область, которая называется областью возникновения и интенсивного движения вихрей. Кроме того, вихревая зона образуется не только позади преграды, но и перед ней.

По результатам аэродинамических исследований модели жилого микрорайона, при скорости ветрового потока v = 3,5 м/с в определенном направлении (юго-западном) построены кривые относительных скоростей воздуха (рис. 1.5). Из рисунка видно, что наибольшие скорости воздуха в приземном слое наблюдаются с наветренной стороны микрорайона, а также в узких местах разрывов, в своеобразных "коридорах" между зданиями внутри застройки и по периметру микрорайона. Наименьшие скорости воздуха отмечены в основном на заветренной стороне зданий и в защищенных участках вблизи более низких зданий.

Таким образом, характер застройки вносит существенное изменение в ветровой режим. Поэтому при проектировании и строительстве домов очень важно учитывать особенности движения ветра, чтобы взаимно расположить дома и ориентировать их по отношению к ветрам различных направлений так, чтобы ветровое давление на ограждающие конструкции было минимальным.

Знание основных климатических факторов и особенностей их влияния на эксплуатационные качества строительных материалов и конструкций позволит всем желающим построить дом своими силами и сделать его тепльш, сухим и уютным.

Г Л ABA 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ДОМОВ

2.1. НЕМНОГО О ТЕОРИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

в холодную, дождливую, ветреную погоду мы всегда стремимся вернуться в теплый дом, где можно, сняв пальто, почувствовать себя в тепле и уюте. Наружные стены, окна, крыша (т.е. ограждающие конструкции) защищают наш дом от низких температур, сильного ветра, осадков в виде дождя и снега и других атмосферных воздействий. При этом они препятствуют прониканию тепла из внутреннего помещения наружу вследствие своего сопротивления теплопередаче. В зависимости от толщины материала конструкция может иметь различное сопротивление теплопередаче: чем больше толщина материала, тем лучшими теплозащитными свойствами обладает ограждение (табл. 2.1).

Тепло может передаваться разными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

В чистом виде теплопроводность наблюдается только в сплошных твердых телах. Тепло передается непосредственно через материал или от одного материала другому при их соприкосновении (рис. 2.1). Высокой теплопроводностью обладают плотные материалы — металл, железобетон, мрамор. Воздух имеет низкую теплопроводность. Поэтому через материалы с большим количеством замкнутых пор, заполненных воздухом, тепло передается плохо, и они могут использоваться как теплоизоляционные (семищелевой кирпич, пенобетон, вспененный полиуретан, пенопласт).

Конвекция характерна для жидких и газообразных сред, где перенос тепла происходит в результате движения молекул. Конвективный теплообмен наблюдается у поверхности стен при наличии температурного перепада между

Таблица 2.1. Теплозащита различных конструкций стен

Конструкция стен

Кирпичная стена из обыкновенного глиняного кирпича толщиной 0,38 м (1 1/2 кирпича)

Кирпичная стена толщиной в два кирпича с внутренним щтукатурным слоем (толщина 0,55 м)

Деревянная каркасная стена толщиной 0,17 м со слоем засьшки 0,125 м

Рубленая стена из горизон-талы1ых бревен толщиной 15 см без обшивки

Рубленая стена с обшивкой толщиной 0,2 м

Сопротивление теп-лопфеда-

м^°С/Вг

Температ^а наружного воздуха, при которой обеспечивается необходимая теплозащита, °С

0,63

-15

ттт

ттт

0,84

-26

-36

-36

1,2

-44

Рис. 2.1. Передача тепла через кирпичную стену теплопровод-ностъю

/ — кирпичная кладка; 2 — штукатурка

©

©

конструкцией и соприкасающимся с ней воздухом. В окнах жилых домов конвективный теплообмен происходит между поверхностями остекления, обращенными внутрь воздушной прослойки. Нагреваясь от внутреннего стекла, теплый воздух поднимается вверх. При соприкосновении с холодным наружным стеклом воздух отдает свое тепло и, охлаждаясь, опускается вниз (рис. 2.2). Такая циркуляция воздуха в воздушной прослойке обусловливает конвективный теплообмен. Чем больше разность температур поверхностей, тем интенсивнее теплообмен между ними.

Излучение происходит в газообразной среде путем передачи тепла с поверхности тела через пространство (в виде энергии электромагнитных волн). Благодаря лучистому теплообмену поверхность Земли обогревается Солнцем, находящимся от нее на расстоянии многих световых лет. Аналогичным образом осуществляется передача тепла излучением между двумя поверхностями, расположенными в стене и разделенными воздушной прослойкой. Нагретая поверхность радиатора излучает тепло и обогревает помещение. Чем выше температура поверхности отопительного прибора, тем сильнее обэгревается помещение (рис. 2.3).

Все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, излучают тепло, которое частично отражается, частично

Рис 2.2. Передача тепла конвекцией в межстекольном пространстве оконного блока со спаренным остеклением / — стекло; 2 — воздушная прослойка; 3 — переплет; 4 — оконная коробка

поглощается. Если вся падающая на тело лучистая энергия отражается, то такое тело называется абсолютно белым. Если вся падающая энергия поглощается, то тело называется абсолютно черным.

Строительные материалы также частично отражают и частично поглощают энергию, хотя и в меньшей степени, чем абсолютное белое и абсолютно черное тела. Они называются серыми телами.

Светлая и гладкая поверхность отражает большую часть падающей энергии. Чем темнее и шершавее поверхность тела, тем больше энергии она поглощает. Поглощенная телом лучистая энергия превращается в тепловую и вызывает повышение температуры. Поэтому для уменьшения перегрева помещений верхнего этажа в летнее время целесообразно покрытие крыши делать из оцинкованной кровельной стали, а не из рубероида. Благодаря блестящей светлой поверхности сталь отражает значительную часть

Ж1

Рис. 2.3. Теплообмен излучением между отопительным прибором и человеком

излучения и нагревается меньше, чем рубероид, имеющий темную поверхность и интенсивнее поглощающий лучистую энергию.

Передача тепла через стены осуществляется главным образом вследствие теплопроводности. Количество тепла, проходящего через стену, зависит от коэффициента теплопроводности материала Я. Чем он выше, тем больше теплоты проходит через материал и тем хуже его теплозащита (рис. 2.4). Различные строительные материалы имеют разные коэффициенты теплопроводности. На них влияют различные факторы, в частности, плотность и влажность материала.

Плотный материал имеет больший коэффициент теплопроводности по сравнению с пористым. Увеличение плотности способствует повышению Я.. Уменьшение плотности приводит к снижению Я. Это объясняется тем, что поры