Поиск по блогу:

понедельник, 13 августа 2018 г.

Дюймо–фунто–фаренгейты

Я уже неоднократно упоминал о своём настороженно–критическом отношении к отечественным строительным нормам и правилам, отдавая предпочтение зарубежным. Обвинений в недостаточном патриотизме по этому поводу я категорически не принимаю, особенно от конъюнктурных псевдопатриотов, мчащихся при малейшем недомогании в западные клиники. Причина моей категорической позиции связана с осведомлённостью о нищенствующем положении наших научно–исследовательских учреждений и работающего в них большого количества новых сомнительных учёных, с одной стороны, а с другой — невообразимо богатых бюджетах специализированных исследовательских лабораторий за рубежом, которые на основании натурных экспериментов (непозволительная роскошь по эту сторона океана) разрабатывают наиболее экономичные, материало– и теплосберегающие подходы и техники.

Беда в том, — вернее, не столько беда, сколько неудобство, — что практические рекомендации по результатам упомянутых исследований публикуются в британской (имперской) или американской системах мер, которые базируются на старой английской системе.

Читать дальше...

Исторические реминисценции в этом вопросе совсем неактуальны, а разобраться в соотношениях между дюймами, фунтами, градусами Фаренгейта и метрами, килограммами и градусами Кельвина, соответственно, крайне необходимо, чтобы беспрепятственно пользоваться иностранными разработками.

Поскольку эта публикация появилась в результате тяжёлых раздумий об отоплении дома, то первыми в очереди стоя́т единицы, связанные с теплотой.

В имперской и американской системах мер для измерения тепловой энергии используется британская термическая единица (БТЕ) или btu — количество теплоты, необходимое для нагревания одного фунта воды (≈0,4536 кг) на один градус Фаренгейта (≈0,555°C). По такой же схеме определяется калория: количество тепла, необходимое для нагревания одного грамма воды (≈0,0022 фунта) на один градус Цельсия (≈1,8°F). Несложно посчитать, что 1 btu ≈ 252 кал. Для пересчёта значений в международную систему единиц принимается 1 btu = 1055,06 Дж , а 1 кал = 4,1868 Дж.
Вообще–то, в разных странах, использующих имперскую систему измерений, и для различных целей это соотношение может незначительно отличаться от стандартного. Например, в Канаде 1 btu = 1054,68 Дж, а пересчитанное для воды с наибольшей плотностью (при 4°C) — 1059,67 Дж.

В строительстве с величиной тепловой энергии неразрывно связаны свойства теплопроводности и теплосопротивления материалов: первое отражается способность проводить тепло, а второе — задерживать.

«Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций», — именно так пафосно и громоздко именуется способность конструкционных материалов, образующих стены и перекрытия, препятствовать распространению тепловой энергии, — определяется как отношение разности температур по обе стороны ограждающей конструкции к мощности теплового потока. С другой стороны, теплосопротивление равно отношению толщины слоя к коэффициенту теплопроводности материала этого слоя.

Термическое сопротивление R существует в двух «ипостасях» — в британско–американкой системе (I–P, от inch–pound, то есть, дюйм–фунт) и международной (СИ); вторая часто обозначается RSI (хотя может притворяться RI-P, вводя в заблуждение доверчивого или невнимательного читателя — следите за размерностью R и контекста, в котором она используется). Довольно подробно различия были разобраны мной ещё весной прошлого года и повторяться нет смысла — достаточно напомнить только формулы перевода одних единиц в другие:

R = RSI × 5,678263337 {фут2×F×час/btu>}
RSI = R × 0,1761101838 {м2×К/Вт>}

Значения R материалов указываются для дюймовой толщины слоя (то есть, для 25,4 мм), а RSI — как правило, для метровой толщины, хотя могут приводиться тоже к дюйму для сравнений (в этом тоже нужно разбираться исходя из контекста, если не указано явно и возникают сомнения).

Величина теплосопротивления материала конкретной толщины определяется исходя из коэффициента теплопроводности этого материала — именно этот коэффициент является основным в характеристике материала в нашей традиции:

R = толщина материала (d) / коэффициент теплопроводности (λ)

Если речь идёт о размерностях в метрической системе единиц (RSI), то d выражается в метрах, а λ — в Вт/(м×K): количество джоулей тепловой энергии, проходящих за одну секунду (это и есть ватт) через квадратный метр слоя материала единичной толщины при разнице температур в 1°C (он же 1°К) между поверхностями этого слоя, через которые происходит передача тепла (подробнее здесь). Что касается имперской системы единиц и примкнувшей к ней «американской привычной», то там ожидаемо применяются дюймы, футы, фаренгейты с btu.

Впрочем, что касается теплоизоляции, то в характеристиках материалов, продаваемых в США в обязательном порядке указывается только R–величина (на упаковке или в сопроводительной документации): похоже, для местных потребителей обращение с коэффициентом теплопроводности является непосильной задачей. Ну, это, как говорится, кто на что учился…



Комментариев нет:

Отправить комментарий