|
С древних времен человек строил жилье для защиты от непогоды. Люди жили в пеще-рах, шалашах из веток и стволов деревьев, обмазанных глиной, землянках, домах из бревен и бруса, а позже из кирпича и бетона. В зависимости от климата возводились здания с различ-ными конструктивными и архитектурными решениями. В холодных регионах дома строи-лись с толстыми стенами и небольшими окнами, хорошо защищающими их обитателей от холода, ветра, снега, а в более теплых - с тонкими стенами и окнами большого размера.
Все строительные конструкции, огораживающие и защищающие внутренние помеще-ния от атмосферных воздействий: холода, дождя, снега, ветра и пр., называются ограждаю-щими. К ним относятся наружные стены, окна, двери, крыша. А конструкции, восприни-мающие нагрузку и обеспечивающие прочность здания, называются несущими. Это колон-ны, балки, перекрытия, стропила. И чтобы сделать дом теплым необходимо правильно вы-брать материал, учитывая его теплозащитные свойства именно для ограждающих конструк-ций.
При строительстве теплого дома в первую очередь надо учитывать особенности клима-та той местности, где строится здание и в соответствии с этим выбирать форму дома и его планировку, строительные материалы, приемлемые конструкции и необходимую теплозащи-ту. При этом такие требования к дому, как - тепло, сухо и уютно - остаются решающими в большинстве случаев.
Температура воздуха в одной и той же местности ее бывает одинаковой каждый год. На смену слякотной, серой зиме с моросящим дождем на следующий год приходит крепкий мо-роз с хрустящим снегом и ясной солнечной погодой. Поэтому для теплотехнических расче-тов ограждающих конструкций применяют усредненные температуры наружного воздуха: среднюю температуру наиболее холодной пятидневки, среднюю температуру наиболее хо-лодных трех суток, наиболее холодных суток и абсолютную минимальную температуру на-ружного воздуха.
Средняя температура наиболее холодных суток всегда бывает ниже, чем средняя тем-пература наиболее холодной пятидневки. Наименьшая разница между этими температурами, около 4°С, характерна для большей части Сибири, где зимы суровы и устойчивы, и перепады между этими температурами значительно меньше, чем в европейской части России. Здесь из-за довольно частых циклонов и антициклонов, сопровождающихся резким повышением тем-пературы, сильной облачностью и даже оттепелями, эта разница составляет 6°С, а иногда и превышает эту цифру.
Климат России, отличающийся редким разнообразием природных условий, куда более суров, чем Западной Европы и Северной Америки (за исключением Аляски). Считается, что в США значительно холоднее, чем на соответствующих параллелях в большинстве европей-ских стран, но следует помнить, что их северная граница проходит на 49° северной широты, т.е. южнее, чем Волгоград и Саратов.
Суровость зимнего периода выражается произведением продолжительности отопи-тельного периода на среднюю температуру отопительного периода (в тысячах градусодней).
Для ограждающих конструкций большой инерционности (Д>7) расчетная температура наружного воздуха принимается равной средней температуре наиболее холодной пятиднев-ки. Период в пять суток принят потому, что его длительность достаточна для того, чтобы низкая температура наружного воздуха, установившаяся в течение этого периода, вызвала максимальное уменьшение температуры на внутренней поверхности стены.
К ограждающим конструкциям с большой инерционностью относятся стены, выпол-ненные из полнотелого глиняного и силикатного кирпича и бревенчатые срубы.
Для охлаждения ограждения малой инерционности достаточно одних суток, поэтому для их теплотехнического расчета принимается средняя температура наиболее холодных су-ток.
Ограждающие конструкции средней инерционности (Д изменяется в пределах 4-7) за-нимают промежуточное положение. Они могут быть изготовлены из легковесного и много-дырчатого кирпича, пустотной керамики. Для этих ограждений расчетной является средняя температура наиболее холодных трех суток.
Помимо расчетных температур наружного воздуха необходимо учитывать и влажность воздуха в районе строительства. Следует отметить, что влага оказывает огромное влияние, очень часто негативное, на теплозащитные качества ограждений. Известно, что вода пре-красно проводит тепло, а воздух, особенно сухой, обладает теплоизоляционными качества-ми. Поэтому строительные материалы с большим количеством пор, заполненных воздухом, имеют хорошие теплозащитные свойства. Однако, если поры заполняются влажным возду-хом или в них проникает влага, теплоизоляционная способность любого материала ухудша-ется. Кроме того, влага растворяет химические вещества (кислоты, соли, щелочи), которые приводят к быстрому разрушению материалов. Стены отсыревают, резко ухудшается микро-климат помещений, человек зябнет и часто простужается.
В воздухе всегда содержится некоторое количество влаги в виде водяного пара. Ее ко-личество, содержащееся в 1 куб. м воздуха, измеряется в граммах и называется его абсолют-ной влажностью (г/м3 ). Однако абсолютная влажность не характеризует степень насыщения воздуха влагой, так как при разных температурах максимальное содержание влаги в воздухе неодинаково: чем выше температура воздуха, тем больше влаги может в нем находиться. По-этому и вводится понятие относительной влажности, которая выражается в процентах, как отношение действительной упругости водяного пара е в воздухе к максимальной его упруго-сти Е при этой температуре.
От относительной влажности воздуха зависит количество влаги, испаряющейся с по-верхности ограждения. Чем больше относительная влажность воздуха, тем медленнее проис-ходит испарение. Эта величина является очень важной для проектной и строительной прак-тики и поэтому значение Е приводится в справочниках.
Чрезмерно быстрое высыхание наружных слоев ограждающих конструкций и изделий, например бетонных, в начальный период схватывания бетона может вызвать образование трещин и тем самым понизить прочность изделий. При малой относительной влажности воз-духа высыхание наружных слоев бетона происходит быстрее, чем протекает процесс посте-пенного химического связывания при его твердении, что приводит к ухудшению структурно-механических свойств наружных слоев изделия или конструкции. Эти климатические осо-бенности приходится учитывать в южных и юго-восточных регионах.
При повышении температуры воздуха данной влажности его относительная влажность понижается. Это объясняется тем, что упругость водяного пара е остается без изменения, а максимальная упругость Е увеличивается. Совсем противоположное наблюдается при охла-ждении воздуха: увеличивается его относительная влажнось вследствие уменьшения макси-мальной упругости Е. При некоторой температуре значение е достигнет величины Е, и воз-дух приобретет относительную влажность у, равную 100%, т.е. достигнет полного насыще-ния.
Температура Тр, при которой воздух с данной упругостью водяного пара достигает полного насыщения, называется точкой росы. Если продолжать охлаждение воздуха ниже точки росы, то предельная упругость водяного пара будет понижаться, и излишнее количест-во водяного пара, фактически имеющегося в охлаждаемом воздухе, будет конденсироваться, т.е. превращается в капельно-жидкое состояние.
В природе такие условия можно наблюдать в летнее время при образовании туманов около рек, когда с заходом солнца воздух охлаждается, его относительная влажность повы-шается и температура воздуха падает ниже точки росы. По мере согревания воздуха, вызван-ного восходом солнца, снижается его относительная влажность. При этом капельки влаги, образующие туман, испаряются и туман рассеивается.
В зимнее время затяжные оттепели могут возникнуть при вторжении массы теплого влажного воздуха. При смешивании его с холодным воздухом он постепенно охлаждается, конденсирует влагу, что приводит к образованию тумана. Такое преобладание оттепелей, вызванных вторжениями с юга теплого и влажного воздуха, характерно для юга европейской части России.
|
На уровень вверх
Купить