R=δ/λ,

где δ – толщина однородной ограждающей конструкции, м;

λ- расчетный коэффициент теплопроводности материала ккал/м²∙ч∙˚С. 

      Из  формулы видно, что чем больше толщина слоя, тем больше сопротивление  теплопередаче, и чем легче материал, а значит меньше величина λ, тем выше сопротивление теплопередаче.

      Значение  коэффициента теплопроводности (λ) изменяется в широких пределах для различных материалов (ккал/м²∙ч∙˚С): 

 

      Существует  еще один вид термического сопротивления  – сопротивление ограждения. Внутренняя поверхность ограждения немного холоднее, чем воздух в помещении, а наружная немного теплее, чем воздух на улице. Это поверхностное сопротивление теплопередаче, R_в=1/а_в; R_н=1/а_н.

      Значение  коэффициента а_в для стен, полов, гладких потолков – 7,5 ккал/м²∙ч∙˚С.

      Значение  коэффициента а_н для наружных стен, покрытий – 20,0 ккал/м²∙ч∙˚С.

      Общее термическое сопротивление всего  ограждения определяется по формуле:

      R₀=R_в+R₁+R₂+…+R_n+R_н,

где  R1, R2, …, Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²∙ч∙˚С/ ккал.

      Распределение температуры в слоистом ограждении с различной теплопроводностью  может быть представлено в виде ломаной линии, которая вычерчивается в масштабе действительной толщины каждого слоя.

        Требуемое сопротивление теплопередаче  R₀^тр (м²∙ч∙˚С/ ккал) ограждающих конструкции определяют по формуле:

      R₀^тр = (t_в – t_н) h/Δt^на_в,

где Δt ^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

h – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ˚С. 

      Значения  коэффициента h:

 

      Важнейшим условием для обеспечения теплозащиты  дома является тепловая инерция – способность ограждения надежно сохранять температуру его внутренней поверхности при колебаниях наружной температуры. Например, массивная кирпичная стена промерзает медленнее, чем тонкая стена панельного дома.

      Тепловую  инерцию (D) ограждающей конструкции определяют по формуле: 

      При наличии в ограждениях конструктивных элементов с теплопроводностью основной части ограждения, в этих местах предусматривается слой эффективного утеплителя.

      Сильному  охлаждению подвергаются не только места  холодных вставок, но и наружные углы, которые иногда промерзают и покрываются  сыростью, так как наружная охлаждающаяся поверхность стены в этом месте значительно превышает внутреннюю поверхность, воспринимающую тепло. В таком случае наружные углы необходимо утеплить или увеличить толщину стены угла дома.

      Кроме того, теплозащита в большой степени зависит от влаго-, морозостойкости и стойкости строительных материалов против коррозии.

      Влагостойкость – способность строительного материала или конструкции сохранять свои качества при воздействии влаги и колебаниях положительной температуры.

      Морозостойкость – способность сохранять качества при воздействии влаги и колебаниях отрицательных температур.

      Стойкость против коррозии – устойчивость материалов при воздействии влаги, содержащей растворенные в ней агрессивные вещества.

      Влажностный режим ограждений необходимо поддерживать таким, чтобы относительная влажность воздуха не достигала 100%, т.е. «точки росы». При дальнейшем понижении температуры избыточная влага будет терять газообразность и образует конденсат. Влага является активным ускорителем процесса изменения структуры строительных материалов, ухудшает их физико-механические и технические качества, поэтому для предупреждения возникновения конденсата в толще конструкции прибегают к различным мерам: устраивают пароизоляцию на внутренней поверхности стены – окрашивают стены масляной краской, облицовывают глазированной плиткой, покрывают битумом, смолами и т.п.

      Защита  ограждений конструкций  от внешней атмосферной  влаги достигается подбором влаго- и морозостойких, а при необходимости и стойких к коррозии материалов.

      До  того как приступить к наружной и внутренней отделке дома, для начала нужно определить теплозащитные свойства ограждений и использовать в работе строительные материалы, способные наилучшим образом обеспечить теплозащиту жилища. Если же отделка здания уже выполнена, то можно наметить меры по ее улучшению. Такими мерами, например, могут быть наружная и внутренняя обшивка рубленого дома досками, наружная и внутренняя штукатурка кирпичного дома.

Теплоизоляция окон и дверей

Важно знать, что  через окна и двери теряется до 30% тепла, идущего на отопление дома. С наступлением холодов целесообразно уплотнять зазоры между створками переплетов, оконных и балконных проемов со спаренными переплетами упругими уплотняющими прокладками. При этом потери тепла через окна и балконные двери снижаются не менее чем на 20%.

 

Естественное и  искусственное освещение

Естественное  освещение

      Естественное  освещение создается прямым солнечным  и небесным излучением. Земная атмосфера  рассеивает часть лучистой энергии  и создает небесное излучение, обусловливающее диффузный свет неба.

      Освещенность  любой точки земли создается  прямым солнечным светом и диффузным  светом небосвода.

      Естественную  освещенность принято характеризовать  не в абсолютных величинах, а в  относительных – коэффициентом  естественной освещенности (к. е. о.):

      Коэффициент е_м для жилых комнат должен быть не менее 0,5 на уровне пола, для кухни – не менее 0,5 на уровне рабочей поверхности, для кабинетов и рабочих помещений – не менее 1,0 на уровне рабочей поверхности стола.

      В жилом доме естественное освещение подразделяется на:

1. боковое – одно- и двухстороннее (создается через боковые окна);
2. верхнее (через фонари в перекрытии);
3. комбинированное (боковое и верхнее).

      При одностороннем освещении комнаты  коэффициент естественной освещенности (е_м=0,5) обеспечивается соотношением площади окна и площади комнаты (не более 1:6 и не менее 1:8). Если перед комнатой расположены балкон или лоджия или же проектом предусмотрено, что естественное освещение через эту комнату сквозь фрамуги или остекленные двери поступает и во вспомогательные помещения, то при расчете е_м учитывают также площадь пола вспомогательных помещений или лоджии.

Солнечная радиация и инсоляция

      Солнечная радиация – мощность солнечного излучения, достигшего земли. Спектр солнечной радиации состоит из ультрафиолетовых (около 1%), видимых (около 45%) и инфракрасных (тепловых) лучей (около 54%). Таким образом, тепловой эффект от облучения солнечными лучами весьма значителен.

      Радиация  зависит от географической широты, времени года, состояния атмосферы, времени дня.

      Инсоляция – облучение какой-либо поверхности прямыми солнечными лучами.

      Инсоляция и радиация могут оказывать как  положительное, так и отрицательное  действие.

      Положительное действие инсоляции и радиации определяется в первую очередь бактерицидными свойствами солнечных лучей, а также тепловым воздействием, что имеет существенное гигиеническое значение для жилых комнат.

      Отрицательное действие инсоляции сказывается в перегреве помещений.

      Гигиеническими  требованиями установлена необходимость ежедневной непрерывной инсоляции жилых комнат: для центральной зоны (в диапазоне географических широт 58-48˚ с.ш.) – не менее 2,5 ч в день в период с 22 марта по 22 сентября; для северной зоны (севернее 58˚ с.ш.) – не менее 3 ч в день в период с 22 апреля по 22 августа; для южной зоны (южнее 48˚ с.ш.) не менее 2 часов в день в период с 22 февраля по 22 октября.

      Объемно-планировочное решение зданий должно обеспечивать требуемую инсоляцию в одно-, трехкомнатных домах не менее чем в одной комнате, четырех-, шести комнатных – не менее чем в двух комнатах.

Солнцезащитные  устройства

      Средством борьбы с перегревом комнат служат солнцезащитные устройства в виде козырьков, горизонтальных и вертикальных экранов, жалюзи и подобных приспособлений, а также заполнение оконных проемов стеклоблоками, витражами и т.п.

      Для определения выноса горизонтального  экрана козырька и планок вертикальных солнцезащитных экранов необходимо вычислить угол а между направлением солнечного луча и перпендикуляром к фасаду.

      Вынос горизонтального экрана козырьков рассчитывают по формуле:

      I_к=Hctg h₀cos a,

где H – расстояние от козырька до нижней границы остекления, м;

h₀ – высота стояния солнца, град;

а – угол между  направлением солнечного луча и перпендикуляром  к фасаду дома. 

      Эта же формула применяется для расчета  выноса горизонтальных планок при заданном расстоянии H между планками по высоте.

      Расчет  выноса вертикальных экранов, расположенных  перпендикулярно плоскости фасада, определяют по формуле:

      I_в=a_вctg a,

где I_в – вынос вертикального экрана, м;

а_в – расстояние между планками, м;

а – угол между  направлением солнечного луча и перпендикуляром  к фасаду дома.

Искусственное освещение

      Для создания комфортных условий в доме наряду с естественным большое значение имеет правильное размещение источников искусственного освещения.

      В помещениях современного дома широко используются системы общего и комбинированного освещения.

      Общее освещение рекомендуется для  малых помещений с кратковременным  пребыванием людей (проходов, коридоров, кладовых и т.д.). Для общего освещения используют светильники равномерного или отраженного света. Системой общего освещения нецелесообразно создавать уровни освещенности, обеспечивающие выполнение напряженных зрительных работ, для этого применяют источники локального света.