Tuulen vaikutus seinän lämmönsiirtoon

Onhan seinän ulkopinta tyynellä pakkasella hieman lämpimämpi kuin tuulisella pakkasella. Joten lämpötilaero seinän eri puolilla on suurempi, ja myös lämpöhäviö seinän läpi. Pitää tehdä ir-lämpömittarilla vertailumittauksia ulkopuolelta, samassa lämpötilassa, tuulella ja tyynellä. Tältä pohjalta pääsee tekemään laskelmia ihan itsekin.

Ilmavirta aiheuttaa sen, että seinästä ilmaan johtuva lämpö poistuu liikkuvan ilmakerroksen mukana pois seinän läheisyydestä, joten se tehostaa erittäin voimakkaasti lämpöhäviöitä, tavallaan vastaa siis pakotettua konvektiota.

Ilma sinällään on hyvä eriste, mutta aina seinäpinnoille syntyy konvektivirtauksia, vaikka ei tuulisi lainkaan, koska kylmä tiheä ilma painuu alaspäin, syrjäyttäen seinän läheisyydessä lämmenneen ilman. Tässä on kyse vapaasta konvektiosta.

Käytännössä kyse on siis ilmavirtauksen aiheuttaman pakotetun konvektion ja vapaan konvektion erotuksesta seinäpinnalla. Pakotettu konvektio on lämmönsiirron kannalta paljon tehokkaampaa kuin vapaa konvektio, joten ero on erittäin merkittävä.

Mitä suurempi lämpötilaero on sisä- ja ulkoilman välillä ja mitä huonommasta eristyksestä on kyse, sitä suuremmaksi (absoluuttisena) muodostuu myös tuo erotus.

Konvektio tarkoittaa suomeksi kuljettumista tai kulkeutumista. Eli lämpöä kulkeutuu ilmavirran mukana pois seinän läheisyydestä. Muutoin lämpöä siirtyy ilmakerrokseen lähinnä johtumalla ja osin säteilemällä.

Voidaanko soveltaa u-arvojen yhdistämisen kaavaa ( 1/u = 1/u1 1/u2). u1 on sisältä seinän ulkopinnalle ja u2 on seinästä ilmaan.

Netistä löytyy dataa, että 20 m/s ilman virtausnopeudella u2=35 W/m2/C. Seinän u1 voisi olla luokkaa 0.35 W/m2/C. Jostain on jäänyt mieleen, että tavallisen lämpöpatterin vapaan konvektion arvo olisi 5 W/m2/C.

Jos noilla lasketaan, niin tuuleton u = 0.327 ja kovan tuulen arvo 0.347. Tällä perusteella kovan tuulen vaikutus olisi 6 % eli sen verran suurempi hävikki tyyneen säähän verrattuna.

"Teltassa" efekti on tietysti paljon suurempi, kun seinän u1 on suuri.

Nähdäkseni tuuli vaikuttaa lämmitystarpeeseen pääasiassa kasvattamalla paine-eroja, mikä lisää lämpöhäviöitä vuotokohtien ja luonnonkiertoilmastoinnin kautta. Tuo edellä laskettu 6 % konvektion lisäys on luultavasti yläkanttiin sillä ulkoseinämän pinnassa on aina jonkin verran ilmavirtauksia.

tuolla on käsitelty jotain vastaavaa

http://keskustelu.suomi24.fi/t/13968461/tuulen-vaikutus-lammitystehoon

Aloittaja kysyi erityisesti tuulen vaikutuksesta harkkotaloon. Luulisin että vaikutus on aika pieni jos on koneellinen ilmanvaihto. asun tiiliverhoillussa talossa jossa on tuuletusrako tiiliseinän ja eristeiden välissä. Siinä vaikutus on suurempi koska tuuli lisää ilmanvaihtoa tuossa tuuletusraossa.