26. Факторы, оказывающие влияние на теплопроводность материала ограждений.

Передача тепла в материале осуществляется кондукцией (теплопроводность), конвекцией (движением воздуха или другого газа в порах материала) и лучеиспусканием. Теплопроводность – способность материала передавать тепло от одной своей части к другой в силу теплового движения молекул. Конвекция представляет собой процесс распространения тепла в результате механического перемещения частицы вещества газообразной или жидкой среды из одной части пространства в другую.

Передача тепла излучением (радиацией) происходит между телами через пространство. Сущность лучистого теплообмена состоит в том, что часть внутренней энергии тела преобразуется в энергию излучения, которая передается в форме электромагнитных волн. Встречая на своем пути другие тела, лучистая энергия поглощается ими в той или иной степени и превращается снова в тепловую энергию. Теплопроводность зависит от средней плотности материала, его структуры, пористости, влажности и средней температуры слоя материала. С увеличением средней плотности материала, теплопроводность возрастает. Чем выше пористость, т.е. меньше средняя плотность материала, тем ниже теплопроводность. С увеличением влажности материала теплопроводность резко возрастает, при этом понижаются его теплоизоляционные свойства. Поэтому все теплоизоляционные материалы в теплоизоляционной конструкции защищают от попадания влаги покровным слоем - пароизоляция. Теплопроводность - количественно определяется коэффициентом теплопроводности λ, выражающим количество тепла, проходящее через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противолежащих поверхностях 1°С за 1 ч. Величина коэффициента теплопроводности в основном зависит от объемного веса, влажности и природы материала. Чем меньше объемная масса материала и, следовательно, чем больше в нем пор, заполненных воздухом, являющимся плохим проводником тепла, тем меньше и его коэффициент теплопроводности. Однако прямой пропорциональности между объемной массой и теплопроводностью нет, так как на теплопроводность существенно влияют природа материала и характер его структуры. Заметно влияет на величину коэффициента теплопроводности влажность материала ограждения: с повышением ее резко увеличивается коэффициент теплопроводности. Это объясняется тем, что вода, заполняющая поры материала, имеет коэффициент теплопроводности в 25 раз больший, чем неподвижный воздух. Влияние температуры материала на изменение коэффициента теплопроводности при ограниченных перепадах температуры (порядка 50—60°) невелико и поэтому в строительной практике обычно не учитывается. Условия эксплуатации считаются сухими, если влажностный режим помещения сухой, а климат тоже сухой или даже нормальный, или когда режим помещения нормальный, но климат сухой. В остальных случаях условия эксплуатации считаются нормальными.

28. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций зданий из условий санитарно – гигиенических и энергосбережения.

При определении теплозащитной способности наружных ограждений практический интерес представляет не теплопроводность составляющих ее слоев, а обратная ей величина R — термическое сопротивление: ,δ- толщина слоя.

При переходе тепла через наружное ограждение изменяется температура в материале ограждения и на его поверхностях и одновременно понижается температура воздуха в прилежащих к ограждению зонах. Такое падение температуры свидетельствует о наличии дополнительных термических сопротивлений переходу тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения и от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху. Эти сопротивления теплоотдаче обозначают Rв и Rн.

Определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждения. Величина сопротивления теплопередаче запроектированной конструкции должна быть не менее величины требуемого по климатическим и гигиеническим условиям сопротивления R^mp₀.

Минимальная величина требуемого сопротивления теплопередаче зависит от расположения наружной поверхности ограждения по отношению к внешней среде, что учитывается коэффициентом n: , где tв — температура внутреннего воздуха; tн - температура наружного воздуха, αв – коэффицент теплоотдачи внутренней поверхности, температурный перепад у внутренней поверхности ограждения Δt^н = t_в – τ_в , τ_в -температура внутренней поверхности ограждения. Расчетные параметры внутреннего воздуха tв зданиях и помещениях определяются нормами проектирования. Расчетная зимняя температура наружного воздуха tн принимается в зависимости от характеристики тепловой инерции ограждения. Температуры наружного воздуха для различных географических пунктов, установленные по многолетним метеорологическим наблюдениям, приведены в СНиП «Строительная климатология». Тепловая инерция - способность конструкции к сохранению или медленному изменению температур в ее толще. Характеристика тепловой инерции D определяется по формуле: , гдеR1,R2 — сопротивление теплопередаче слоев ограждения , a s1,s2 - коэффициенты теплоусвоения материалов отдельных слоев. Величина сопротивления теплопередаче проектируемого ограждения должна быть равной или превышать требуемую R^np_{0 ≥} R^mp_{0 .} Значения R^mp₀ представляют собой минимально необходимые по гигиеническим требованиям величины, а именно - исключение выпадения конденсата на внутренней поверхности стены или покрытия. Проектирования наружных ограждающих конструкций подчиняется не только гигиеническим но и требованиям энергосбережения. Необходимость экономии энергоресурсов на отопление зданий в течение многих десятилетий его эксплуатации требует существенного повышения стоимости наружных ограждающих конструкций за счет радикального повышения их сопротивления теплопередаче.

ГОСП - градусо-сутки отопительного периода: Z - продолжительность,

Воздушная прослойка в ограждении является эффективным средством теплозащиты. Именно поэтому светопропускающих ограждениях (окнах, балконных дверях, фонарях и т.п.) предусматривают двойное, тройное даже четырехслойное остекление для суровых северных условий. Но воздушная прослойка является эффективной лишь в том случае, если в ней отсутствует движение частиц воздуха, для этого пространство прослойки необходимо изолировать от наружного и внутреннего воздуха, т.е. выполнить герметичным. При большой толщине прослойки циркуляция воздуха усиливается и эффект тепло - защиты не достигается.