt điều kiện cường độ dòng nhiệt ñồng A= R Ghi chú: “ðộ dẫn nhiệt” ñược thay “ñộ dẫn nhiệt bề mặt” bị nhầm lẫn với thuật ngữ “ñộ dẫn nhiệt theo chiều dài” (2.11) 2.11 ðộ dẫn nhiệt theo chiều dài : Số nghịch ñảo nhiệt trở theo chiều dài từ bề mặt tới bề mặt ñiều kiện cường ñộ dòng nhiệt đồng A1 = -R1 2.12 ðộ truyền nhiệt: Lưu lượng dòng nhiệt ñiều kiện ổn ñịnh chia cho tích số diện tích chênh lệch nhiệt độ mơi trường hai phía hệ thống: φ U1 = -(T1 – T2)A Ghi chú: Giả thiết hệ thống, hai nhiệt ñộ tham chiếu T1, T2 ñiều kiện biên khác xác ñịnh “ðộ truyền nhiệt” ñược thay thuật ngữ “ðộ truyền nhiệt bề mặt” nhầm lẫn với thuật ngữ “ðộ truyền nhiệt theo chiều dài” (2.13) Số nghịch ñảo ñộ truyền nhiệt tổng nhiệt trở mơi trường hai phía hệ thống: 2.13 ðộ truyền nhiệt theo chiều dài: Lưu lượng dòng nhiệt điều kiện ổn định chia cho tích số chiều dài chênh lệch nhiệt độ mơi trường hai phía hệ thống: U1 W/(m.K) C J/K c J/(kg.K) 2.15.1 Nhiệt dung riêng áp suất khơng đổi cp J/(kg.K) 2.15.2 Nhiệt dung riêng thể tích khơng đổi cv J/(kg.K) a m2/s φ U1 = (T1 – T2 )l Ghi chú: Giả thiết hệ thống, hai nhiệt ñộ tham chiếu T1, T2 ñiều kiện biên xác ñịnh Số nghịch ñảo ñộ truyền nhiệt theo chiều dài tổng nhiệt trở theo chiều dài mơi trường hai phía hệ thống: 2.14 Nhiệt dung: ðại lượng ñược xác ñịnh ñẳng thức sau: dQ C = -dT Ghi chú: Khi nhiệt ñộ hệ thống tăng lên lượng dT tăng thêm lượng nhỏ nhiệt dQ ñại lượng dQ/dT gọi nhiệt dung 2.15 Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung chia cho khối lượng 2.16 *Hệ số dẫn nhiệt độ:ðộ dẫn nhiệt chia cho tích số khối lượng riêng nhiệt dung riêng λ a = -ρc Ghi chú: ðối với chất lỏng, nhiệt dung riêng thích hợp cp ðỊNH NGHĨA NÀY GIẢ THIẾT MÔI TRƯỜNG ðỒNG NHẤT, KHƠNG TRONG SUỐT Hệ số dẫn nhiệt độ có liên quan tới trạng thái khơng ổn định đo trực tiếp tính tốn cơng thức từ ñại lượng ñược ño riêng rẽ Ngồi ra, hệ số dẫn nhiệt độ có kể ñến thay ñổi nhiệt ñộ bên khối vật liệu nhiệt ñộ bề mặt thay ñổi Hệ số dẫn nhiệt ñộ vật liệu cao nhiệt độ bên vật liệu nhạy cảm với thay ñổi nhiệt ñộ bề mặt 2.17 Hệ số hàm nhiệt: Căn bậc hai tích số ñộ dẫn nhiệt, khối lượng riêng nhiệt dung riêng b J/(m2.Ks1/2) b = √λρc Ghi chú: ðối với chất lỏng, nhiệt dung riêng thích hợp cp ðặc tính liên quan tới điều kiện khơng ổn định Nó đo tính tốn cơng thức từ đại lượng đo riêng rẽ Ngoài ra, hệ số hàm nhiệt thể thay ñổi nhiệt ñộ bề mặt vật liệu cường độ dòng nhiệt qua bề mặt thay đổi Hệ số hàm nhiệt vật liệu thấp nhiệt ñộ bề mặt nhạy cảm với thay đổi dòng nhiệt bề mặt ðặc tính lượng cơng trình: 3.1 Hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích: Lưu lượng dòng FV nhiệt từ cơng trình chia cho tích số thể tích chênh lệch nhiệt độ mơi trường bên bên ngoài: W/(m3.K) Φ FV = V∆T Ghi chú: Lưu lượng dòng nhiệt bao gồm:các tác động truyền nhiệt qua vỏ bao che cơng trình, hệ thống thơng gió, xạ mặt trời, v.v Trong đại lượng thể tích V phải xác định Khi áp dụng hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích chấp nhận định nghĩa nhiệt độ bên trong, nhiệt độ bên ngồi, thể tích tác ñộng nhiệt khác gây lưu lượng dòng nhiệt 3.2 Hệ số tổn thất nhiệt theo diện tích: Lưu lượng dòng nhiệt từ cơng trình chia cho tích số diện tích chênh lệch nhiệt độ mơi trường bên bên ngoài: FS W/(m2.K) φ FS = -A ∆T GHI CHÚ: LƯU LƯ NG DÒNG NHI T CÓ TH BAO G M CÁC TÁC ð NG TRUY N NHI T QUA V BAO CHE C A CƠNG TRÌNH, H TH NG THƠNG GIĨ, B C X M T TR I,V.V DI N TÍCH CĨ TH LÀ DI N TÍCH V BAO CHE, DI N TÍCH SÀN Khi áp dụng hệ số tổn thất nhiệt theo thể tích chấp nhận định nghĩa nhiệt độ bên trong, nhiệt độ bên ngồi, thể tích tác động nhiệt khác gây lưu lượng dòng nhiệt n h-1 4.1 Nhiệt ñộ nhiệt ñộng lực T K 4.2 Nhiệt ñộ bách phân θ 4.3 Chiều dày d M 4.4 Chiều dài l M 4.5 Chiều rộng b M 4.6 Diện tích A m2 4.7 Thể tích V m3 4.8 ðường kính D M 4.9 Thời gian t S 4.10 Khối lượng M Kg 4.11 Khối lượng riêng ρ kg/m3 3.3 Bội số trao đổi khơng khí: Số lần thay đổi khơng khí thể tích xác định chia cho thời gian: Ghi chú: ðơn vị bội số trao đổi khơng khí (h-1) khơng phải ñơn vị ño hệ SI Tuy vậy, số lần thay đổi khơng khí nói chung ñược chấp nhận ñể thể bội số trao đổi khơng khí Ký hiệu đơn vị đo ñại lượng khác: C Các ký hiệu phụ: ðể tránh nhầm lẫn cần phải sử dụng ký hiệu phụ dấu hiệu nhận biết khác Trong trường hợp ý nghĩa chúng cần phải rõ ràng Những ký hiệu phụ ñây khuyến cáo sử dụng: - bên (interior) i - bên (exterior) e - bề mặt (surface) s - mặt (interior surface) si - mặt (exterior surface) se - dẫn truyền (conduction) cd - ñối lưu (convection) cv - xạ (radiation) r - tiếp xúc (contact) c - khơng gian khí (khơng khí) (gas (air) space) g - môi trường xung quanh (ambient) a PHỤ LỤC KHÁI NIỆM VỀ ðỘ DẪN NHIỆT A.0 Giới thiệu ðể hiểu rõ thêm khái niệm ñộ dẫn nhiệt áp dụng, phụ lục đưa cách giải thích theo tốn học xác A.1 Gradian nhiệt (grad T) ñiểm P ðÂY LÀ MỘT VÉCTƠ THEO HƯỚNG PHÁP TUYẾN N VỚI MẶT ðẲNG NHIỆT CHỨA ðIỂM P ðỘ LỚN CỦA NÓ BẰNG ðẠO HÀM CỦA NHIỆT ðỘ T THEO KHOẢNG CÁCH TỪ P DỌC THEO PHƯƠNG PHÁP TUYẾN N, VÉCTƠ ðƠN VỊ LÀ EN Từ định nghĩa có: ∂T grad T.en = (1) ∂n A.2 Cường độ dòng nhiệt bề mặt, q, điểm P (bề mặt có dòng nhiệt truyền qua) ðược xác định sau: dφ q=( )P (2) dA Khi ñề cập ñến trao ñổi nhiệt dẫn nhiệt ñiểm vật thể nơi tồn dẫn nhiệt đại lượng q phụ thuộc vào hướng bề mặt (tức phụ thuộc vào hướng pháp tuyến ñiểm P tới bề mặt diện tích A) tìm ñược hướng pháp tuyến n với bề mặt diện tích An chứa điểm P, nơi mà trị số q có giá trị lớn ñược ký hiệu véctơ q: ∂φ q= ( ) Pen (3) ∂An ðối với bề mặt diện tích AS qua điểm P, cường độ dòng nhiệt bề mặt q thành phần véc tơ q theo hướng pháp tuyến tới bề mặt điểm P Véctơ q gọi “mật độ dòng nhiệt” (khơng phải cường độ dòng nhiệt) Thuật ngữ “dòng nhiệt” “lưu lượng dòng nhiệt” cách nói tương đương đề cập tới dẫn nhiệt Bất kỳ véctơ q xác ñịnh ñược (ñối với truyền nhiệt ñối lưu hầu hết trường hợp truyền nhiệt xạ), sử dụng thuật ngữ “lưu lượng dòng nhiệt” “cường độ dòng nhiệt bề mặt” A.3 Nhiệt trở suất r ñiểm P ðây ñại lượng cho phép tính tốn véctơ grad T điểm P từ véctơ q ñiểm P ñịnh luật Fourier Trường hợp ñơn giản (vật liệu ñẳng nhiệt) grad T q song song ngược chiều, lúc r ñược xác ñịnh ñiểm hệ số tỷ lệ véctơ grad T q: grad T = - rq (4) Trong trường hợp r hệ số tỷ lệ nghịch thành phần grad T q ñiểm dọc theo hướng s không phụ thuộc vào hướng s ñã chọn Trong trường hợp chung (vật liệu ñẳng hướng dị hướng), ba thành phần xác ñịnh grad T ñại lượng tỷ lệ tuyến tính thành phần véctơ q Do nhiệt trở suất xác định thơng qua tenxơ [r] chín hệ số đại lượng tỷ lệ tuyến tính theo hệ thức : grad T = - [r] q (5) Nếu nhiệt trở suất r [r] khơng đổi theo toạ độ thời gian, xem đặc tính nhiệt nhiệt độ cho A.4 ðộ dẫn nhiệt λ ñiểm P ðây ñại lượng cho phép để tính tốn véctơ q điểm P từ véctơ grad T điểm P, có nghĩa tích số độ dẫn nhiệt với nhiệt trở suất một ñơn vị tenxơ Nếu q grad T song song ngược chiều thì: q = - λ grad T (6) λr = Giống nhiệt trở suất, ñộ dẫn nhiệt hầu hết trường hợp tenxơ [λ ] chín hệ số đại lượng tỷ lệ tuyến tính thuộc thành phần grad T mà hệ số xác ñịnh thành phần q theo hệ thức ñây: q = - λgrad T (7) Như [λ ] xác định cách ñảo ngược [r ] ngược lại Nếu ñộ dẫn nhiệt λ [λ ] không ñổi theo toạ độ thời gian, xem đặc tính nhiệt nhiệt độ cho ðộ dẫn nhiệt hàm số nhiệt ñộ hướng (vật liệu dị hướng) Do cần biết mối quan hệ thơng số Hãy xem xét vật thể có chiều dày d ñược giới hạn hai mặt phẳng song song đẳng nhiệt, có nhiệt độ T1 T2 , mặt có diện tích A Các mép bên bao quanh mặt vật thể giả thiết đoạn nhiệt thẳng góc với chúng Giả thiết vật thể ñược tạo vật liệu ổn định, đồng đẳng hướng (hoặc khơng đẳng hướng -dị hướng- với trục đối xứng vng góc với mặt chính) Trong điều kiện hệ thức ñây = ñạo hàm từ ñịnh luật Fourier trạng thái ổn ñịnh ñược áp dụng hệ số dẫn nhiệt λ [λ ], nhiệt trở suất r [r] không phụ thuộc nhiệt ñộ: φd λ= d = r = A(T1 - T2) A(T1 – T2) R= R d = φ (8) = rd λ (9) Nếu tất ñiều kiện ñược ñáp ứng (ngoại trừ hệ số dẫn nhiệt λ [λ] hàm số tuyến tính nhiệt độ áp dụng hệ thức hệ số dẫn nhiệt tính nhiệt độ trung bình T1 + T Tm = Tương tự, vật thể có chiều dài l ñược giới hạn hai mặt ñẳng nhiệt, hình lăng trụ, đồng trục có nhiệt độ T1 T2 ñường kính D1 D2 tương ứng, hai ñầu vật thể mặt ñoạn nhiệt phẳng vng góc với hình lăng trụ, vật liệu ổn định, đồng đẳng hướng, hệ thức ñây = ñạo hàm từ ñịnh luật Fourier ñiều kiện ổn ñịnh ñược áp dụng ñộ dẫn nhiệt λ nhiệt trở suất r khơng phụ thuộc vào nhiệt độ : De D De φln ln Di λ= = r Di = (10) 2πl(T1- T2 ) (T1 – T2 ) π/D R= R D = φ λ De D ln = r Di De ln (11) Di Trong D đường kính bên ngồi bên đường kính xác định khác Nếu tất ñiều kiện ñều ñược ñáp ứng ngoại trừ hệ số dẫn nhiệt λ hàm số tuyến tính nhiệt độ hệ thức ñược áp dụng hệ số dẫn nhiệt ñược tính theo nhiệt độ trung bình qua biểu thức sau: T1 + T2 Tm = Với giới hạn trên, cơng thức (8), (10) thường sử dụng để xác định hệ số dẫn nhiệt mơi trường khơng suốt, ñồng từ ñại lượng ñã ño nhiệt độ trung bình Tm Tương tự, cơng thức (8) (10) thường dùng để xác định đặc tính nhiệt mơi trường xốp từ ñại lượng ño ñược mà ñối với chúng trình truyền nhiệt tổng hợp bao gồm ba phương thức : xạ, dẫn nhiệt đơi đối lưu nhiệt ðặc tính nhiệt đo đại diện cho tất phương thức truyền nhiệt nêu gọi độ dẫn nhiệt (đơi gọi ñộ dẫn nhiệt biểu kiến, tương ñương hiệu quả) mơi trường xốp đồng khơng phụ thuộc vào kích thước hình học mẫu đo, tính chất xạ nhiệt bề mặt giới hạn mẫu ño chênh lệch nhiệt ñộ (T1 - T2) Khi điều kiện khơng thoả mãn, nhiệt trở bề mặt phải ñược sử dụng ñể biểu thị đặc tính mẫu đo với kích thước hình học, chênh lệch nhiệt độ (T1 -T2 ) với ñộ xạ nhiệt ñã cho mặt bên mẫu ño - TCXDVN TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 300: 2003… (ISO 9251 : 1987) CÁCH NHIỆT - ðIỀU KIỆN TRUYỀN NHIỆT VÀ CÁC ðẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU- THUẬT NGỮ THERMAL INSULATION- HEAT TRANSFER CONDITIONS AND PROPERTIES OF MATERIALS- VOCABULARY HÀ NỘI-2003 LỜI NÓI ðẦU TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251:1987)- Cách nhiệt- ðiều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ chấp nhận từ ISO (ISO 9251:1987)- Cách nhiệt- ðiều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ TCXDVN 300: 2003 (ISO 9251:1987)- Cách nhiệt- ðiều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu- Thuật ngữ Viện Nghiên cứu Kiến trúc biên soạn, Vụ khoa học Cơng nghệ- Bộ Xây dựng đề nghị ñược Bộ Xây dựng ban hành Phần giới thiệu TIÊU CHUẨN NÀY LÀ MỘT TRONG SỐ CÁC TIÊU CHUẨN VỀ THUẬT NGỮ DÙNG CHO CÁCH NHIỆT Các tiêu chuẩn bao gồm : - TCXDVN 299: 2003 (ISO 7345-1987)- Cách nhiệt- Các ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa - ISO 9346- Cách nhiệt- Truyền nhiệt- Các ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa - ISO 9229- Cách nhiệt- Vật liệu sản phẩm cách nhiệt—Thuật ngữ 1) - ISO 9288- Cách nhiệt-Truyền nhiệt xạ-Các ñại lượng vật lý ñịnh nghĩa TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM CÁCH NHIỆT - ðIỀU KIỆN TRUYỀN NHIỆT VÀ CÁC ðẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU- THUẬT NGỮ THERMAL INSULATION- HEAT TRANSFER CONDITIONS AND PROPERTIES OF MATERIALS- VOCABULARY Phạm vi ñối tượng áp dụng Tiêu chuẩn ñịnh nghĩa thuật ngữ ñược sử dụng lĩnh vực cách nhiệt nhằm mô tả điều kiện truyền nhiệt đặc tính vật liệu Các ñiều kiện truyền nhiệt 2.1.Trạng thái ổn ñịnh : Là ñiều kiện truyền nhiệt tất thơng số liên quan khơng đổi theo thời gian 2.2 Trạng thái khơng ổn định : Là ñiều kiện truyền nhiệt thông số liên quan biến ñổi theo thời gian 2.3 Trạng thái chu kỳ : Là trạng thái khơng ổn định điều kiện giá trị thông số liên quan lặp lại sau khoảng thời gian mà khơng phụ thuộc vào ñiều kiện ban ñầu 2.4 Trạng thái chuyển tiếp : Là trạng thái khơng ổn định giá trị thơng số liên quan biến ñổi tiệm cận từ trạng thái ban ñầu, ñến trạng thái ổn ñịnh trạng thái chu kỳ 2.5 Truyền nhiệt : Là truyền lượng nhờ dẫn truyền nhiệt, ñối lưu nhiệt xạ nhiệt, tổng hợp tất phương thức 1) Trong giai đoạn soạn thảo ðặc tính vật liệu 3.1 ðộ xốp, ξ : Tổng thể tích khoảng rỗng vật liệu xốp chia cho tổng thể tích vật liệu Ghi : ðộ xốp vật liệu xác định cơng thức sau : ρ - ρg ξ= 1— ρs - ρg Trong : ρ : Khối lượng riêng biểu kiến vật liệu ; ρs: Khối lượng phần ñặc vật liệu ; ρg: Khối lượng riêng khơng khí khỏang rỗng vật liệu Khối lượng riêng biểu kiến vật liệu ñược xác ñịnh phương pháp thực nghiệm 3.2 ðộ xốp cục bộ, ξp : ðộ xốp ñiểm P nằm phần vật liệu có khối tích nhỏ so với thể tích tổng thể đủ lớn để tính giá trị trung bình có nghĩa 3.3 Mơi trường xốp: Mơi trường khơng đồng có khoảng rỗng phần đặc phân bố cách đặn Có thể phân chia loại môi trường xốp theo cấu trúc hình học quy định điều từ 3.3.1 ñến 3.3.4 3.3.1 Môi truờng xốp dạng sợi: Môi trường ñược tạo phần tử khí liên tục nằm phần tử vật chất đặc có chiều dài kích thước chiếm ưu 3.3.2 Mơi trường hạt xốp : Mơi trường tạo phần tử khí liên tục nằm phần tử vật chất đặc có hình dạng khơng theo quy luật khơng kích thước chúng chiếm ưu 3.3.3 Mơi trường xốp dạng tế bào : Mơi trường tạo phần ñặc liên tục ngăn lỗ rỗng chứa khí dạng gần giống hình cầu 3.3.4 Mơi trường xốp kiểu mạng : Mơi trường tạo phần ñặc liên tục bao gồm lỗ rỗng có tiếp xúc bên tạo nên phần tử khí liên tục 3.4 Mơi trường có độ xốp đồng : Mơi trường mà độ xốp cục khơng phụ thuộc vào vị trí điểm tính tốn 3.5 Mơi trường đồng : Mơi trường đặc tính liên quan phụ thuộc vào vị trí mơi trường đó, mà phụ thuộc vào thông số thời gian, phương hướng nhiệt độ 3.6 Mơi trường khơng đồng : Mơi trường đặc tính liên quan phụ thuộc vào vị trí mơi trường ñó có mặt phần tử vật chất không giống 3.7 Khối lượng riêng ρ : Bằng khối lượng chia cho thể tích Ghi : ðối với vật liệu xốpvà vật liệu dạng hạt khối lượng riêng phần đặc, khối lượng riêng tồn khối xác định Theo ISO 31, khối lượng riêng ñược ký hiệu “ρ ”, đơn vị đo kilơgam mét khối (kg/m3) 3.8 Mơi trường đẳng hướng : Mơi trường đặc tính liên quan khơng phụ thuộc vào phương hướng mà hàm số theo vị trí mơi trường hàm số biến thiên theo thời gian, nhiệt độ 3.9 Mơi trường khơng đẳng hướng : Mơi trường ñặc tính liên quan hàm số phương hướng 3.10 Mơi trường ổn định : Mơi trường đặc tính có liên quan khơng phụ thuộc vào thời gian, mà hàm số biến thiên theo tọa ñộ, phương hướng, nhiệt ñộ v.v - ... trúc chủ trì biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ- Bộ Xây dựng đề nghị ñược Bộ Xây dựng ban hành Phần giới thiệu TIÊU CHUẨN NÀY LÀ MỘT TRONG CÁC TIÊU CHUẨN VỀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN ðẾN CÁCH NHIỆT, BAO... cứu Kiến trúc chủ trì biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ- Bộ Xây dựng đề nghị ñược Bộ Xây dựng ban hành MỤC LỤC TRANG Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trích dẫn 3 ðịnh nghĩa ký hiệu 4 Nguyên tắc 5 Nhiệt... VÀ ðỊNH NGHĨA TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM CÁCH NHIỆT - CÁC ðẠI LƯỢNG VẬT LÝ VÀ ðỊNH NGHĨA THERMAL INSULATION- PHYSICAL QUANTITIES AND DEFINITIONS PHẠM VI VÀ LĨNH VỰC ÁP DỤNG TIÊU CHUẨN NÀY ðỊNH