Основні принципи теплозахисту будинків
Трохи теорії теплопередачі
У холодну, дощову, вітряну погоду ми завжди прагнемо повернутися в теплий дім, де можна, знявши пальта, відчути себе в теплі і затишку. Зовнішні стіни, вікна, дах (тобто огороджувальні конструкції) захищають наш будинок від низьких температур, сильного вітру, опадів у вигляді дощу і снігу і інших атмосферних впливів. При цьому вони перешкоджають проникненню тепла з внутрішнього приміщення назовні внаслідок свого опору теп лопередаче. В залежності від товщини матеріалу конструкція може мати різне опір теплопередачі: чим більше товщина матеріалу, тим кращими теп лозащітнимі властивості має огорожу.
Тепло може передаватися різними способами: теплопровідностью, конвекцією, випромінюванням.
У чистому вигляді теплопровідність спостерігається тільки в суцільних твердих тілах. Тепло передається безпосередньо через матеріал або від одного матеріалу одного при їх зіткненні. Високої теплопровідністю мають щільні матеріали - метал, залізобетон, мармор. Повітря має низьку теплопровідність. Тому через матеріали з великою кількістю замкнутих пір, заповнению повітрям, тепло передається погано, і вони можуть використовуватися як теплоізоляційні (семіщелевой цегла, пінобетон, спінений поліуретан, пінопласт).
Конвекція характерна для рідких і газоподібних середовищ, де перенесення тепла відбувається в результаті руху молекул. Конвективний теплообмін спостерігається у поверхності стін при наявності температурного перепаду між конструкцією і стикаються з нею повітрям. У вікнах житлових будинків конвективний теплообмін відбувається між поверхнями скління, звернених всередину повітряного прошарку. Нагріваючись від внутрішнього скла, теплий повітря піднімається вгору. При зіткненні з холодним зовнішнім склом повітря віддає своє тепло і, охолоджуючись, опускається вниз. Така циркуляція повітря в повітряному прошарку обумовлює конвективний теплообмін. Чим більше різниця температур поверхонь, тим інтенсивніше теплообмін між ними.
Випромінювання відбувається в газоподібному середовищі шляхом пере ¬ дачі тепла з поверхні тіла через простір (у вигляді енергії електромагнітних хвиль). Завдяки променистому теплообміну поверхню Землі обігрівається Сонцем, перебуваючи від неї на відстані багатьох світлових років. Ана ¬ логічним чином здійснюється передача тепла ізлученіем між двома поверхнями, розташованими в стіні і розділеними повітряним прошарком. Нагріта поверхню радіатора випромінює тепло і обігріває примшщення. Чим вище температура поверхні опалювального приладу, тим сильніше обігрівається приміщення.
Всі тіла, що мають температуру вище абсолютного ну ¬ ля, випромінюють тепло, яке частково відбивається, частково поглинається. Якщо вся що падає на тіло промениста енергія відбивається, то таке тіло називається абсолютно білим. Якщо вся падаюча енергія поглинається, то тіло називаючи ¬ ється абсолютно чорним.
Будівельні матеріали також частково відображають та частково поглинають енергію, хоча і в меншій мірі, ніж абсолютне біле і абсолютно чорне тіла. Вони на ¬ ни опиняються сірими тілами.
Світла і * гладка поверхня відбиває більшу частину падаючої енергії. Чим темніше і шорстку поверхню тіла, тим більше енергії вона поглинає. Поглинена тілом промениста енергія перетворюється на теплову і викликають підвищення температури. Тому для зменшення перегріву приміщень верхнього поверху в літній час це доцільність покриття даху робити з оцинкованої кро ¬ вельних сталі, а не з руберойду. Завдяки блискучій світлої поверхні сталь відображає значну частину і людиною випромінювання та нагрівається менше, ніж руберойд, що має темну поверхню і інтенсивніше поглинає променисту енергію.
Передача тепла через стіни здійснюється головним чином внаслідок теплопровідності. Кількість тепла, що проходить через стіну, залежить від коефіцієнта теп ¬ лопроводності матеріалу Я. Чим він вищий, тим більше теплоти проходить через матеріал і тим гірше його теплозахист .Різні будівельні матеріали мають різні коефіцієнти теплопровідності. На них впливають різні чинники, зокрема, щільність і вологість ¬ ність матеріалу.
Щільний матеріал має більший коефіцієнт теп ¬ лопроводності в порівнянні з пористим. Збільшення пліт ¬ ності сприяє підвищенню Я.. Зменшення щільності призводить до зниження Я. Це пояснюється тим, що пори будівельного матеріалу заповнені повітрям, що мають низький коефіцієнт теплопровідності. Чим більше пор в матеріалі, тим менше його щільність і теплопровідність. Наприклад, у залізобетону щільністю 2500 кг / м ко ¬ еффіціент теплопровідності Л - 2,04 Вт / (м-° С), у кладки із звичайної глиняної цегли щільністю 1800 кг / м Я - 0,81 Вт / (м-° С ), у фанери щільністю 600 кг / м Я-0,18 Вт / (м-° С), у плит з полістиролу-ного пінопласту щільністю 100 кг / м Я -0,05 Вт / (м. ° С).
Вологість сприяє підвищенню теплопровідності: сирий матеріал має більший коефіцієнт теплопроводу ¬ ності і має гіршими теплозахисними характе ¬ теристик в порівнянні з сухим. Це викликано тим, що при зволоженні матеріалу його пори заповнюються водою, що має високий коефіцієнт теплопровідності (приблизно в 20 разів більший, ніж повітря). Чим біль ¬ ше вологи вбирає матеріал, тим вище стає його теплопровідність. Наприклад, при підвищенні вологості стін, вікон, горищних перекриттів, підлог першого поверху.
На втрати тепла через огородження найбільші вплив робить їх здатність передавати тепло, яке залежить від коефіцієнта теплопровідності і товщини ма ¬ матеріалу. Чим менше коефіцієнт теплопровідності і товщі стіна, тим більше її термічний опір (передача тепла) і краще її теплозахисні властивості.
Крім того, кількість втрачає тепло залежить від опору теплообміну конвекцією та випромінюванням у поверхні внутрішньої і зовнішньої стін. Чим інтенсивніше відбувається теплообмін, тим більше тепла втрачається з приміщення і передається внутрішній поверхні конст ¬ рукціі або віддається поверхнею стіни назовні, тим менше опір теплообміну і гірше теплозахист.
Таким чином, теплозащитная здатність стіни, її опір теплопередачі залежать від інтенсивності передачі тепла на трьох ділянках (у внутрішньої поверх ¬ ності, в товщі огородження, біля зовнішньої поверхні), каж ¬ кожний з яких має свій опір. Загальний опір теплопередачі є їх суму.
| < Попередня | Наступна > |
|---|