Теплозащита зданий

теплозащита зданий

 

Основные задачи теплозащиты дома — экономия энергии. Экономичная теплозащита зданий и сооружений стала важнейшей проблемой строительства и проектирования, прямо связанной с состоянием мировой энергетики и экономики. Во о том, что из себя представляет теплозащита зданий мы и поговорим в этой статье.

 

Комфорт в помещении

 

Здание должно не только служить убежищем, но и создавать комфорт и поддерживать здоровье.

 

Комфорт в помещении зависит от:

  • Температуры внутреннего воздуха: оптимально 20°С—22°С.
  • Температуры внутренних поверхностей стен, ограждающих помеще­ние: минимум 16°С-18°С. В противном случае появляется ощущение сквозняка.
  • Тепловой инерции (накопление тепла) стен, ограждающих помеще­ния. Барачный микроклимат: быстрый нагрев, быстрое охлаждение.
  • Температуры поверхности пола: оптимально 22°С—24°С.
  • Относительной влажности воздуха в помещении:
    • Нормально 50%—60%
    • <40% — сухость слизистой оболочки.
    • >60% — тепличный климат.
  • Движение воздуха: максимально 0,2 м/с.; >0,2 м/с — ощущение сквозняка
  • Деятельности человека: сидячая работа подвижная работа.

 

Теплозащита зданий

 

Напряжение вследствие влияния температуры ведут к повреждениям строительных конструкций (Летом — температурное расширение: зимой — уменьшение размеров).

 

Задачи из условий экономии энергии

 

Запросы людей возрастают, растет их жизненный уровень, сырьевые за­пасы становятся дефицитными продуктами, то есть они невоспроизво­димы, их запасы ограничены. Поэтому с сырьем следует обходиться эко­номно.

 

Задачи из условия защиты окружающей среды

 

Сжигание жидкого топлива для отопительной цели и в качестве горюче­го усиливает нагрузку на окружающую среду вредных газов и кислот.

S + O2 => SO2 + H2O => H2SO3

S + O3 => SO3 + H2O => H2SO4

C+ O2 => CO2 + H2O => H2CO3

N + O2 => NO2 + H2O => H2NO3

поэтому, теплозащита — это защита окружающей среды. Для снабжения энергией имеются многие источники:

 

Природные источники тепла

 

Температурные шкалы1. Солнце:

Солнечная энергия. Солнечные коллекторы. Вода нагревается в коллекторе и дает тепло потребителю воды. Солнечные фотоэлементы: Кремневые фотоэлементы преобразуют солнечную энергию фотоэлектрическим путем в электрический ток.

 

2. Вода:

Тепловой насос — Вода-Вода. Тепловая энергия отбирается у грунтовых вод, речной или морской воды и используется для подогрева потребительской воды. Или: Рекуперативное получение тепла из канализационной воды.

 

3. Воздух:

Тепловой насос — Воздух-Вода. Наружный воздух отсасывается, уплотняется в тепловом насосе и таким образом отбирается тепловая энергия для нагрева потребительской воды.

 

4. Земля:

Тепловой насос — Земля-Вода. Тепловая энергия отбирается в земле, причем трубы укладываются в земле как при напольном отоплении.

 

5. Грунт: Выращивание растений для получения горючего, например, рапсовое масло.

 

6. Ветер: Ветровые электростанции: производство электроэнергии

 

 

Искусственные источники тепла

 

1. Механические: трение
2. Химические: уголь, нефть, газ.
3. Электрические: ток.
4. Атомные: ядерная энергия

 

 

Факторы, влияющие на теплозащиту

 

Летняя теплозащита зданий

 

  • Солнцезащитные устройства, такие, как: маркизы, солнцезащитные крыши, жалюзи (наружные наиболее эффективны).
  • Накопление тепла в ограждающих конструкциях, таких как: стены и потолки (полы). Их влияние выражается в благоприятном соотношении амплитуд температуры на их внешних и внутренних поверхностях.
  • Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях — высыхание конструкций в летние месяцы (период выпаривания влаги), тепловая инерция и сдвиг по фазе температурных колебаний на поверхности конструкции.
  • Общий коэффициент пропускания энергии окнами и прочими светопрозрачными конструкциями, такими, как: наружные двери, зимние сады, прозрачная теплозащита, стекла с металлическим напылением (наружные стекла).
  • Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания.
  • Географическое положение здания: широта, высота над уровнем моря, условия облачности.
  • Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света. Различные солнцезащитные устройства в зависимости от ориентации.
    • Возможности вентиляции:
      • Принудительная вентиляция с помощью вентиляционных установок,
  • С помощью открывания окон (через окна под углом друг к другу — наиболее эффективно).Окраска наружных поверхностей стен:
  • Светлые поверхности отражают тепловые лучи
  • Темные поверхности поглощают тепловые лучи.

 

Зимняя теплозащита зданий

 

  • Теплоизоляция ограждающих конструкций, таких, как: стены, перекрытия, окна и наружные двери.
  • Тепловая инерция ограждающих конструкций, таких, как: стены и потолки (полы). Для комфорта человека вблизи стен, а также для предотвращения конденсата влаги тепловая инерция конструкций имеет очень важное значение.
  • Расположение отдельных слоев в многослойных ограждающих конструкциях. Правильная последовательность слоев изнутри — наружу особенно важна. Образование конденсата внутри конструкции.
  • Общий коэффициент пропускания энергии окнами и прочими светопрозрачными конструкциями, такими, как: наружные двери, зимние сады, прозрачная солнцезащита и стекла с металлическим напылением (внутренние стекла).
  • Отношение площади окон и других светопрозрачных конструкций к площади поверхности наружных ограждающих конструкций здания, (окна часто являются слабыми местами).
  • Географическое положение здания: широта, высота над уровнем моря, условия облачности и частота туманов.
  • Ориентация окон и других светопрозрачных конструкций по сторонам света. Солнечные теплопоступления различны в зависимости от ориентации.
  • Воздухообмен:
    • Открывание окон и наружных дверей, а также
    • Воздухопроницаемость окон и дверей за счет швов и неплотностей.
    • Воздухообмен с механическим приводом вентиляционных установок  или без рекуперации тепла.

 



 

Теплопередача

 

Причиной того, что в помещении имеют место примерно одинаковые температуры, независимо от расположения источников тепла, или того что температура в помещении после отключения отопления понижается с различной скоростью, являются различные возможности передачи тепла.

 

Теплопроводность

 

Передача тепла от молекулы к молекуле у жестких материалов.

 

Передача тепла от молекулы к молекуле у жестких материалов

 

Теплопроводность выражается коэффициентом теплопроводности λR. Чем меньше эта величина, тем лучше теплоизоляция.

 

Тепловые потоки и тепловая конвекция

 

Передача тепла вместе с потоком теплоносителя:

 

Тепловой поток в жидкостях       Тепловая конвекция в воздухе (газах)

 

 

Передача тепла вместе с потоком теплоносителя

 

 

Тогда как при теплопроводности молекулы остаются на месте, при тепловом потоке или конвекции тепло переносится изменяющими свое положение частичками вещества, имеющими определенный тепловой потенциал.

 



 

Тепловая радиация

 

Тепловая энергия с помощью радиации может передаваться как через заполненное воздухом, так и через безвоздушное пространство. Тепловые лучи имеют различные длины волн, и не связаны с материей. Поэтому они без потерь могут пронизывать безвоздушное пространство (космос).

 

Поступающие на тело тепловые лучи частично поглощаются, частично отражаются. Эффект поглощения используется в солнечных коллекторах, причем поверхность коллекторов окрашивается в черный цвет. Отражение используется, когда нужно задержать радиационное тепло в помещении, как, например, в случае покрытого отражающим слоем внутреннего стекла.

 

Энергосберегающее стекло внутри Рис. 1.6. В случае покрытого отражающим слоем солнцезащитного наружного стекла (Энергосберегающее стекло). Покрытие внутри: тепло должно быть задержано в помещении.
Энергосберегающее стекло снаружи Рис. 1.7. Покрытие наружного стекла  тепло должно не допускаться в помещение.
Алюминиевая фольга за отопительным прибором. Рис. 1.8. Алюминиевая фольга за отопительным прибором.
Напольное отопление Рис. 1.9. Отопительная плоскость отдает тепло в помещение.
Под утеплителем мансарды Рис. 1.10. Тепло должно отражаться обратно в помещение.

 

Теплозащита зданий играет большую роль в общей экономике эксплуатации жилья. Подробнее о теплозащите мы поговорим в следующих статья. В следующей статье я расскажу о физических основах теплозащиты дома.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

 
 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

error: