10. Физико-технические основы проектирования зданий и их ограждающих конструкций. Элементы строительной теплотехники. Теплотехнический расчет.

Проектирование зданий как искусственной среды жизнедеятельности должно обеспечивать такое состояние среды, которое воспринимается чело­веком как комфортное. Комфорт внутренней среды определяется как совокупность оптимальных уровней всех ее характеристик, не вызывающих чрезмерного напряжения высших регуляторных механизмов организма человека.

Элементы строительной теплотехники.

Оптимальный микроклимат, т. е. оптимальное состояние воздушной сре­ды помещений по параметрам температуры, влажности и чистоты, обеспечивается комплексом мep: расположением здания в застройке, его объёмно-планировочным решением в соответствии с природно-климатическими усло­виями строительства, системой отопления, вентиляции, кондиционирования внутреннего воздуха и выбором конструкций наружных ограждений, обеспечивающих необходимую теплозащиту помещений. Последняя задача решается методами строи­тельной теплотехники.

При проектировании зданий в первую очередь решают следующие теплотехнические задачи:

• обеспечение необходимой теплозащитной способности наружных ограждений;

• из­бежание выпадения конденсата, обеспечение теплоустойчивости ограждения;

• создание осушающего влажностного режима наружных ограждений в эксплуатации;

• ограничение воздухопроницаемости наружных ограждений.

Теплотехнический расчет наружного ограждения в большинстве случа­ев осуществляется для условий установившегося во времени (стационарного) процесса тепло- и массообмена.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкцией производится для отапливаемых помещений на зимние условия, когда тепловой поток направлен из помещений в наружную среду. Наружное ограж­дение рассчитывается как плоская стенка, разделяющая воздушные среды с различной температурой и влажностью, ограниченная параллельными по­верхностями и перпендикулярная тепловому потоку.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче по формуле: , гдеt_н -расчетная зимняя температура, равная температуре наиболее холодной пятидневки; t_в - расчетная температура внутреннего воздуха; α_в [Вт/м2•°С] - коэффициент теплоотдачи для внутренних стен; α_н - коэффициент теплоотдачи для наружных стен в зимних условиях; n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; ∆t^н [°С] - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурной внутренней поверхности ограждающих конструкций:

Определяем толщину утеплителя:

λ_1,2 [] - коэф­фициенты теплопроводности материала ограждения и утеплителя соответственно.

Сопротивление ограждающих конструкций воздухопроницанию. Под влиянием разности Δр общих давлений по обе стороны ограждения, вы­званной тепловым напором или ветром, через ограждающие конструкции происходит фильтрация воздуха. Для обеспечения благоприятного темпе­ратурного режима помещений особенно нежелательна фильтрация наруж­ного воздуха через ограждение в зимнее время - инфильтрация.

В наибольшей степени подвержены инфильтрации конструкции окон и балконных дверей.

Влажностный режим наружного ограждения. Повышение влагосодержа­ния материала oграждений снижает теплозащитные свойства конструкций и их долговечность из-за разрушения переувлажненного мaтериала при мнoгочисленных циклах замораживания и оттаивания. В связи с этим предель­ное начальное влагосодержание конструкций ограничивается нормами про­ектирования.

Наиболее часто переувлажнение ограждений вызвано влагой, содержащейся в воздухе помещения.