15. Тепловой комфорт зданий. Теплопроводность.

Различают три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

1. Теплопроводность - способность материала передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий из-за разности температур на противоположных поверхностях.Теплопроводность характеризуется количеством теплоты, проходящей за 1 ч через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 при разности температур на противоположных поверхностях образца 1 градуса Цельсия.Наиболее полно теплопроводность проявляется в сплошных твердых телах, но также имеет место и в капельных жидкостях и газах.Теплопроводность выражается в Вт/(м К) или Вт/(м градус Цельсия).Теплопроводность зависит от средней плотности и химико-минерального состава материала, его структуры, пористости, влажности и средней температуры материала. Чем больше пористость (меньше средняя плотность), тем ниже теплопроводность материала. С увеличением влажности материала теплопроводность резко увеличивается, т.е. снижаются показатели теплоизоляционных свойств материала.

Различные материалы проводят теплоту по - разному: одни - быстрее (например: металлы), другие - медленнее (теплоизоляционные материалы). Количественным показателем теплопроводности различных тел служит коэффициент теплопроводности – λ (лямбда). Коэффициент теплопроводностичисленно равен количеству тепла в Джоулях(Дж), проходящему через 1м2ограждения толщиной в 1 м в единицу времени при разности температур поверхностей ограждения 1 °С, и имеющим размерность Вт/(м×°С). Строительные материалы имеют коэффициенты теплопроводности в пределах от 3,5 (гранит) до 0,04 Вт/(м×°С) (пенополистирол). Определяется λ экспериментальным путем и зависит от плотности, влажности, температуры и структуры материала. Для большинства случаев увеличение плотности, влажности и температуры материала приводит к повышению величины λ.

16. Тепловой комфорт зданий. Конвекция.

Конвекция – процесс передачи тепла движущими массами жидкости и газа. Движение это может быть естественным за счет температурного перепада в пределах среды или искусственным, вызванным каким-либо внешним возбуждением, например, работой вентилятора.

Передача тепла конвекцией заключается в переносе тепла путем перемещения самих частиц газа или жидкости, что сопровождается также теплопроводностью, т. е. передачей тепла от одной частицы к другой — соседней. Тепло передается конвекцией от жидкостей и газов к твердым телам, и наоборот. При этом частицы газа или жидкости, соприкасающиеся с твердой поверхностью, отдают ей свое тепло (или нагреваются от нее). После теплообмена подвижные частицы удаляются, а на их место приходят новые. Количество тепла, передаваемое путем конвекции за единицу времени, определяется по формуле.

17. Тепловой комфорт зданий. Воздухопроницаемость.

Через строительные конструкции, швы и стыки воздух проникает в том случае, если они воздухопроницаемы, и при условии, что существует разница между внутренним и наружным давлением. 

Разница между внутренним и наружным давлением воздуха может быть вызвана действием гравитационных сил или изменением кинетической энергии ветра. Явление, при котором воздух проникает в здание, называется инфильтрацией воздуха; в случаях, когда воздух проникает из здания во внешнюю среду говорят об эксфильтрации. 

Инфильтрация воздуха в холодный период года через наружные ограждения снижает температуру на внутренней поверхности конструкции. 

Снижение температуры на внутренней поверхности ограждения можно компенсировать или за счет увеличения толщины конструкции или путем повышения температуры воздуха. Такие мероприятия необходимы во избежание ухудшения теплового режима помещения. В первом случае увеличиваются капитальные затраты на конструкции, а во втором — тепловые потери и прибавление энергии на отопление. 

Инфильтрация воздуха через уплотнение притворов окон и дверей заметно ухудшает тепловой режим зданий и увеличивает тепловые потери. Количество воздуха, проникающего в здание, тем больше, чем хуже герметичность притворов и больше скорость ветра. Так, при скорости ветра 8 м/с количество инфильтрующего воздуха равно 8 м3/ч через 1 м притвора окна. Такое количество воздуха вызовет потерю тепловой энергии в количестве 100 Вт. 

Эксфильтрация воздуха через конструкцию может быть причиной повышенной конденсации водяных паров в ее толще. При эксфильтрации, количество водяных паров, проникающих в конструкцию, будет больше, чем при обычной диффузии пара. 

Инфильтрация и эксфильтрация воздуха через строительные конструкции, швы и стыки нежелательны с теплотехнической точки зрения. Однако с гигиенической точки зрения определенный обмен воздуха в зданиях необходим. Если он не обеспечивается иным способом, чем инфильтрация, то обмен воздуха в зданиях через притворы окон и дверей допускается, но он не должен превышать нормируемые значения. Обеспечение теплового комфорта связано с необходимостью подвода в здание тепловой энергии для покрытия тепловых потерь, но условием ее рационального потребления является максимально возможное снижение тепловых потерь без ухудшения, конечно, рассмотренных выше требований.