Zakoni termodinamike Prenos toplote Prenos toplote v gradbenih

Comments

Transcription

Zakoni termodinamike Prenos toplote Prenos toplote v gradbenih
Energija in okolje
Predavanje # 3 Osnove termodinamike in prenos toplote Prof. Sašo Medved; [email protected]­lj.si; tel 01 4771 237, DS N2 Zakoni ter modinamike Pr enos toplote Pr enos toplote v gr adbenih konstr ukcijah Meteor olo
olo šš ke osnove Termodinamika
Beseda TERMODINAMIKA izvir a iz Gr ških besed ther me (toplota) in dynamis (sila). Kot veda se je r azvijala še posebej po izumu par nega str oja. Danes ter modinamiko definir amo kot splošen nauk o ener gijah in lastnostih sistemov. Kot Kot osnovna znanost osnovna znanost Fizikalne in kemijske lastnosti snovi v r aznih agr egatnih stanjih Vla
Vla žž en zr ak Kot Kot in
žž enir ska znanost in inženir
ska znanost Delovanje sistemov v kater ih se pr enaša toplota in njihov vpliv na okolico ozir oma vpliv okolice na sisteme Sistemi za pr idobivanje toplote in elektr ii čč ne ener gije Sistemi za ogr evanje, hlajenje, .. v stavbah Termodinamika
I. glavni zakon ter modinamike glavni zakon ter
ener gija se ohr anja, z ener getskimi pr etvor bami le spr eminjamo o
eminjamo o blike ener gije (kemi
gije (kemi čč no ener gijo v gor ivih v potencialno, kineti
ivih v potencialno, kineti čč no, toploto, elektr ii čč no ener gijo,..(to je pr avzapr av zakon o ohr anitvi ener gije) uvaja pojem notr anje ener gije U; je posledica gibanja, vibr acij in tr kov molekul (kalor ii čč na ener gije), ener gije v kemijskih vezeh atomov, ki sestavljajo molekule (kemi
gije v kemijskih vezeh atomov, ki sestavljajo molekule (kemi čč na en.) in vezalne ener gije v atomih (jedr ska ener gija) uvaja enakost toplote in dela; notr anjo ener gijo neki snovi lahko pove
gijo neki snovi lahko pove čč amo z dovajanjem toplote ali dela Termodinamika
II. glavni zakon ter modinamike govor i o smer i v kater i te
i te čč ejo samodejno pr ocesi (balon, r ezer voar gor iva) Kelvinova: ni mogo
Kelvinova: ni mogo č str oj, ki bi čč r pal toploto le iz enega r ezer voar ja in pr oizvajal delo (ter moelektr ar na, jedr ska elektr ar na, hladi
na, hladi lnik). topel r ezer voar kotel, kjer zgor eva gor ivo topel r ezer voar kotel, kjer zgor eva gor ivo hladen r ezer voar okolica Termodinamika
II. glavni zakon ter modinamike govor i o smer i v kater i te
i te čč ejo samodejno pr ocesi (balon, r ezer voar gor iva) Clausiusova definicije: toplota ne pr ehaja sama od sebe iz hladnej
ehaja sama od sebe iz hladnej šš ega r ezer voar ja v toplej
ja v toplej šš i; za to mor amo vlo
amo vlo žž iti delo (kompr esor pr i hladilniku, napr avi za hlajenje,..) topel r ezer voar kotel, kjer zgor eva gor ivo hladen r ezer voar okolica Termodinamika
Uvaja pojem ter modinami
modinami čč nega izkor istka, u
istka, u čč inkovitosti hlajenja, gr elno šš tevilo Tt Tt Kelvinova temper atur a Kelvinova temper atur a W Th W
W Th
Th h = 1 ­ < 1 = Qt Tt W Th Th Qh
eh h = > 1 = Qh Tt
Tt ­­ Th W Th eg g = > 1 = Qt Tt
Tt ­­ Th W Termodinamika – prenos toplote
Toplota se prenaša z različnimi mehanizmi prenosa toplote
Trije osnovni mehanizmi: prenosa toplote so prevod, prestop ali
konvekcija in sevanje
V naravi se praviloma pojavijo istočasno
Prevod toplote imenujemo pojav, ko atomi v trdnih snoveh ali mulekule
v tekočinah z višjo energijo (so toplejše) predajajo energijo sosednjim z
nižjo energijo (so hladnejše).
V trdnih telesih je to posledica gibanja prostih elektronov in nihanj
atomov v kristalni rešetki (pri toplotnih izolacijah)
V tekočinah (op. kapljevinah in plinih) pa se energija prenaša z
naključnimi trki molekul. Te so v plinih (tudi tekočinah) bolj oddaljene
med seboj, zato so trki manj pogosti. Zato je prevod toplote šibkejši
kot pri trdnih telesih.
Termodinamika – prenos toplote
Toplotni tok, ki s prevodom prehaja skozi neko
snov popišemo s Fourier-jevim zakonom:
DT
ΔT
Q = l ×A×
d
A površina
telesa preko
katere prehaja
toplotni tok
d
Fourier-jev zakon uvaja pomembno snovno lastnost:
toplotno prevodnost l
Toplotno prevodnost merimo v W/mK - navaja toplotni tok, ki se
prevaja skozi 1 m debel sloj snovi pri temperaturni razliki 1K
Specifični toplotni tok q navajamo kot toplotni tok na m2 površine
telesa
q =l ×
ΔT
d
Termodinamika – prenos toplote
Večina gradbenih materialov
Toplotno prevodnost snovi določamo z eksperimenti in uporabo
Fourier-jevega zakona, torej izmerimo specifični toplotni tok,
temperature na meji sloja izbrane snovi in izračunamo toplotno
prevodnost l.
d
=
×
l q
ΔT
Termodinamika – prenos toplote
1,60
Beton
(1748 kg/m3)
1,40
1,20
Opeka
(1556 kg/m3)
1,00
0,80
Plino beton
(540 kg/m3)
0,60
0,40
Perlitni beton
(303 kg/m3)
0,20
0
0
20
40
60
80 100
Vol. vlažnost snovi (%)
Toplotna prevodnost λ (W/mK)
Toplotna prevodnost λ (W/mK)
Na toplotno prevodnost snovi vpliva vrsta parametrov, najpomembneje
vlažnost in temperatura snovi.
1,40
1,20
Mineralna vlakna
1,00
0,80
0,60
Kalcijev silikat
Keramična vlakna
0,40
Mirujoč zrak
0,20
0
-50
0
50 100 150 200 250 300 350 400
Temperatura snovi (°C)
Termodinamika – prenos toplote
So snovi z nizko toplotno prevodnostjo ( l < 0.1 W/mK)
Vlaknaste
snovi
mineralna vlakna – kamena volna (diabaz, bazalt)
steklena volna (silicijev pesek)
živalskega izvora – volna
rastlinskega izvoda – bombaž, les, papir, slama
Kamena volna je izdelana iz vlaken
kamenine diabaz
Celične
snovi
Toplotna izolacija iz kosmičenega
odpadnega papirja
naravne snovi - pluta
naravni materiali - perlit, penjeno steklo,
ekspandirana glina
organski materiali – naftni derivati (poliuretanska
pena, penjeni in ekstrudirani polistiren
Termodinamika – prenos toplote
Snovi, ki jih uporabljamo kot toplotne izolatorje morajo imeti poleg
nizke toplotne prevodnosti še ustrezne mehanske lastnosti, morajo biti
ognje-odporne, njihova izdelava naj povzroča čim manjše okoljske
pritiske, po vgradnji pa naj ne vplivajo na počutje in zdravje
stanovalcev. En od kriterijev okoljske primernosti toplotnih izolatorjev
je podatek o potrebni energiji za izdelavo te snovi. Raba energije –
imenujemo jo tudi vgrajena energija - je namreč dobro merilo za
okoljske pritiske, ki jih povzroča proizvodnja.
Pluta
l=0.045 W/mK
r=110 kg/m3 E=450 kWh/m3
Ovčja volna
l=0.040 W/mK
r=25 kg/m3
E=55 kWh/m3
Steklena volna
l=0.035 W/mK
r=25 kg/m3
E=250 kWh/m3
Kamena volna
l=0.040 W/mK
r=40 kg/m3
E=150 kWh/m3
Poliuretan
l=0.025 W/mK
r=25 kg/m3
E=1200 kWh/m3
Toplotne prevodnosti (l), gostota (r) in vgrajena energija (E) nekaterih toplotnih izolatorjev,
ki jih uporabljamo za toplotno zaščito stavb.
Termodinamika – prenos toplote
Prenos toplote s konvekcijo je imenujemo prenos toplote s trdnih teles
na pline (npr. zrak v prostoru ali argon v zasteklitvi) ali kapljevine
(voda v cevi ogrevala) in obratno. Pojavi se lahko tudi med plinom in
kapljevino, seveda, če obstaja med njima razlika v temperaturi
Prenos toplote je posledica dveh mehanizmov:
naključnih trkov molekul v plinu ali kapljevini in
gibanja delčkov plina ali kapljevine v prostoru.
Gibanje delčkov plina ali kapljevine ali je lahko posledica:
razlike v temperaturah med delčki snovi (in zato različne
gostote snovi) in delovanja zemeljske težnosti
posledica dovedenega dela npr. ventilatorja
V prvem primeru govorimo o naravni konvekciji, v drugem o prisilni
konvekciji.
Termodinamika – prenos toplote
Prenos toplote s konvekcijo je še posebej učinkovit, če se snovi, ki
sprejema ali oddaja toploto, ob tem spreminja agregatno stanje –
govorimo o prenosu toplote s konvekcijo pri uparjanju ali utekočinjanju
snovi
Konvekcija toplote je lahko naravna ali prisilna ter lahko poteka ob sočasnem uparjanju ali
utekočinjanju snovi.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prestop toplote ali konvekcija
Toplotni tok, ki prestopa med telesi in
snovmi popišemo z Newtonovim zakonom
hlajenja :
Q = a × A × ΔT
Toplotni tok je proporcionalen snovni
lastnosti, ki jo imenujemo toplotna
prestopnost a
DT
A površina
telesa na kateri
prestopa
toplotni tok v
ali iz telesa
Prestop toplote na gradbeni
konstrukciji se pojavi na
notranji in zunanji površini
konstrukcije.
Toplotno prestopnost merimo v W/m2K - navaja toplotni tok, ki
prestopa na ali z 1 m2 velike površine pri temperaturni razliki 1K
(DT med površino in okolico)
Toplotna prestopnost na površini gradbene konstrukcije je
odvisna od hitrosti gibanja zraka:
Npr: a = 4 + 4*v (zunaj 14 W/m2K, znotraj 4,5 W/m2K)
DT
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prestop toplote ali konvekcija
Toplotna prestopnost a je odvisna od snovi, ki sprejema ali oddaja
toploto in mehanizma konvektivnega prestopa toplote
Proces
a (W/m2K)
Naravna konvekcija - toploto oddaja ali sprejema plin
2-25
50-1000
25-250
50 -20000
25000 -100000
Naravna konvekcija - kapljevina
Prisilna konvekcija - plin
Prisilna konvekcija - kapljevina
Uparjanje ali utekočinjanje
Z ogrevala toplota
prestopa v prostor
z naravno
konvekcijo
Z ventilatorjem v talnem konvektorju
povečamo hitrost gibanja zraka in s tem tudi
toplotno prestopnost, toplotni tok, ki prestopi
v prostor je ob enaki površini ogrevala
nekajkrat večji
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prestop toplote ali konvekcija
Včasih želimo toplotno
prestopnost zmanjšati – zrak v
regi zasteklitve sodobnih oken
zamenjamo z žlahtnimi plini (Ar,
Kr), za katere je značilna nižja
toplotna prestopnost pri naravni
konvekciji
6
5
4
3
2
v okenski zastekljitvi
1
0
0
10
20 30
40
50 60
70 80 90 100
Širina rege med stekli (mm)
DT
V zasteklitvi oken se prestop
toplote pojavi na notranji in
zunanji površini ter med stekli
zasteklitve.
Toplotna prestopnost (W/m2K)
Toplotni tok q (W/m2K)
Na prestop toplote med stekloma
vpliva tudi razmak (širina rege).
DT
3,0
Zrak 2,5
2,0
Argon Kripton 1,5
Ksenon
1,0
0,5
0
0
1
2
3
4
Gostota plina (kg/m3)
5
6
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Sevanje, ki ga oddaja segreto telo v hladno okolico ali pa ga
hladno telo sprejema iz toplejše okolice lahko obravnavamo
kot elektromagnetno valovanje ali kot delec brez mase, ki
prenaša energijo in ga imenujemo foton.
Elektromagnetno valovanje je časovno spreminjanje jakosti
električnega in magnetnega polja v prostoru. Razdaljo med
točkama dveh enakih zaporednih vrednosti jakosti
elektromagnetnega valovanja imenujemo valovna dolžina l.
Merimo jo v nanometrih (nm) ali 1000 večjih enotah
mikrometrih (mm).
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Kljub enaki fizikalni naravi elektromagnetnega valovanja, pa ima
sevanje zelo različen vpliv na ljudi – če so valovne dolžine sevanja, ki
jih oddaja neko telo med 0,38 in 0,76 mm, to sevanje vidimo z očmi in
ga imenujemo svetloba. Če so valovne dolžine sevanja nekoliko
manjše (~ 0,28 mm) imenujemo to sevanje ulta-violično (UV) in lahko
trajno poškoduje celica na površini kože naših teles. Tudi sevanje z
večjimi valovnimi dolžinami kot svetloba in ga imenujemo toplotno ali
IR sevanje ne vidimo z očmi, vendar ga zaznamo s čutili na koži.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Pri prenosu toplote v stavbah nas še posebej zanima prenos toplote s
sevanjem v naslednjih področjih valovnih dolžin :
sončno sevanje (l 0,3 do 3 mm)
svetloba (l 0,38 do 0,76 mm)
bližnje in daljne toplotno (IR) sevanje (l 3 do 100+ mm)
področje atmosferskega okna (l 8 do 12 mm); atmosfersko okno
je lastnost ozračja Zemlje, da v celoti prepušča IR sevanje
valovnih dolžin 8 do 12 mm, ki ga oddaja površje Zemlje
Značilna področja, ki jih opazujemo pri
sevalnem prenosu toplote v stavbah.
Skala nad sliko predstavlja delež
celotnega sevanja sonca in telesa t
temperaturo 300K pri različno velikih
območjih valovnih dolžin:
95% celotnega sončnega sevanja se
nahaja v področju valovnih dolžin 0,3 do
3 mm;
99% celotnega sevanja, ki ga oddaja telo
segreto na 300K se nahaja v območju
valovnih dolžin 3 do 50 mm.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Valovne dolžine toplotnega sevanja, ki ga oddaja neko telo so odvisne
od temperature njegove površine – višja, ko je temperatura telesa,
krajše valovne dolžine toplotnega sevanja oddaja
Sevalni toplotni tok, ki ga oddaja neko
telo je vsota “delni” sevalnih tokov pri
vseh valovnih dolžinah toplotnega
sevanja, ki ga telo oddaja
Telo, ki pri neki temperaturi s
sevanjem odda največji toplotni
tok imenujemo optično črno telo.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Celotni toplotni tok, ki ga optično črno telo oddaja s sevanjem
določimo s Stefan-Boltzmanovim zakonom
& = s × A × T 4 = 5,67 10 -8 × A × T 4 [ W ]
Q
A je površina telesa, ki
oddaja sevalni toplotni tok,
T pa njegova absolutna
temperatura (v K)
Tabs=T°C+273
Telesa v naravi se bolj ali manj približajo optično črnim telesom. Pri
enaki temperaturi oddajajo manjši toplotni tok, sevanje pa tudi ni
enakomerno porazdeljeno v prostoru okoli telesa, ki seva. Taka telesa
imenujemo optično “siva” telesa
Izraza “optično črno” in “optično
sivo” telo nista povezana z
barvo teles, ampak z
značilnostjo kako oddajata
toplotno sevanje !
Optično siva telesa oddajajo pri enaki
temperaturi manjši toplotni tok kot črna telesa
torej je manjša površina pod krivuljo, ki navaja
sevalni tok pri posamezni valovni dolžini.
Sevanje optično sivih teles tudi ni idealno
enakomerno porazdeljeno v prostoru, v
katerega telo oddaja sevanje
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Razliko med “optično sivimi” in “optično črnimi” telesi
ovrednotimo s snovno lastnostjo površine teles, ki jo
imenujemo emisivnost e. To je relativno število, ki navaja
razmerje med toplotnim tokom, ki ga s sevanjem pri enaki
temperaturi odda optično sivo in optično črno telo.
e = Q sivo
Q črno
Snov
e (-)
Papir, beton, opeka, omet, les, ..
Nizko-emisijski nanos na steklu
0,8 - 0,9
0,88
< 0,10
Kovine, Al folija
0,05
Steklo
Celotni toplotni tok, ki ga optično sivo (resnično) telo oddaja sevanjem je
tako enak:
4
æ T ö
4
-8
4
&
Q = s × e × A × T = 5,67 10 × A × T = 5,67 × A × ç
÷ [W ]
è 100 ø
Omenimo dve posebnosti prenosa toplote s sevanjem
jakost toplotnega toka je proporcionalna 4 potenci absolutne
temperature telesa, ki seva,
toplotno sevanje se prenaša brez prenosnikov toplote, torej tudi v
brez zračnem prostoru – nazoren dokaz je sončno sevanje, ki
ogreva Zemljo.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Med stekloma v okenski zasteklitvi se toplota
prenaša ne le s konvekcijo, temveč tudi s
sevanjem !
T1
T2
Na toplotni tok vplivata emisivnosti e obeh
površin (zapisan je kot specifični toplotni tok na 1m2
površine)
4
4
æ
1
T1 ö æ T2 ö ö
æ
q& = 5,67
-ç
ç
÷
ç
÷
÷
ç
÷
1 1
100
100
è
ø
è
ø
ø
+ - 1è
e1 e2
estekla je 0,88, pri razliki T1-T2 (283/263) 20 K je
specifični toplotni tok med stekli s površino 1 m2
enak 72,6 W/m2
e1 e2
éë W / m2 ùû
T1
T2
Če eno steklo obložimo z Al folijo (e2 = 0,05) se
specifični tok zmanjša na 3,6 W/m2
e1 e2
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Temperatura jasnega neba je nižja od temperature zraka:
jasno nebo:
Tsky = 1,2 × Tok - 14 [ °C]
oblačno nebo:
Tsky = Tok [°C]
Tok=5 -> Tsky =-8°C
Površine konstrukcij, ki niso vodoravne “vidijo le del neba”; to
upoštevamo z “faktorjem vidnosti” Fsky:
q& = 5,67
1
1
4
æ T 4 æT ö ö
sky
æ
ö
× Fsky × ç ç 1 ÷ - ç
÷ ÷
ç è 100 ø è 100 ø ÷
-1
è
ø
1
+
e1 esky = 1
æ T 4 æ T ö4 ö
sky
æ
ö
q& = 5,67 × e1 × Fsky × ç ç 1 ÷ - ç
÷ ÷
ç è 100 ø è 100 ø ÷
è
ø
Celo nebo Fsky=1
Pol neba
Fsky=0,5
é W / m2 ù
ë
û
To uporabljamo pri sevalnem hlajenju gradbenih konstrukcij
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Kaj se zgodi, če zid zgradimo iz snovi, ki ima višjo toplotno
prevodnost l ? Temperatura na površini zidu je
višja, površina oddaja večji
toplotni tok s sevanjem.
20
20 °C ° ­ 10
10 °C ° 20
20 °C ° ­ 10
10 °C ° Zid enake debeline toda zgrajen iz snovi z večjo toplotno prevodnostjo ! To sevanje sicer ne zaznamo z
očmi, lahko pa s “toplotno
kamero ali IR”.
To je fotografski aparat za IR
sevanje.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Termografija ali
toplotno slikanje je
eden od postopkov
ugotavljanja
primerne toplotne
zaščite stavbe in
predvsem kakovosti
izdelava. Še posebej
zaznamo “toplotne
mostove” in
netesnost stavb.
Toplotne slike stavb – “ter
mogr afija” Termodinamika – prenos toplote
Energija in okolje Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Termografijo
uporabljamo
tudi pri
ugotavljanju
toplotnih izgub
naprav in
sistemov.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Telesa oddajajo toplotni tok s sevanjem in ga tudi sprejemajo. Dospelo
sevanje se na netransparentnih telesih delno odbije (reflektira) in delno
vsrka (absorbira).
Če odbiti in absorbirani del zapišemo z razmerjem glede na dospelo
sevanje, to razmerje navaja odbojnost in absorbtivnost telesa
rl= Gl, reflektirano
al= Gl , absorbirano
Gl
Gl
0 < rl ,al < 1
Iz zakona o ohranitvi energije sledi
r
l +
al = 1
Indeks l poudarja, da izraz velja za
posamezno valovno dolžino, ki jo
opazujemo
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Dospelo sevanje se na transparentnih telesih delno odbije (reflektira),
delno vsrka (absorbira) in delno preide telo (transmitira). Razmerja med
pojavi so odvisna od optičnih lastnosti snovi.
Transmitivnost telesa je razmerje med delom
sevanja, ki preide telo in dospelim
sevanjem na telo
tl= Gl, transmitirano
Gl
Iz zakona o ohranitvi energije sledi
tl +r
l
+ al = 1
Indeks l poudarja, da izraz velja za posamezno valovno dolžino, ki jo opazujemo
0 < tl < 1
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Omenimo naj še povezavo med sprejemanjem (absorbtivnostjo) in
oddajanjem (emisivnostjo) toplotnega sevanja – opredeljuje jo
Kirchoffov zakon, ki pravi:
al = el
Indeks l poudarja, da izraz
velja za posamezno valovno
dolžino, ki jo opazujemo
Torej telesa, ki toplotno sevanje določene valovne dolžine močno
absorbirajo, toplotno sevanje z isto valovno dolžino tudi močno
oddajajo. Ali povedano drugače – če velja:
r
l +
al = 1
in je
al = el
Potem velja tudi:
r
l +
el = 1
in je
1- rl = el
Torej telesa, ki imajo nizko emisivnost sevanja z določene valovne
dolžine, tako sevanje, če prihaja na njih močno odbijajo. Njihova
površina je torej nizko-emisijska in visoko refleksijska za tako sevanje!
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Optične lastnosti se ne razlikujejo zgolj glede na fizikalne in kemične
lastnosti snovi, temveč tudi pri isti snovi glede na valovno dolžino
valovanja, ki ga telo oddaja ali sprejema. Nazoren primer je okensko
steklo.
Slika zgoraj potrjuje, da steklo dobro prepušča
Steklo dobro prepušča sončno sevanje, to je
valovanje z majhnimi valovnimi dolžinami
(0,3<l<3 mm) in ne prepušča valovanja z
večjimi valovnimi dolžinami (l>3 mm).
svetlobe, ki je sestavni del spektra sončnega
sevanja. Toplotna (IR) slika spodaj pa dokazuje,
da steklo ne prepušča toplotnega sevanja, ki ga
oddajajo telesa in predmeti v prostoru v hladno
okolico.
Termodinamika
prenos–toplote
Osnove prenosa –toplote
prenos toplote s sevanjem
Sodobne nanotehnologije omogočajo tudi izdelavo selektivnih barv!
Obloga z enako absorbtivnostjo
sončnega sevanja (enake barve) a
različno emisivnostjo toplotnega
sevanja, ki ga površina obloge
oddaja v okolico
eIR=0,9
Z osnovno barvo, ki reflektira več toplotnega
sevanja sonca (valovne dolžine večje od 0,76 mm)
lahko ob enaki barvi fasade bistveno znižamo
segrevanje konstrukcije in mehanske
obremenitve, ki so posledica toplotnega širjenja
snovi
eIR=0,3
Temperatura na površini obloge
z nižjo emisivnostjo je do 10°C
višja -> primerno za
izkoriščanje sončne energije
Razlika med temperaturo
zelene in črne fasade
(običajna barva 6K,
selektivna barva 16K)
Termodinamika
– prenos toplote
Mogoča izpitna vprašanja
Pojasnite pojma toplota, toplotni tok in specifični toplotni tok, kakšne
enote uporabljamo za merjenje teh veličin ?
Pojasnite mehanizme prenosa toplote
Katere snovne lastnosti gradbenih snovi vplivajo na prenos toplote s
prevodom, konvekcijo in sevanjem ?
Kako določimo toplotni tok pri prevodu, konvekciji in sevanju ?
Kaj vpliva na toplotno prevodnost snovi ?
Kaj veste o prenosu toplote v okenski zasteklitvi ?
Kaj so selektivne optične lastnosti in kako jih prilagajamo glede na
zahteve pri sevalnem prenosu toplote ?