Роль ограждающих конструкций в формировании теплового микроклимата

Наружные ограждающие конструкции защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий. Разность температур наружного и внутреннего воздуха, солнечная радиация приводят к теплопотерям через ограждения в холодное время и теплопоступлениям летом. Гравитационные силы и действие ветра создают перепады давлений, приводящие зимой к фильтрации холодного воздуха через поры материалов и неплотности ограждающих конструкций. Атмосферные осадки, выделения влаги в помещениях, разность влажности внутреннего и наружного воздуха вызывают влагоперенос через ограждения. При этом возможно увлажнение материалов, ухудшение их теплозащитных свойств и снижение долговечности наружных стен и покрытий.

Для обеспечения комфортных условий в помещениях зданий, нормального протекания производственных процессов, оптимизации потерь тепла зимой и теплопоступлений летом, выполнения норм по ограничению энергозатрат запроектированные ограждающие конструкции должны удовлетворять нормативным требованиям к сопротивлению теплопередаче, теплоустойчивости, влажностному режиму, воздухопроницаемости.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Теплообмен – перенос тепла, обусловленный разностью температур.

Различают три вида (или способа) переноса тепла: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.

Теплопроводность – это теплоперенос при непосредственном соприкосновении тел или частей одного тела с разной температурой.

Конвекцией называется перенос теплоты при движении жидкости или газа из области с одной температурой в область с другой.

Тепловое излучение (лучистый теплообмен) - это теплообмен между телами с разной температурой через лучепрозрачную среду (например, воздух, вакуум) с помощью электромагнитных волн.

Теплопроводность в чистом виде большей частью имеет место лишь в твердых телах. Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью. Частным случаем конвективного теплообмена является теплоотдача – теплообмен между движущейся средой и поверхностью твердого тела. Теплоотдача может сопровождаться тепловым излучением.

Процессы переноса тепла в зданиях и их ограждающих конструкциях связаны со всеми видами теплообмена. Однако в воздушной среде у поверхностей конструкции, а также в воздушных прослойках и пустотах преобладает теплообмен конвекцией и излучением, в твердых же материалах конструкций перенос тепла осуществляется путем теплопроводности.

Включающий все виды теплообмена перенос тепла от нагретой среды к холодной через разделяющую эти среды стенку называется теплопередачей.

Интенсивность процесса теплопереноса характеризуется плотностью теплового потока q. Это - количество тепла, проходящее в единицу времени через единицу площади.

, Вт/м²

q – это вектор, направленный в сторону уменьшения температуры.

В теплотехнических расчетах ограждающих конструкций для холодного периода принимаются следующие допущения. Температуры внутреннего и наружного воздуха t_int и t_ext принимаются постоянными. В этом случае постоянной будет и плотность теплового потока через ограждающую конструкцию.

t_int = const, t_ext = const, q = const

Теплопередача в таких условиях является стационарной. Зимой будем рассматривать стационарную теплопередачу.