Потери тепла и теплоизоляция

Полы заглубленных зданий находятся в условиях, когда колебания средней температуры весьма невелики и составляют от 11 до 9 °С. Таким образом, потери тепла через пол хотя и не очень велики, но постоянны в течение года. По данным компьютерного анализа, теплопотери через неизолированный бетонный пол равны 1,2 Вт/м2, что составляет менее 14% общих потерь тепла зданием через ограждающие конструкции в зимнее время.

Потери тепла происходят по линиям напряжений в грунте на глубину от 10 до 20 м от поверхности земли или от низа здания, поэтому устройство полистиреновой изоляции толщиной около 2,5 см может уменьшить теплопотери приблизительно на 5%, что соответственно составляет не бо-Лее 1% общего количества потерь тепла зданием.

Устройство такой же изоляции крыши, обеспечивающей коэффициент термического сопротивления Яо=4,32 м2-К/Вт, позволяет снизить теплопотёри в зимнее время через потолок на 20% или улучшить общую тепловую эффективность здания на 11%. Таким образом, с целью экономии энергии устройство изоляции крышн значительно более эффективно, чем изоляция пола.

Рис. 3.9. Линии термоконстант

Это положение подтверждается анализом микроклимата внутри здания в летнее время. В случае, когда нижняя часть стен здания не изолирована, поступающий воздух нагревает помещение, однако тепловая инерция грунта начинает оказывать воздействие на теплопотери здания, создавая стабильный температурный режим; при этом теплопотери возрастают, а температура внутри здания снижается. Таким образом, свободный теплообмен через конструкции способствует поддержанию летних температур воздуха в помещениях на комфортном уровне. Устройство изоляции под полом заглубленного здания в значительной мере нарушает условия теплообмена между бетонным полом и землей. Таким образом, одна из наиболее важных положительных характеристик заглубленного здания в значительной степени ухудшается.

Устройство напольной изоляции с энергетической точки зрения приводит к непроизводительным расходам, однако в то же время необходимо учитывать конденсацию влаги на холодных поверхностях, и кроме того, необходимость создания комфортных условий для человека. Для смягчения ощущения холода можно применять изоляцию, располагая ее под полом, что позволит приблизить температуру пола к температуре воздуха в помещении и изолировать пол от нижележащего слоя земли, который имеет относительно низкую температуру. Хотя такая изоляция может увеличить температуру пола, тем не менее в этом случае температура обычно не превышает 23 °С, что на 14 °С ниже температуры человеческого тела. Таким образом, для уменьшения ощущения холода от пола с целью обеспечения наиболее комфортных условий лучше всего применять ковровые покрытия или устраивать деревянный пол побетонному основанию.

 

Рис. 3.10. Теплоизоляция открытой стены: 1 — изоляция; 2 — теплоизоляция вдоль фундамента открытой стены

R=4,35m2-K/Bt R=6,01m2 к/Вт

Рис. 3.11. Крыши различной конструкции:
1 — грунт толщиной 46 см; 2 — теплоизоляция из стирофома толщиной 10 СМ; 3 — железобетонная плита толщиной 20 см; 4 — грунт толщиной 46 см; 5 — теплоизоляция из стирофома толщиной 15 см; 6 — железобетонная плита толщиной 20 см

Настил коврового покрытия следует считать лучшим типом изоляции, чем устройство изоляции под полом, поскольку он значительно улучшает комфортные условия помещения без существенного ухудшения тепловых достоинств данного типа зданий.

Последний аспект, который должен быть рассмотрен в энергетическом анализе, касается потерь тепла в месте стыка пола со стеной, не защищенной засыпкой. Такой узел встречается в зданиях возвышающегося типа (рис. 3.10).

В узле, обозначенном на рисунке точкой А, устройство пола заглубленного здания аналогично устройству пола наземного здания. Как показывает анализ потерь тепла в обычном здании (см. прил. 2), в этой зоне в зимнее время возможны значительные потери тепла. Поэтому для уменьшения влияния погодных условий рекомендуется фундамент изолировать по наружной поверхности, как это схематически показано на рисунке. Анализ тепловой эффективности различных фундаментов и изоляции дан Алгреном.