На усадьбе и около

Защита дома от перегрева и охлаждения

Рис. 1. Жилище из плотного снега «иголо» (Аляска)
 
Рис. 2. Типичный дом в джунглях Перу. Дом максимально приспособлен для защиты от тропических ливней и перегрева. Кроме легкопродуваемого пола под массивной крышей (без стен) имеется открытый помост, на котором можно погреться
 
Рис. 3. Зимний вариант яранги (Чукотка)
 
Рис. 4. Кирпичная стена с внутренней теплоизоляцией
 
Рис. 5. Кирпичная стена с наружной теплоизоляцией и дождевым экраном. При постоянном отоплении теплоизоляция наружных стен устраивается с холодной стороны. Каменная кладка сама служит аккумулятором тепла. Дождевой экран помогает сохранить сухой теплоизоляцию; пароизоляции не требуется, стены «дышат»
 
Рис. 6. Элементарный испаритель: 1— горячий сухой воздух; 2 — висячий экран из влажной марли; 3 — таз с водой
 
Рис. 7. Устройство естественной вентиляции. Разрез здания. (Ближний Восток)
 
Рис. 8. Массивная каменная стена и пол, аккумулирующие солнечное тепло
 
Рис. 9. Полуподземный дом. Слой грунта на крыше является хорошей теплозащитой и гарантией от сквозняков. Освещение внутренних помещений может осуществляться с помощью световых колодцев
 
Рис. 10. Дом с двойной защитой от холода
 
Рис. 11. Дом на участке с южным склоном. Наружная поверхность северной стены будет занимать меньшую площадь, а южная — большую
 
Рис. 12. Планировка дома с учетом пассивного использования энергии солнца: остекленный южный фасад, минимальное количество окон с северной стороны
 
Рис. 13. Пол и стены остекленных помещений, обращенных на юг, могут работать как солнечные ловушки и при достаточной массивности аккумулировать тепло
Рис. 15. Принципиальная схема теплозащиты здания для северных районов страны
 
Рис. 16. Принципиальная схема теплозащиты здания для районов с умеренным климатом
 
Рис. 17. Принципиальная схема теплозащиты здания для районов с жарким климатом
 
Рис. 18. Принципиальная схема теплозащиты зданий в районах с влажным жарким климатом
Рис. 19. Интенсивная вентиляция помещений дома при кратковременном открытии окон и дверей
 
Рис. 20. Схема циркуляции воздуха В помещении при печном отоплении
 
Рис. 21. Схема циркуляции воздуха при расположении, радиатора отопления под окнами
 
Рис. 22. Использование солнечной батареи для подогрева воды
 
Рис. 23. Распределение воздуха в помещении при каминном отоплении: 1 — поступление холодного наружного воздуха; 2 — предварительно нагретый воздух интенсивно распределяется в помещениях до того, как он попадает в очаг и далее через него в дымоход
 
Рис. 24. Схема камина с предварительным подогревом наружного воздуха, поступающего в очаг
 

Наилучшим изолятором тепла и холода являются воздушные прослойки. Чем меньше плотность лзещества, чем больше в нем пор, тем эффективнее его теплоизоляционные качества. Материалы с меньшей, чем у дерева, теплопроводностью называют теплоизоляторами. Снег является очень пористым материалом. Его плотность в 10 раз меньше, чем у воды. Из снега сооружается традиционное жилище северных индейцев — «иголо» (рис. 1). Воздух, зажатый между снежинками, служит надежной теплоизоляцией при низких температурах. Жители северных стран когда-то прилагали все усилия к тому, чтобы задержать снежный покров на крышах своих хижин.

В жарких странах основная проблема — это перегрев, от которого спасаются устройством толстых стен и кровли, обладающих большой тепловой инерцией, увлажнением и циркуляцией воздуха. В тропическом климате необходимо сквозное проветривание жилища, на севере — защита от продувания (рис. 2, 3).

Защита от холода. В средние века каменные конструкции стремились делать как можно толще. Тщательно подгоняли камни, чтобы избежать щелей и сквозняков. Но раствор извести при высыхании садится, а деревянные конструкции растрескиваются. Появляются щели и микротрещины, из которых дует в ветренную и холодную погоду. Защитой от продувания служат нательники и штукатурка снаружи, пакля и алебастр — внутри. Конопатят также сухим мхом с конопляным очесом или глиной и известью. Термическое сопротивление оштукатуренных стен возрастает на 3.

Жилое помещение защищено от ветра снежными стенами, от холода — системой тепловых шлюзов (входных камер), занавешенных шкурами. Внутри устраивается полог из шкур.

В тонких каменных стенах отапливаемых зданий перепад температур иногда приводит к растрескиванию камня. С изобретением центрального отопления (что привело к более высокой.

Зимой ярангу устанавливают низко над землей. Кроме внешней оболочки внутри устраивают полог из шкур, окружающий спальное место.

При непостоянном отоплении теплоизоляцию наружных стен устраивают внутри. Дом быстрее прогревается, стены под теплоизоляцией остаются холодными

Пароизоляция стен и перекрытий возникла сначала как защита от сквозняков. Но наиболее ценным оказалась именно защита теплоизоляционного материала стен от влаги, проникающей вместе с теплым воздухом. Материалом для пароизоляции служат полиэтилен, пропитанная бумага, толь. Дыры и щели рядом с окнами и другими отверстями заделывают эластичным герметиком и штукатурят.

С уменьшением толщины стен встал вопрос об эффективной негорючей теплоизоляции. В 1873 г. была изобретена стекловата, которая вытеснила все органические утеплители, так как не горит и не подвержена гниению. Минеральную вату получают, продувая кислород через стекловидный шлак. Стекловату выпускают в матах и рулонах.

Конструкция со щитом на отступе от степы довольно сложная, но окупается за счет рационального использования материалов.

Защита от перегрева. В жарком климате толстые стены служат аккумуляторами ночной прохлады, кровля тоже делается массивной, применяются и тепловые экраны из тростника, прутьев или индустриальных материалов, расположенные на отступе от основных конструкций (воздух, проходя сквозь воздушную прослойку, остужает перекрытие, которое оказывается к тому же в тени экрана). Традиционным приемом застройки является строительство одноэтажных прямоугольных зданий, выходящих в затененные улочки и дворы глубокими портиками. Тень на улочках создается высокими стенами заборов и вьющимися растениями.

Охлаждение осуществляется за счет испарения воды и увлажнения воздуха. Самый простой способ в сухом климате— поставить таз с водой и опустить в него край тканевой занавески (рис. 6). Воздух, проходя рядом и через влажную занавеску, остужается.

На севере Африки существует более сложная система для охлаждения воздуха жилых помещений, расположенных ниже уровня земли. Для охлаждения используется пористый керамический сосуд с водой,, который устанавливают в вентиляционной шахте, выходящей наружу вверх. Испаряясь, вода охлаждает воздух, он становится более тяжелым и сам опускается в жилые помещения. В жарком климате Ирака охлаждение и вентиляция осуществляются за счет воздушных шахт, выходящих на крышу.

В сухом жарком климате охлаждение воздуха легко обеспечить путем испарения воды.

В сухом жарком климате микроклимат внутри помещений сохраняется за счет толстых стен, навесов, ориентации стен и проемов

Отверстие шахты открыто в сторону преобладающих ветров и всегда находится в тени. Попадая в шахту, воздух постепенно охлаждается и оседает все ниже и ниже так, что внизу получаются самые комфортные условия.

Для влажного и жаркого климата тропиков с перепадом температур всего 8° наиболее приспособлено народное жилище, приподнятое на проветриваемом помосте и защищенное навесом (рис. 7).

Ориентация и планировка здания существенно влияют на микроклимат внутри помещений. Дом может улавливать и удерживать солнечное тепло или обеспечивать прохладу, защиту от перегрева.

Для строительства в умеренном климате рекомендуется: – ограничить размеры окон, выходящих на северную сторону; – вытянуть здание в направлении восток — запад; – посадить хвойные деревья с подветренной зимой стороны; – лиственные деревья посадить так, чтобы они не закрывали зимнего солнца, но экранировали летом косые лучи заката; – с южной стороны, над террасой устроить постоянный навес в виде продолжения карниза крыши: – он будет защищать от жаркого летнего солнца; – сделать южный фасад более открытым и расположить там самые оживленные помещения дома.

Уменьшение объема отапливаемой части зданий — первый шаг по сохранению тепла в районах с холодными зимами. Отапливаемое ядро дома окружено чердаком, подвалом, верандой и другими неотапливаемыми помещениями, обеспечивающими дополнительную изоляцию

В сухом жарком климате: и используют навесы и тенты с южной стороны для защиты окон; – крыша должна быть вентилируемой и окрашенной в светлые тона; – заглубление в землю и теплоизоляция позволят дольше сохранить прохладу; – пруды, фонтаны, арыки позволят поддержать необходимую влажность; – деревья с высокими кронами должны затенять крышу и направлять бриз; – для усиления естественной вентиляции не остекляйте полностью фасады и оставьте окна и проемы во внутренних стенах; окна, получающие максимальное солнце, можно сделать зеркальными.

Строительные аспекты экономии энергии становятся все более актуальными и о них следует подумать в самом начале строительства. Преобладающее количество энергии расходуется на отопление. Тепловую энергию намного труднее экономить, чем, например, энергию, расходуемую на, освещение. Погасить свет или отключить вентилятор можно в любое время. При отоплении главный упор следует сделать на накопление и сбережение тепловой энергии при ведении домашнего хозяйства; техника служит только вспомогательным средством.

Улучшение теплоизоляции, например путем увеличения толщины стен или применением окон с многослойным остеклением, уменьшает мощность отопительного оборудования.

Режим работы отопительных устройств и предполагаемый режим проживания позволяют сделать правильный выбор теплоизоляции наружных стен.

При прерывистой работе отопительных установок или при эпизодическом проживании в зимнее время (летний домик) для краткосрочной компенсации теплопотерь домом следует предусматривать внутреннюю теплоизоляцию.

Для предотвращения больших колебаний температуры в помещении’ при непрерывной работе отопительных устройств (или постоянном проживании) необходимо предусмотреть наружную теплоизоляцию стен, что обеспечит их работу как аккумуляторов тепла.

Чрезмерно- большой объем воздуха в помещениях приводит к необходимости завышать мощность отопительных систем. Для сохранения тепла следует уплотнить окна и двери, правильно вентилировать все помещения дома, устроить входной тамбур или вход через веранду. Лучше в течение короткого времени проветривать комнаты, чем оставить на целый день приоткрытое окно. При проветривании в течение короткого времени происходит полный  обмен воздуха в помещении, но при этом стены, потолок, пол, мебель сохраняют тепло. Нужно лишь нагреть новый объем воздуху в комнате.

Часто оконные ниши имеют, более тонкие стенки, чем прочие наружные стены. Если в такой нише установить нагревательный прибор, то потери тепла будут достаточно ощутимы.

Из-за недостаточной теплоизоляции стенки оконной ниши потери тепла здесь могут в 5 раз превышать потерю на других участках стены. Внутренняя теплоизоляция, устанавливаемая за нагревательным прибором с внутренней стороны стены, уменьшает тепловые потери. При этом расстояние между нагревательным прибором и .поверхностью стены должно составлять не менее 40 мм с тем, чтобы не ухудшить конвекцию.

Все стены толщиной менее 1,5 кирпича (380 мм) необходимо дополнительно теплоизолировать.

Несмотря на то что современные отопительные приборы, обычно устанавливают под окном, все же из соображений экономии энергии целесообразно устанавливать их у внутренней стены.

Значительные потери тепла могут происходить через неплотно закрытые дымоходы, печи, камины.

Если дом рассчитан на эпизодическую эксплуатацию в зимнее время, например раз в неделю, то системы водоснабжения и отопления целесообразно сгруппировать в центре дома в единый блок с кирпичными стенами. В этом случае каменные стены будут служить дополнительным тепловым аккумулятором и вода в трубах не будет замерзать.

Устройства и приборы системы отопления могут работать на твердом топливе (уголь, дрова), газе, электроэнергии.

Русская и кафельная печи хорошо обогревают помещения, но не могут быстро изменять мощность нагрева, поэтому они пригодны только в домах постоянного проживания. Ускорить нагрев воздуха при помощи печей можно, используя каналы центрального воздушного отопления, идущие от печи в жилые помещения.

Нагревание воздуха осуществляется непосредственно от топки и дополнительной поверхности нагрева, устанавливаемой между топкой и дымоходом. Преимущество воздушно-печного отопления заключается в возможности отопления нескольких помещений от одной установки. Недостатком являются запыленность, распространение запахов и шума по воздухопроводам.

Централизованное водяное отопление состоит из отопительного котла в комплекте с арматурой, внешним расширительным бачком, циркуляционным насосом, нагревательными приборами (батареями), труб и соединительных частей.

Котлы водяного центрального отопления размещают в подвале или на нижнем этаже дома, а отопительные приборы под окнами помещений. В этом случае увеличивается расход топлива по сравнению с центральным расположением радиатора, но воздух у пола более теплый. Водяное отопление целесообразно при постоянном проживании в доме.

Открытые очаги и камины являются не только символом комфорта, они служат и обогреву. Обогревающий очаг обладает повышенной теплоотдачей за счет определенных усовершенствований.

Только предварительный подогрев в очаге поступающего в помещении наружного воздуха и интенсивное его распределение в этом помещении способствуют превращению очага в отопительное устройство

Для горения дров в открытом очаге требуется 6…9 м воздуха в расчете на 1 кг дров. Подача наружного воздуха в очаг не способствует повышению его КПД. Предварительный подогрев подаваемого в помещение наружного воздуха улучшает тепловой баланс помещения.

Конструкция обычного камина показана на рис. 1.36. Дымоход должен обеспечивать удаление из очага дыма и газов, а также воздуха, количество которого превышает объем газов в 10…30 раз. Простой по конструкции усилитель эффективности отопления может быть изготовлен из труб и размещен в дымоходе. Если отпадает необходимость в получении большей мощности, такое устройство легко удаляется из очага.

Системы отопления на газовом топливе практически не требуют обслуживания, всегда готовы к использованию, каналы поддаются регулировке, обеспечивают чистоту при работе и не требуют места для складирования топлива. Газовые приборы могут быть автономными и подключенными к дымоходам, с их помощью можно подогревать воздух или использовать их в центральной системе водяного отопления.

Источник: GardenWeb