Фактори, що впливають на теплозахист

Літній теплозахист

1. Сонцезахисні пристрої, такі, як:

· Маркізи;

· Сонцезахисні дахи;

· Жалюзі (зовнішні найбільш ефективні).

2. Накопичення тепла в огороджувальних конструкціях, таких як стіни, стелі, підлоги. Їх вплив виражається у сприятливому співвідношенні амплітуд температури на їх зовнішніх і внутрішніх поверхнях.

3. Розташування окремих шарів у багатошарових огороджувальних конструкціях: – висихання конструкцій у літні місяці (період випарювання вологи), теплова інерція і зсув за фазою температурних коливань на поверхні конструкції.

4. Загальний коефіцієнт пропускання енергії вікнами та іншими світлопрозорими конструкціями, такими, як зовнішні двері, зимові сади.

· Прозорий теплозахист:

· Стекла з металевим напиленням (зовнішні стекла).

5. Відношення площі вікон та інших світлопрозорих конструкцій до площі поверхні зовнішніх огороджувальних конструкцій будівлі.

6. Географічне положення будинку:

· Широта;

· Висота над рівнем моря;

· Умови хмарності;

· Частота туманів.

7. Орієнтація вікон та інших світлопрозорих конструкцій за сторонами світу.

Різні сонцезахисні пристрої залежно від орієнтації.

8. Можливості вентиляції:

Примусова вентиляція за допомогою вентиляційних установок.

За допомогою відкривання вікон (через вікна під кутом один до одного – найбільш ефективно).

9. Фарбування зовнішніх поверхонь стін:

· Світлі поверхні відбивають теплові промені;

· Темні поверхні поглинають теплові промені.

Зимовий теплозахист

1. Теплоізоляція огороджувальних конструкцій, таких як:

· Стіни;

· Перекриття;

· Вікна;

· Зовнішні двері.

2. Теплова інерція огороджувальних конструкцій, таких як:

· Cтіни;

· Стелі;

· Підлоги.

Для комфорту людини біля стіни, а також для запобігання конденсату вологи теплова інерція конструкцій має дуже важливе значення.

3. Розташування окремих шарів у багатошарових огороджувальних конструкціях. Правильна послідовність шарів усередині – назовні особливо важлива. Утворення конденсату всередині конструкції.

4. Загальний коефіцієнт пропускання енергії вікнами та іншими світлопрозорими конструкціями, такими, як зовнішні двері, зимові сади.

Прозорий теплозахист:

Скло з металевим напиленням (внутрішні стекла).

5. Відношення площі вікон та інших світлопрозорих конструкцій до площі поверхні зовнішніх огороджувальних конструкцій будівлі. (вікна часто є слабими місцями).

6. Географічне положення будинку:

· Широта;

· Висота над рівнем моря;

· Умови хмарності;

· Частота туманів.

7. Орієнтація вікон та інших світлопрозорих конструкцій за сторонами світу. Сонячні поступлення тепла різні залежно від орієнтації.

8. Повітрообмін:

· Відкривання вікон і зовнішніх дверей;

· Повітропроникність вікон і дверей за рахунок швів та нещільностей;

· Повітрообмін з механічним приводом вентиляційних установок з-, або без рекуперації тепла.

Відчуття комфорту в приміщенні. Воно залежить від температури поверхонь стін. Чи відчуває людина себе комфортно в приміщенні, залежить, поряд з уже згаданими факторами, також і від теплового випромінювання поверхонь огороджувальних це приміщення конструкцій. Людина відчуває себе комфортно, з точки зору температури, в тому випадку, якщо внутрішні поверхні стін взимку не більше, ніж на 3°С нижче, а влітку не більше, ніж на 3°С вище температури повітря в приміщенні. Температура поверхонь стін залежить від їх опору теплопередачі (R).

Температура поверхні підлоги. Для підлог, внаслідок безпосереднього контакту з тілом людини через підошви ніг, справедливі інші значення. Для того, щоб не відбирати у людини занадто багато тепла, температура поверхні підлоги не повинна бути нижче 15...20°С. Тут відіграє роль також тривалість перебування людини в приміщенні. Оптимальною і приємною відчуває людина поверхню підлоги з температурою від 22°С до 24°С. При підлоговому опаленні (теплі підлоги) температура поверхні підлоги не повинна бути вище 25...30°С. Температура підлоги 15°С відчувається ще прийнятною, якщо перебування людини в приміщенні триває до 3 годин. Потім підлога здається вже прохолодною, а через 3,8 години – вже холодною.

Теплонакопичувальна здатність стін. Теплонакопичувальна здатність відіграє велику роль як для зимового, так і для літнього теплозахисту. Так як здатність до накопичення дуже сильно залежить від щільності, то у важких стінах вона краща, ніж у легких конструкцій. Взимку приміщення з великою теплонакопичувальною здатністю при відключенні опалення охолоджуються не так швидко, влітку надлишкова енергія в денний час може накопичуватися для того, щоб її віддати в повітря приміщення в прохолодні нічні години. Шар теплоізоляції всередині створює малу теплонакопичувальну здатність, а зовні – велику теплонакопичувальну здатність.

Відносна вологість повітря. Люди відчувають себе некомфортно, коли температура повітря падає нижче 17⁰С і, відповідно, коли вона зростає вище 26°С, незалежно від відносної вологості повітря. Слід зазначити, що зі збільшенням температури повітря людина відчуває як комфортні все менші значення відносної вологості. Температура зовнішнього повітря протягом доби (денна та нічна фази) не постійна. Коливання температури впливають на розподіл температур всередині конструкції і на температуру повітря всередині приміщення. Величина відношення амплітуд коливання температур ТАУ для конструкції може вважатися хорошою, якщо коливання температури внутрішнього повітря менше зовнішнього, і якщо хвиля теплової енергії приходить всередину зі зсувом у часі. Це можливо в тому випадку, якщо конструкції, огороджувальні приміщення, мають хорошу теплонакопичувальну здатність. Значення величини ТАУ особливо зростає у літні місяці.

Якість повітря. Для якості повітря визначальним є вміст вуглекислого газу (С0₂). Високий вміст С0₂ викликає головний біль, відчуття запаморочення, збудження, зростання тиску крові. Дуже високі концентрації С0₂, близько 10%, які зустрічаються в льохах для бродіння, ведуть до смерті від отруєння. Людина вдихає в годину близько 500·л повітря із вмістом С0₂ близько 0,03% від об'єму, а видихає це повітря вже із вмістом С0₂ близько 4% від об'єму. При цьому вона споживає в годину близько 33·л 0₂ і виробляє близько 25·л С0₂. Кількість С0₂ в гігієнічно бездоганних житлових і робочих приміщеннях має не перевищувати 0,1% від об'єму повітря. Щоб підтримувати цю величину в приміщенні на людину в годину, потрібно близько 30·м³ зовнішнього повітря, вміст С0₂ в якому становить близько 0,03% від об'єму.

Рух повітря. Рух повітря може відбуватися через нещільні місця в оболонці будівлі, (площина даху, щілини у вікнах, кожухи жалюзі), а також за рахунок конвекції всередині будівлі. Якщо внутрішні поверхні стін мають малі температури, через велику різницю температур між повітрям у приміщенні та поверхнею стіни, поблизу стіни відбувається конвекція, яка відчувається людиною як протяг.

1.4. Передача тепла та умови теплозахисту будівель

Причиною того, що в приміщенні мають місце приблизно однакові температури, незалежно від розташування джерел тепла, або того, що температура в приміщенні після відключення опалення знижується з різною швидкістю, є різні можливості передачі тепла.

Теплова радіація. Теплова енергія за допомогою радіації може передаватися як через заповнений повітрям, так і через безповітряний простір. Теплові промені мають різні довжини хвиль, і не пов'язані з матерією. Тому вони без втрат можуть пронизувати безповітряний простір (космос). Поступаючи на тіло, теплові промені частково поглинаються, частково відбиваються. Ефект поглинання використовується в сонячних колекторах, причому поверхня колекторів забарвлюється в чорний колір. Відображення використовується, коли потрібно затримати радіаційне тепло в приміщенні, як, наприклад у випадку покритого шаром внутрішнього скла.

Вказівки з теплозахисту. Норми з теплозахисту в будівельній теплотехніці враховують тільки будівельно-фізичні величини і вимагають мінімально-допустимі значення опору теплопередачі R зовнішніх стін, стін сходових кліток, перекриттів над підвалами, перекриттів, що відокремлюють приміщення для перебування людей, від зовнішнього повітря. Вимагають мінімально-допустимі значення R і максимально допустимі значення коефіцієнта теплопередачі U в найбільш несприятливих місцях перекриттів, наприклад у місцях обпирання збірних балок перекриттів на стіни. Вимагають мінімально допустимі значення R у легких конструкціях з поверхневою щільністю нижче 100 кг/м². Вимагають вказати слабкі місця з точки зору будівельної фізики. Захищають будівельні матеріали і будівельні конструкції від занадто великих температурних напружень.

Метод огороджувальних конструкцій. Вимагає забезпечення мінімальних коефіцієнтів теплопередачі для певних огороджувальних конструкцій, таких, як: зовнішні стіни; вікна; перекриття; дахи; перекриття над підвалами.

Метод енергетичного балансу. Вимагає, щоб не була перевищена максимально допустима потреба в енергії на опалення в рік залежно від відношення площі теплопровідних частин будівлі до об'єму опалювальної будівлі. в кВт.год на м³ опалювального об'єму будівлі на рік (кВт.год/м³ рік) або в: кВт.год на м² корисної площі будівлі в рік (кВт.год/м² рік)

Облік вікон повинен застосовуватися в наступних випадках:

· У будинках з нормальними внутрішніми температурами, таких, як житлові будинки, будівлі бюро, управлінь, школи, лікарні, ресторани.

· Виробничі будівлі з внутрішніми температурами мінімум +19°С.

· Будинки для спортивних занять, змагань та зборів з внутрішніми температурами мінімум +15°С та опалювальним періодом не менше 3 місяців на рік.

· У будинках, що підлягають реконструкції або будівельним змінам.