Удельные потери теплоты для шва кладки

Это пример расчета теплового сопротивления привносимого теплотехнической неоднородностью. Согласно СП 230.1325800.2015 "Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей", наибольший объем тепловых потерь через ограждающие конструкции приходится на стены.
Кроме того, по конструктивным соображениям стены - наиболее (теплотехнически) неоднородны. Для энергоэффективного строительства правильный учет тепловых потерь через стены является первейшей задачей.

Тип задачи:
Стационарная задача теплопроводности

Геометрия:

Дано:
Теплопроводность кладки: λ_кладки = 0.08 Вт/K·м
Теплопроводность раствора:λ_{раствор} = 2 Вт/K·м;
Толщина стенки: 200 мм.
Толщина растворного шва: 2 мм.

Задание:
Определить удельные потери теплоты для шва кладки

Решение:
Удельные потери теплоты, обусловленные каждым элементом, находят сравнением потока теплоты через узел, содержащий элемент, и через тот же узел, но без исследуемого элемента.
Для нахождения теплового потока, зададимся температурами на левой и правой поверхностях стенки:
t_лев. = -20 °C, t_прав. = 20 °C.
Мы будем рассматривать небольшой участок стены, длиной L_z = 1 м, и высотой h = 0.2 м.

Тепловой поток через однородную стенку может быть вычислен аналитически по формуле:
Ф₁ = λ_кладки * (t_прав.-t_лев.) * Площадь поверхности стены / Толщина стены,
где Площадь поверхности стены = L_z * h.

Тепловой поток через стену с неоднородностью находится по результатам численного моделирования.

Результат:
Тепловой поток через однородную стенку: Ф₁ = 0.08 * (20 - (-20)) * (1*0.2) / (0.2+0.002+0.002) = 3.14 Вт/м²
Тепловой поток стенки со швом: Ф₂ = 3.96 Вт/м².

Рассчитаем удельные потери теплоты для кладки со швом
Ψ = (Ф₂ - Ф₁) /L_z / (t_прав.-t_лев.) = (3.96 - 3.14) / 1 / 40 = 0.020 Вт/(м * °C)

Согласно таблицы Г1 из СП 230.1325800.2015, удельные потери теплоты равны Ψ = 0.017 Вт/(м * °C)