Această carte va ajuta cititorul însuși cu un minim de cheltuieli pentru a construi o casă caldă caldă, folosind rațional materialele de construcție disponibile pentru el. Se referă la problemele de transfer de căldură prin diferite structuri de construcție, oferă opțiuni pentru alegerea tipului de pereți, plafoane, acoperișuri, ferestre, în funcție de condițiile climatice ale zonei de construcție.
Cunoașterea elementele de bază ale transferului de căldură și de umiditate va permite constructor novice de a alege nu numai materiale, dar, de asemenea, pentru a marca în mod corect de căldură, vapori și hidroizolarea, pentru a proteja casa ta de umiditate și de atac fungic și face fiabil, durabil și cald.
În plus față de sfaturi cu privire la modul de a construi un design special, a casei, în cartea de recomandări pentru izolarea pereților, ferestre, plafoanele existente sunt stabilite ca opțiuni pentru case de gradina de încălzire, utilizarea energiei solare cu ajutorul unor structuri relativ simple pentru sobe si seminee traditionale. Puteți face toate acestea cu propriile mâini. Costurile asociate cu crearea de confort termic interior în timpul iernii și pe vreme rece, nefavorabile, în curând se va justifica, deoarece va permite economisirea mijloace considerabile pentru încălzire.
CAPITOLUL 1. PROTECȚIA CLIMATICĂ ȘI TERMICĂ A CASEI REZIDENȚIALE
Din cele mai vechi timpuri, oamenii au construit un adăpost pentru a se proteja de vreme. Oamenii trăiau în peșteri, colibe din crengi și trunchiuri de copaci, acoperite cu lut, bordeie, case de busteni si cherestea, iar mai târziu de cărămidă și beton. În funcție de climă, au fost ridicate clădiri cu diferite soluții structurale și arhitecturale. În regiunile reci, au fost construite case cu pereți groși și ferestre mici, care protejează bine locuitorii lor de frig, vânt, zăpadă și în cele mai calde - cu pereți subțiri și ferestre mari.
Toate structurile clădirilor, care închid și protejează interiorul de influențele atmosferice: rece, ploaie, zăpadă, vânt, etc., se numesc închise. Acestea includ pereți exteriori, ferestre, uși, acoperișuri. Iar structurile care absoarbe încărcătura și asigură puterea clădirii sunt numite purtători. Acestea sunt coloane, grinzi, plafoane, rafturi. Și pentru a face casa caldă este necesar să alegeți materialul potrivit, luând în considerare proprietățile căldurii de protecție pentru structurile de închidere.
Atunci când construim o casă caldă, în primul rând este necesar să ținem cont de particularitățile climatului din această zonă; în cazul în care clădirea este construită și în conformitate cu aceasta alege forma casei și aspectul acesteia, materiale de construcție, structuri acceptabile și de protecție împotriva căldurii necesare. În același timp, aceste cerințe pentru casă, căldură, uscate și confortabile - rămân decisive în majoritatea cazurilor.
Mulți caută să construiască o casă de design original, uitându-se uneori că neobișnuința soluției arhitecturale ar trebui combinată cu confortul termic. Ce fel de factori fizici și climatice - temperatura și umiditatea, viteza și direcția vântului, grosimea stratului de zăpadă și cantitatea de precipitații, adâncimea de îngheț a solului, numărul de zile însorite și înnorate un an - ar trebui să fie luate în considerare atunci când construirea unei case de cald? Desigur, cele care afectează în mod direct schimbările de temperatură și umiditate în structura clădirii și, într-o oarecare măsură, determină alegerea materialului și tipul de structuri. În primul rând, aceasta este temperatura de proiectare a aerului exterior în zona de construcție în timpul sezonului rece.
După cum știți, temperatura aerului din aceeași zonă este aceeași în fiecare an. În loc de iarnă gri, plină, cu ploaie proaspătă în anul următor vine un îngheț sever, cu zăpadă clară și clară vreme însorită. Prin urmare, pentru calculele termice utilizate în medie Fațade de temperatura exterioară a aerului: temperatura medie de cele mai reci cinci zile, temperatura medie a celor mai reci trei zile, cele mai reci zile, iar temperatura minimă absolută a aerului exterior.
Temperatura medie a zilelor cele mai reci este întotdeauna mai mică decât temperatura medie a celei mai reci perioade de cinci zile (Tabelul 1.1). Cea mai mică diferență dintre aceste temperaturi, aproximativ 4 ° C, este tipică pentru cea mai mare parte a Siberiei, unde iernile sunt severe și stabile, iar diferențele dintre aceste temperaturi sunt mult mai mici decât în partea europeană a Rusiei. Aici, din cauza ciclonilor și anticicloanelor destul de frecvente, însoțite de o creștere accentuată a temperaturii, de noroi puternic și chiar de dezghețare, această diferență este de 6 ° C și uneori depășește această cifră.
Clima Rusiei, deosebită de o varietate rară de condiții naturale, este mult mai severă decât în Europa de Vest și America de Nord (cu excepția Alaska).
Se crede că în Statele Unite este mult mai răcoroasă decât pe paralelele corespunzătoare din majoritatea țărilor europene, dar trebuie amintit că granița lor nordică se desfășoară la 49 ° latitudine nordică, i. E. la sud de Volgograd și Saratov.
În tabel. 1.2 compară datele climatice pentru unele puncte din Rusia și țările străine, arată temperaturile medii anuale, temperaturile medii ale celor mai reci și mai calde luni, temperaturile medii ale sezonului de încălzire condiționată, adică timpul anului cu temperaturi de 5 ° C și mai scăzute și durata perioadei de încălzire condiționată.
Severitatea perioadei de iarnă este exprimată de produsul duratei perioadei de încălzire la temperatura medie a perioadei de încălzire (în mii de grade).
Diferențele dintre temperaturile de proiectare ale aerului exterior trebuie cunoscute pentru a alege protecția termică corectă a gardului. La urma urmei, pierderea de căldură datorată construcției în timpul zilei este neuniformă. Pe timp de noapte, când aerul este cel mai rece, temperatura suprafeței peretelui exterior scade cât de mult posibil și, treptat, peretele începe să se răcească prin grosime. Viteza de răcire a structurii depinde de capacitatea sa de a absorbi și de a elibera căldură sau de inerția termică. Într-o cabină de lemn sau într-o clădire cu pereți masivi de cărămidă în cea mai rece zi, o persoană nu se simte rece. Dar, în aceeași cameră, dacă este puțin încălzit, la câteva zile după dezgheț devine rece, umed si inconfortabil: temperaturi exterioare scăzute a determinat o scădere bruscă a temperaturii suprafeței interioare a structurii îngrădire. Prin urmare, casa care sa răcit în timpul iernii trebuie încălzită timp de câteva zile.
În acest sens, pentru a închide structuri de inerție mare (D> 7), temperatura de proiectare a aerului exterior este considerată egală cu temperatura medie a celei mai reci perioade de cinci zile. Perioada de cinci zile este adoptată deoarece durata sa este suficientă pentru a se asigura că temperatura scăzută a aerului exterior, stabilită în această perioadă, determină scăderea maximă a temperaturii pe suprafața interioară a peretelui.
Structurilor de închidere cu mare inerție sunt pereții din lut solid și cărămizi de silicat și dulapuri. Pentru a răci gardul inerției mici, este suficientă o zi, deci pentru calcularea calculului termic, se ia temperatura temperaturii celor mai reci.
Structurile de închidere cu inerție medie (D variază în 4-7) ocupă o poziție intermediară. Ele pot fi făcute din cărămizi ușoare și cu căptușeală multiplă, ceramică goală. Pentru aceste garduri se calculează temperatura medie a celor mai reci trei zile.
Pe lângă temperaturile calculate ale aerului înconjurător, este necesar să se țină seama de umiditatea aerului în zona de construcție. Trebuie remarcat faptul că umezeala are un impact enorm, foarte des negativ, asupra calităților de protecție a căldurii. Se știe că apa conduce bine căldură, iar aerul, în special uscat, are calități de izolare termică. Prin urmare, materialele de construcție cu un număr mare de pori umpluți cu aer au proprietăți bune de ecranare termică. Cu toate acestea, în cazul în care porii sunt umpluți cu aer umed sau umiditate le pătrunde, capacitatea de izolare termică a oricărui material se deteriorează. În plus, umiditatea dizolvă substanțele chimice (acizi, săruri, alcalii), care duc la distrugerea rapidă a materialelor. Pereții se umezesc, microclimatul spațiilor se deteriorează brusc, persoana este rece și adesea se răcește.
Umiditatea relativă a aerului determină evaporarea umidității de pe suprafața gardului. Cu cât este mai mare umiditatea relativă a aerului, cu atât evaporarea mai lentă are loc. Această valoare este foarte importantă pentru practica de proiectare și triadă, deci valoarea lui E este dată în cărțile de referință.
Uscarea excesiv de rapidă a straturilor exterioare ale structurilor de închidere și a produselor, de exemplu beton, în timpul perioadei inițiale de așezare a betonului poate provoca formarea fisurilor și astfel reduce rezistența produselor.
La o umiditate relativă scăzută a aerului de uscare straturi exterioare din beton este mai rapid decât procesul chimic de cuplare treptată are loc la durificări, ceea ce conduce la deteriorarea proprietăților structurale și mecanice ale straturilor exterioare ale articolului sau structura. Aceste caracteristici climatice trebuie luate în considerare în regiunile sudice și sud-estice.
Atunci când temperatura aerului la o anumită umiditate crește, umiditatea sa relativă scade. Acest lucru se explică prin faptul că elasticitatea vaporilor de apă e rămâne neschimbată, iar elasticitatea maximă E crește.
Opoziția este observată atunci când aerul este răcit: umiditatea sa relativă crește datorită unei scăderi a elasticității maxime E. La o anumită temperatură, valoarea lui e atinge valoarea E, iar aerul obține o umiditate relativă a lui f egală cu 100%, adică va ajunge la saturație completă.
Temperatura Tp, la care aerul cu o presiune de vapori de apă dat atinge saturația completă, se numește punctul de rouă. Dacă răcirea aerului este menținută sub punctul de rouă, elasticitatea limită a vaporilor de apă va scădea, iar cantitatea excesivă de vapori de apă disponibilă efectiv în aerul răcit va condensa, i. E. se transformă într-o stare lichid picurare.
În natură, astfel de condiții pot fi observate în timpul verii când se formează ceață în apropierea râurilor, atunci când aerul se răcește cu apus, umiditatea sa relativă crește și temperatura aerului scade sub punctul de rouă. Când aerul se încălzește datorită răsăritului soarelui, umiditatea sa relativă scade. În același timp, picături de umiditate care formează o ceață se evaporă și ceața disipează.
În timpul iernii, dezghețurile prelungite pot apărea atunci când o invazie a unei mase de aer cald umed. Când este amestecat cu aer rece, se răcește treptat, condensă umiditatea, ceea ce duce la formarea de ceață. O astfel de predominanță de dezghețare, cauzată de invazia aerului cald și umed de la sud, este tipică pentru sudul părții europene a Rusiei.
În funcție de caracteristicile de umiditate ale climei din zona de construcție, se face o selecție de materiale pentru izolarea casei existente sau în construcție. Este necesar să se știe că materialele termoizolante au capacitatea de a absorbi umezeala, care este în stare de vapori, din aerul înconjurător. Acest fenomen se numește sorbție. Cea mai mare capacitate de sorbție au materiale organice - lemn, fibrolemnoase, fibrolemnoase, o parte relativ mică - cărămidă, argilă expandată, pastă de ciment, vată minerală, vată de rocă, pâslă minerală, materiale plastice expandate. Deși penetrarea vaporilor de apă mai adânc în materialul este relativ lent și depinde de densitatea materialului și temperatura aerului, cu toate acestea, trebuie luate în considerare în zonele umede, unde în fiecare an va fi redus treptat, nu numai de izolare termică de calitate, cu caracteristici ridicate de sorbție, dar și durabilitatea structurilor de închidere.
Având în vedere influența factorilor climatici asupra protecției termice a casei, nu putem să nu menționăm vântul, care în sezonul rece aduce multe probleme. Într-adevăr, la o temperatură a aerului de ordinul a minus cinci grade și un vânt puternic, o persoană îngheață în același mod ca și cu un îngheț de douăzeci și cinci de grade.
Influența vântului asupra locuințelor și clădirilor rezidențiale este destul de puternică. Pe masura ce fluxul de vant se apropie de cladire, acesta incepe sa exercite presiune asupra acelei parti a fatadei cu care se confrunta. În consecință, această parte a clădirii este formată din presiune ridicată a vântului sau zona de suprapresiune (fig. 1.1), la care aerul rece începe mai repede pătrunde prin pereți, ferestre, rosturi, fisuri în interiorul spațiilor, răcirea lor puternic. Acest fenomen se numește infiltrare.
Rotunjirea clădirii, fluxul eolian continuă să se miște, formând partea opusă a zonei de fațadă windward de joasă presiune sau de aspirație a vântului. Aceasta are ca rezultat o diferență de presiune semnificativă pe cele două părți opuse ale casei, ceea ce facilitează pătrunderea aerului rece în încăpere, o mișcare a aerului mai intensă în interiorul casei din partea windward la opusul, trate puternice eroda căldura din cameră, reducând temperatura internă a aerului și o creștere accentuată a pierderilor de căldură în timpul iernii .