Строительная теплотехника – это раздел строительной физики, который изучает теплопередачу, проникновение влаги и воздуха в здания, сооружения, а также занимается разработкой методик расчета перечисленных выше процессов.
Теплотехника в строительстве
Строительство домов и их проектирование не обходится без применения знаний и технологий строительной теплотехники.
Раздел строительной физики, который изучает теплопередачу, проникновение влаги и воздуха в здания, сооружения, а также занимается разработкой методик расчета перечисленных выше процессов. В ведении строительной теплотехники находится исследование тепловых свойств строительных веществ и материалов.
Научные знания и методы, полученные в результате исследований в области строительной теплотехники, позволяют при проектировании зданий рассчитывать такие параметры, как сопротивление теплопередаче, сопротивление воздухопроницанию, сопротивление паропроницанию, теплоустойчивость ограждающих конструкций, теплоусвоение поверхности полов.
Основные нормы и правила в этой области закреплены в строительной нормативной документации - СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника".
Ярким примером использования технологий теплотехники служит обогрев зданий и сооружений в холодное время года. В городах существуют системы централизованного отопления. В таких системах источниками тепла служат теплоэлектроцентрали и центральные котельные, откуда теплоноситель разносит тепло по теплотрассам до отопительных приборов конечного потребителя.
Эффективность работы систем отопления зданий напрямую завит от правильности расчета тепловых потерь, связанных с особенностями работы вентиляции и теплоизоляционных свойств стен. Это задача строительной теплотехники.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Настоящие нормы строительной теплотехники должны соблюдаться при проектировании ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перегородок, покрытий, чердачных и междуэтажных перекрытий, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот) новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения (жилых, общественных1 , производственных и вспомогательных промышленных предприятий, сельскохозяйственных и складских2 ) с нормируемыми температурой или температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха. 1 Номенклатура общественных зданий в настоящей главе СНиП принята в соответствии с общесоюзным классификатором “Отрасли народного хозяйства” (ОКОНХ), утвержденным постановлением Госстандарта СССР от 14 ноября 1975 г. № 18. 2 Далее в тексте для краткости здания и сооружения: складские, сельскохозяйственные и производственные промышленных предприятий, когда нормы относятся ко всем этим зданиям и сооружениям, объединяются термином “производственные”. 1.2. В целях сокращения потерь тепла в зимний период и поступлений тепла в летний период при проектировании зданий и сооружений следует предусматривать: а) объемно-планировочные решения с учетом обеспечения наименьшей площади ограждающих конструкций; б) солнцезащиту световых проемов в соответствии с нормативной величиной коэффициента теплопропускания солнцезащитных устройств; в) площадь световых проемов в соответствии с нормированным значением коэффициента естественной освещенности; г) рациональное применение эффективных теплоизоляционных материалов; д) уплотнение притворов и фальцев а заполнениях проемов и сопряжений элементов (швов) в наружных стенах и покрытиях.
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – это теплотехнический коэффициент, характеризующий уровень теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций. Чем больше сопротивление теплопередаче конструкции, тем выше ее теплоизоляционные свойства, т.е. тем меньший тепловой поток, проходит через эту конструкцию, тем меньше потери тепла через нее.
Сопротивление теплопередаче обозначается буквой R, единица измерения: м2·оС/Вт.
Физический смысл сопротивления теплопередаче, т.е. то, что показывает его конкретное значение, можно сформулировать в двух вариантах:
-
численное значение R показывает количество квадратных метров поверхности ограждающей конструкции, через которые проходит тепловая энергия мощностью 1 Ватт при перепаде температур у поверхностей этой конструкции = 1 оС;
-
численное значение R, также, показывает, какую разницу температур (температурный перепад в оС) у внутренней и наружной поверхностей конструкции обеспечат ее теплозащитные свойства при мощности теплового потока = 1 Ватт, проходящего через 1 м2 поверхности этой конструкции.
Следует разделять два понятия:
-
Общее сопротивление теплопередаче конструкции Rо;
-
Термическое сопротивление конструкции Rк.
Основным требованием теплотехнического расчета ограждающих конструкций, регламентируемым СНиП «Тепловая защита зданий 23-02-2003», является то, что фактическое Rпр конструкции не должно быть меньше сопротивления теплопередаче, обеспечивающего нормативное значение температурного перепада deltaT между температурой внутреннего воздуха tв и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Tв. Это санитарно-гигиеническое требование
Участок ограждающей конструкции здания, имеющий пониженное термическое сопротивление. Это может быть стык между частями конструкции или конструктивный элемент, состоящий из материалов с более высокой теплопроводностью. Такие участки охлаждаются сильнее, чем другие части ограждения, поэтому их еще называют «мостиками холода». Наличие температурных мостов значительно снижает эффективность теплозащиты здания. Температурные мостики являются причиной образования конденсата.
Данные технические примеры раскрывают важность выбора материалов, при частном домостроительстве или промышленном. Если произвести грамотный технический расчет для строительства здания или небольшого помещения можно получить максимально комфортные условия для проживания или условий труда с хорошим микроклиматом, в котором будет экономный расход на системы вентилирования, отопление и как следствие экономия средств. Также одним из важных параметров микроклимата это вход и выход влаги в помещение (без образования конденсата), которой в свою очередь также влияет на теплотехнику в строительстве.
Свойства данной науки с применением в частном домостроительстве, можно рассмотреть в следующих постах:
