Ochrona termiczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach
1. Ochrona przed zimnem
Pod nazwą c i e p ł a rozumiemy ten rodzaj energji, która daje nam, za pośrednictwem skóry naszej, wrażenie ciepła lub zimna. Wrażenie ciepła otrzymujemy, skoro przy dotknięciu, ciepło przechodzi z danej m ateiji lub otoczenia do naszego ciała; wrażenie zimna, jeśli ciepło uchodzi z naszego ciała do przedmiotu dotkniętego lub otaczającego powietrza. W arunkiem przechodzenia ciepła jest zatem istnienie różnicy temperatur. Ciepło płynie od wyższej tem peratury ku niższej i to tem szybciej, im większa jest ta różnica. Temperaturą nazywamy tą własność ciał, która jest warunkiem prze
chodzenia ciepła z jednego ciała na drugie. Ilość ciepła jest to pewna wielkość, którą ciała mogą odbierać lub oddawać, oraz którą można mierzyć. Tem
peraturę mierzymy stopniami wedle umówionej skali temperatur. W technice najczęściej używa się podziałki Celsjusza. Za jednostkę ilości ciepła przyj
muje się tą jego ilość, która jest potrzebną do ogrzania 1 kg wody o 1" C.
Jednostkę tą nazywamy c i e p ł o s t k ą c z y l i k a l o r j ą w i e l k ą , k i l o k a - i o r j ą lub wprost k a l o r j ą (Kai = kcal), w' odróżnieniu ,od kalorji małej (gramowej) przyjętej za jednostkę ciepła w badaniach naukowych. C i e p ł o w ł a ś c i w e jest to zaś ilość ciepła w k c a l, która jest potrzebną do ogrzania 1 % jakiegoś ciała (materjału) o 1° C. Największe ciepło właściwe ze wszyst
kich ciał ma woda.
Ciepło może przechodzić do pewnego ciała, lub też z niego uchodzić w trojaki sposób: zapomocą p r z e w o d z e n i a , u n o s z e n i a i p r o m i e n i o wa n i a.
P r z e w o d z e n i e c i e p ł a mamy w wypadku, jeśli ciało pewne z jednej strony będziemy ogrzewać. W tedy tem peratura ciała tego wzrasta i na drugim jego końcu. Ciepło przenosi się tu wskutek przewodzenia przez ciało od strony, po której tem peratura jest wyższa, ku drugiej stronie, po której temperatura jest niższa.
U n o s z e n i e m albo k o n w e k c j ą nazywamy przenoszenie się ciepła
1 2 5
2 3 3 4 Ochrona term iczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach.
z jeJnego miejsca na drogie; -wraz z materją zawierająca to ciepło, a wiec np. wskutek r u e h u p o w i e t r z ą podchodzącego wgórę”wskutek ogrzania.
i rzyktadem trzeciego sposobu przenoszenia ciepła przez p r o m i e n i o w a n i e jest ogrzewanie ziemi przez słońce, mimo to że między ziemia a słońcem niema żadnej materji, któraby mogła przewodzić lub unosić ciepło. Ciepło słońca, aby dostać się na ziemię, przestaje być ciepłem i przeobraża sie w formę energji promienistej. Zmianę tą energji cieplnej na promienista nazywamy e m i s j ą c i e p ł a . Promieniowanie jest wiec czemś innem od ciepła, g jy z ciepło może rozchodzić się tylko w ośrodkach materialnych, podczas gdy promieniowanie rozchodzi się i w próżni. Podobnie ja k z ciepła powstaje promieniowanie, tak i naodwrót z promieniowania powstaje-ciepło, mimo to ze promieniowanie ciepłem nie jest. Zmiana promieniowania w ciepło nazywamy a b s o r b c j ą lub p o c h ł a n i a n i e m . '
Przyczyn uchodzenia ciepła z mieszkań jest naogół dwie. Pierwsza i to główną je st zasadniczo t. zw. p r z e n i k a n i e c i e p ł a przez ściany, zamknięte drzwi i okna, oraz stropy piwniczne i strychowe. D ragą przyczyna uboczm, która w pewnych wypadkach stac sie może główną, jest n i e s z c z e l n o ś ć popy
tanych ścian, oraz zle wykonanych drzwi i okien, przez które dostaje sie zimne powietrze do wnętrza budynku. W szczególności straty z pówodu nieszczelności stolarki mogą być bardzo znaczne. Ściany natom iast niepope- cane przepuszczają tak mało, że o t. zw-. dawniej o d d y c h a n i u ś c i a n niema mowy W obu wypadkach dużą rolę odgrywa położenie budynku w stosunku do słońca i panujących wiatrów, powierzchnia ścian wolnych, oraz różnica temperatur. Straty ciepła w wypadku pierwszym, tj. wskutek przenikania ciepła przez ściany, zamknięte drzwi i okna, oraz stropy piw
niczne i strychowe, dają się łatwo obliczyć i tu zajmiemy sie tylko te pierwszą przyczyną. Sprawa druga nie da się ująć cyfrowo. Jedynym spo
sobem jest tu solidna budowa, należycie z suchego drzewa wykonana stolarka i należyte uszczelnienie w murze opraw okiennych i drzwiowych.
Jesh w dwu pomieszczeniach, oddzielonych od siebie ściana, pannia roz
maite temperatury, wówczas przez ścianę następuje p r z e p ł y w c i e p ł a temperatury ku niższej. Przepływ ten ciepła, który nazwaliśmr p r z e n i k a n i e m c i e p ł a p r z e z ś c i a n ę , nie jest jednak przebiegiem J dynym, lecz składa się z trzech przebiegów częściowych, na które °-o roz
łożyć możemy, a mianowicie: °
n lm !;» L Ul P łyW ia ,c i e P I ? z otaczającego powietrza pomieszczenia cie
plejszego na przyległą powierzchnię ściany,
wierzchu? drugiej,^oraz *& ^ ° J ‘6j P ™ « * “ P»' poniieszczen^a^zTm^ej'szego! * Powierzchni ściany w powietrze
Nazwijmy przez:
w a r f tw T c ia n y ^ w m . ' ' S T n h o i i & c U a 7 w z g l. Ł'™ bość p o szczególnych a )f wzgl, a . . . . s p ó ł c z y n n i k n a p ł y w u ( p o c h ł a n i a n i a ) c i e p ł a w ti° w* mi#>Z| °*ac?‘lj iiO0Ś® powietraa przez 1 m 1 powierzchni wewnetrznej ściany, c i ^ f a t ^ Sf: Ó l c ^ ' ,1,jik o d p ł y w u ( p r o m i e n i o w a n i a ) ieśli ró->n'nn ‘f aJ'‘lCeł p0'Vi.efTze Przez 1 m ~ powierzchni zewnętrznej ściany, l 0'c , P r i etrZem a Powierzchnią ściany wynosi
j * cal/m A C, tj. kilokalorja na metr kwadratowy, godzinę i 1° C.
<tw a ' * ’ 0 P ^ r P r z T P o c h ł a n i a n i u ( n a p ł y w ie) w zgl.pro-m i e n i o w a n i u ( o d p ł y w i e ) c i e p ł a w zgl.pro-m 2 h Cjh cal.
/. wzgl. Ai Z. . . . s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p ł a mat
e-1 2 6
Ochrona i>rzed zimnem. 2 3 3 5
r j a ł u ś c i a n y , wzgl. poszczególnych warstw składowych ściany. Jest to ilość ciepła jaka przechodzi w jednej godzinie przez warstwę jakiegoś raaterjału ściany o powierzchni 1 m ‘ o grubości 1 m, przy różnicy temperatur ściany po obu jej stronach równej 1° C. Miara k cal/m h C.
— . . s p ó ł c z y n n i k p r z e p u s z c z a l n o ś c i c i e p ł a p r z e z ś ci anę. Jest to ilość ciepła, którą przewodzi 1 m~ dowolnie grubej ściany w ciągu godziny przy różnicy temperatur ściany po obu jej stronach, rów
nej 1“ C. Dymensja k cal/m 2 h G.
5 1 a ■ ' ł
~ J ~ ~ • • • o p ó r p r z y p r z e p u s z c z a n i u c i e p l a p r z e z i s c i a n ę . k . . . s p ó ł c z y u n i k p r z e n i k a n i a c i e p ł a dla całej dowolnie grubej ściany, tj. ilość ciepłostek przenikających z powietrza wewnętrznego w po
wietrze zewnętrzne przez 1 m~ ściany w 1 godzinie przy różnicy temperatur otaczającego powietrza po obu stronach ściany, równej 1° C. Jest to zatem ilość ciepła, jak ą traci się wskutek przenikania ciepła przez ścianę. W artość ta k jest miarodajną dla oceny ciepłochronności ścian i stropów. Dymensja * k caljm2 h C.
. . . o p ó r p r z y p r z e n i k a n i u c i e p ł a p r z e z ś c i a n ę , tj. opór, jaki 1 m~ ściany w 1 godzinie przeciwstawia przenikaniu ciepła, o ile różnica temperatur otaczającego powietrza po obu stronach ściany wynosi 1° C.
Miara -nr h C/k cal.
W a r t o ś ć i z o l a c y j n a ś c i a n y , czyli opór przy przenikaniu ciepła przez ścianę, składa się z oporu napływ u i odpływu do i od powierzchni ściany, oraz oporu przy przepuszczaniu ciepła przez ścianę, a więc o ile chodzi o ścianę złożoną z szeregu warstw o grubościach fij [\> . . , zaś o spółczynuikach przewodzenia /., /.2 . . .
i . = l , 1 ■ J>Ł_l J _ = + _ L m
i a w ?Ł1 ~r ?-a t t - ftw Al ' A 2 " « j
Aby móc wartość izolacyjną rozmaitego rodzaju ścian obliczyć, przejdź
my kolejno cały przebieg przenikania ciepła przez ściany:
1. P o c h ł a n i a n i e i p r o m i e n i o w a n i e . Nietylko sam m aterjał ściany przedstawia opór przy przechodzeniu ciepła przez ścianę, lecz także i obio powierzchnie tejże ściany. Powierzchnia ta musi bowiem wchłonąć z powietrza wewnętrznego, a następnie wypromieniować tyle ciepła w powietrze ze
wnętrzne, ile go przez ścianę przepływa. Ilość ta ciepła zależna jest od róż
nicy temperatur i wilgotności ściany i otaczającego ją powietrza, oraz rodzaju powierzchni tejże ściany, a mianowicie je j chropowatości. Pozatem zależną ona jest od ustawienia pionowego lub poziomego ściany i położenia w sto
sunku do wiatru. Oznaczenie spółczyntiików wchłaniania i promieniowania aic i a* jest mozolne. W praktyce przyjęte zostały pewne średnie wartości na a.
T a b l i c a 1. S p ó ł c z y n u i k i n a p ł y w u a w i o d p ł y w u a . c i e p ł a .
°) W przestrzeniach zamkniętych, przy naturalnym ruchu powietrza:
a) dla ścian a w = 7, - i - = 0,14;
Ctip
/3) dla stropów, przy przepływie ciepła z dołu kn górze
1 t
2 3 3 6 Ochrona term iczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach.
określamy zapomocą spółczynnika przepuszczalności ciepła A, której oi wrotnośe czyli opór przy przepuszczaniu ciepła przez ścianę ’ jest zaleźo;
od grubości ściauy S i spółczynnika przewodzenia ciepła m ateijału ściany i
1 = 4 ’...
t, Z»., że opór przy przepuszczania ciepła przez ścianę jest tem większr, im większa grubość 5 ściany, oraz im mniejszy spółczyimik X przewodzeni!
materjału^ ściany. Przewodzenie ciepła jest rozmaite w rozmaitych materja- łach. W jednych jest szybsze, w drugich powolniejsze. Najpowolniejsze jeś w nieruchomem powietrzu.
Ochrona przed zimnem. 2 3 3 7
"Wyprawa wapienna ze
wnętrzna » ... 0,75 Wyprawa
wapienno-ce-montowa... 0,80 Wyprawa cementowa . 0,90
Ziemia wilgotna . . . 2,00 Żelazo, s t a l ... 50,00 Żelbet ... 1,30 Ż u ż e l ... 0,16
■Wartości wyższe ważne są dla ścian zewnętrznych (wilgotnych), oraz materjałów o większych ciężarach objętościowych y, wartości niższe dla ścian wewnętrznych suchych i materjałów o mniejszych ciężarach objeto- t ściowych.
j Spółczynnik przewodzenia wyrażający wartość izolacyjną materjatu, zależny jest od samego materjału, ciężaru przestrzennego, wielkości porów i wilgotności. A więc np. lekki beton o tym samym ciężarze przestrzen
nym co ciężar gatunkowy drzewa jest więcej niż dwa razy gorszym izola
torem ciepła. Pochodzi to stąd, że beton jako m aterjał jest lepszym prze
wodnikiem ciepła niż drzewo. Im dalej pewne ciało będzie miało mniejszy ciężar przestrzenny, im będzie ono zatem miało więcej drobnych równo rozdzielonych, niezłączonych z sobą porów z nieruchomem powietrzem, tem będzie ono gorszym przewodnikiem ciepła. Mateijały, które mogą osiadać się jak trociny, torf itp., a zatem zmieniać ciężar przestrzenny oraz ilość i_ wielkość porów, nie są dobremi izolatorami, pozatem zaś spółczyimik nie da się dla nich ściśle i pewnie oznaczyć. Mateijały te pozatem osiadając' się, mogą tworzyć wielkie przestrzenie nie wypełnione niczem. Wartość izolacyjną materjału zmniejsza też zawilgocenie jego, albowiem woda (?, = 0,5) wypy
cha z porów powietrze ( ? . 0 , 0 2 ) i podwyższa tem samem jego ciężar prze
strzenny i zdolność przewodzenia. Z tej to przyczyny musimy starać się, by ściany były suche. Mury zewnętrzne i specjalne izolacje cieplne muszą być starannie chronione przed zawilgoceniem, zapomocą wodoszczelnych wypra\V, okładzin z płyt kamiennych, licówki lub klinkeru, oraz poziomych i pionowych izolacyj asfaltowych. Przy ocenie wartości izolacyjnej ścian należałoby z tej przyczyny w wypadkach wątpliwych brać za ). nieco wyższe wartości, aby me mieć zawodu.
Zwrócić należy uwragę, że w wypadku, gdy ściana jest opatrzona warstwą powietrza, to nie można przyjmować oporu — pr zy przepuszczaniu ciepła jako równego -r—, gdyż przenoszenie się ciepła w warstwie powietrza odbywa
fi
A
się metylko przez przewodzenie, lecz także przez ruch powietrza (konwekcję), podczas którego cząsteczki powietrza ciepłe i zimne poruszają się, pierwsze wgórę, drugie wdół i wyrównują swą ciepłotę, a ciepło przenosi się wraz z ogrzanem powietrzem. Działa tu również promieniowanie, które przy niskich temperaturach nie zależy od barwy ścian, lecz tylko od ich jakości i jest dla materjałów budowlanych, za wyjątkiem metali, jednakie.
Opór przy przepuszczaniu ciepła pionowych warstw powietrznych jest największy przy grubości ich 5 cm, zaś przy większej grubości maleje on.
Natomiast przy poziomych warstwach opór ten rośnie do 5 cm grubości, oas-ępnie zaś powyżej aż do 15 cm m a taż samą wielkość. W arstwa powyżej 15 cm nie jest skuteczną, gdyż krążenie w niej powietrza jest za duże. W pływ
■kolacji powietrznej, zawartej między warstwami niemetalicznerai jest jednak naogół nieznaczny, gdyż odpowiada ona zależnie od jej grubości ścianie murowanej 12— IG cm grubej. W arstwa powietrza powinna być przytem szczelnie zamkięta. aby powietrze z zewnątrz, ani też z cieplejszego pomie
szczenia nie przedostawało się do niej, pozatem zaś zewnętrzna ścianka wasi być tak grubą, by nie przemarzała. Inaczej wartość tego rodzaju izolacji
B ry ła , Podręcznik inżynierski. I X . 150 129
powietrznej jest żadna. Z tej to racji grubość warstwy powietrznej w stosunki do całkowitej grubości ściany nie powinna być zbyt wielka. Zwrócić przyta należy uwagę i na to, że łączniki obu ścian, konieczne ze względów statye- nyc , powinny b jc wykonane z materjałow żle przewodzących ciepli W zwyczajnych wypadkach praktyki budowlanej można posługiwać ń
następnjącemi datam i: b
T a b l i c a 3. Ś r e d n i e o p o r y ~ p r z y p r z e p u s z c z a n i u ci epl i p r z e z w a r s t w ę p o w i e t r z a .
Grubość warstwy powietrza l.em 2 cm 6 cm 10 cm 15 a
a) Dla warstw powietrznych pionowych . . 0,16 0,19 0,21 0,20 0,1';
®/ » » j poziomych
z ruchem powietrza od dołu ku górze . . 0,16 0,17 0,19 0,19 0,19 c) Ula warstw powietrznych poziomych
z ruchem powietrza od góry ku dołowi . 0,17 0,21 0,24 0,24 0,21 o " ie,,,°dl 0Sl S% do m? rów 2 ce2ieł wydrążonych i pustakó»
L S j l , zamkniętych. Tego rodzaju ściany sa pod wzgledein izolacyjny bardzo dobre,^ gdy bowiem próżnie są zamknięte każda dla siebie i niskie, niema krążenia. ISotomiast pustaki o próżniach pionowych, układanych tai źe piozme padają na siebie, są zasadniczo złe,
, „ f ““ eW:1Ż Wi,my y długoletniego doświadczenia, ja k a grubość rown' z zwyczajnej cegły pełnej należy stosować w danej okolicy i w danjcł
’ CZ?3t° i* , OTjentacji obliczamy grubość m uni ze zwyczaj«) w w h ’ t ra Wari0 ł tennlczn2 odpowiada projektowanej ścianie z
ns-
wych materjałów, w danym wypadku przez nas stosowanych. O pieram y*
tu na wzorze (2), z którego obliczamy grubość 5C muru ceglanego, mnożaf spółczynnik przewodzenia ciepła cegły jako ściany zewnętrznej Xc = 0Ą przez obrachowany dla danej t. zn. badanej ściany opór — = — , a wiec
A 7\, *'
5 c = ^ - x = 0 >7 5 - x = ° . 7 6 x ...(3 Ponieważ spółczynnik przewodzenia %c jest równy dla cegły i zaprafft Ska#ei3 n w 0obe0 tCP m nr CeFlauJ‘ na naprawie wapiennej, wyprawion/
U W aŻaĆ ,j a k ° m a t e ^ a I P ° d " - g l e d e m T e r m i c z n u
ty . rtośi, ta Se powinna byc więc rów nalub większa, od minimaln«;
Ta , X r a Ww ^ lkaClŁ •grQb0Ś>i mDrn ceglaneg ° »busbonnie wyprawiany 55 + 3 = 5S o f ^ frmbe« 0’ 3 zatem 41 + 3 = 44 0 « , 4 n ew ta dana Ui)ikaej<- do ż§daneJ temperatury, musi być zuij&
sie w „bikaH i ’ ścia“ > «‘ropów ora, znajdujac ci p e w i l l ™ z l i , które ZU^ " ' aj-1 ™ P ł0> gromadzac w sobi<
od ich cienia w S ?Ia®;azynowanie to ciepła przez rozmaite m ateijały zabij m a i a z T r f n l 7 C> ich ci5żaru P s z e n n e g o y. Z d o l n o « S z e Pienin Uo W * * • Y- Jest ona tein większa,i?
ma" mała zdolnnS ’ 1 01- .Przea*'rzenu7 m aterjału. Ponieważ powiel®
CiePJf W stosttnku d° stałych, iloprf blom rihib-ar.; oddaje ono natychm iast zimnym ścianom, stropom i
m«-■ Ł K S I Pray ■ 0 Ź.c!anach Z6 zlK-h przewodników ciepła, o m i sTe sTybcieT S yDK -ra“ a <k °rek’ insnJi‘> lekk* beton itp.) o g r z e j z materiałów „ ^ ? ^ » « a c h z dobrych przewodników ciepła, a zate*
0 'vlelkl0J zdoluo:5cl magazynowania ciepła (cegły, beton, karoiwi
2 3 3 8 Ochrona term iczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach.
1 3 0
O chronu przed zimnem, 2 3 3 9
0 tej samej zresztą zdolności izolacyjnej. Również ciepłota samej ściany { z korka, ins>ulitu, drzewa itp. podnosi się w równym czasie do tem peratnry
| wyższej, niż ściana z muru, betonu lub kamienia. Z tej samej racji, ściany z materjałów o wielkiej zdolności magazynowania ciepła, dla ogrzania ich wymagają większych ilości ciepła.
,Z przyczyn wyżej omówionych w ubikacjach, w których mamy ściany 1 stropy z rozmaitych materjałów, a więc np. ściany z cegieł, nadproża z żelbetu, dźwigary stropowe żelazne lub żelbetowe, a wypełnienie z pu- ataków ceglanych lub skrzynek drewnianych, — części drewniane ogrzewają j się najszybciej, z cegieł później, a z żelbetu i żelaza najpóźniej, wzgl. przy
■ tej samej doprowadzonej ilości ciepła pierwsze są cieplejsze, drugie zimniejsze.
| Na tych najzimniejszych częściach stalowych i żelbetowych skrapla się para
; wodna zawarta w powietrzu, a nadproża i dźwigary występują jako ciem-
| niejsze pasy.
Wiemy, że tem peratura ciał jest wyższa od tem peratury otoczenia, stygną one zatem wskutek promieniowania. Ubikacje, o ścianach gorzej magazynu-
; jących ciepło, np. z drzewa, prędzej po zaprzestaniu palenia oziębiają się, wydając z siebie tyle ciepła, wiele go pobrały podczas ogrzewania. Natomiast ubikacje o ścianach dobrze magazynujących ciepło, np, z cegły, powoli ulegają oziębienia. Ciepło to zawarte w murach nie bez znaczenia jest w razie chwilowego znacznego, w odniesieniu do ścian, obniżenia tem peratury pokoju, WBkutek otwierania okien lub drzwi. W wypadku tym mury oddają ochło
dzonemu przez otwarcie okien powietrzu, część zawartego -w nich zapasa ciepła, większa cześć ciepła jednak odpłynie nazewnątrz, gdzie temperatura jest niższa,
Zapas ciepła nagromadzony w ścianach i meblach w czasie okresu pa
lenia musi być tak wielki, by po ustaniu palenia -wystarczyć mógł do utrzy
mania temperatury w pewnej wysokości, nie o' wiele niższej od poprzedniej.
Stropy zatem, ściany zewnętrzne i ścianki działowe muszą przedstawiać pewną masę, któraby potrzebne ubikacji ciepło m ogła w odpowiedniej ilości magazynować. I chociaż będziemy mieli materjał o bardzo wysokim oporze w przewodzenia ciepła, to ze względu na to, że ściany muszą przedstawiać większy magazyn zapasowego ciepła, poniżej pewnej granicy, dziś jeszcze dla naszego klim atu nieustalonej, powiedzmy okrągło 20 cm, zejść z grubością ściany nie będziemy mogli.
ściany zewnętrzne budynków nowoczesnych m ają zatem dużo zadań do spełnienia i muszą nieraz wprost diametralnie przeciwnym warunkom odpo-
; wiadać. Z jednej strony ze względu na deszcz, wiatr, wilgoć i mróz muszą bye ścisłe, z drugiej strony zaś znowu ze względu na izolację ciepła poro
wate. Jako całość muszą być lekkie, by obciążać ja k najmniej konstrukcję szkieletową. Wszystko to w jednym jedynym m aterjale znaleźć jest trudno, i o też w ostatnich czasach zaczęto wykonywać ściany złożone z szeregu warstw, wykonanych z rozmaitych materjałów, z których jedna zapewnia ścianie stałość, druga chroni przed wpływami atmosferycznemi, trzecia sta
nowi izolator ciepła, czw arta akumulator ciepła itp. O ile warstwy te speł
niające rozmaite zadania i nawzajem uzupełniające się, należycie dobierzemy 1 °dpowiednio w ścianie umieścimy, ściana taka składana jako całość prze
wyższać może znacznie ściany jednorodne, obciążone w pewnej mierze ja- fflmiś brakami.
Naogół s p a d e k t e m p e r a t u r y w ś c i a n i e z m aterjału jednorodnego jest jednostajny tak, że przedstawić go możemy jedną prostą. Przy ścianach 2»zonych z rozmaitych do siebie przylegających materjałów o rozmaitych spotczynnikach przewodzenia X, mieć będziemy jako diagram linję łam aną.
vo do ścian z warstwą powietrza, to wobec tego, że powietrze ulega . e m u ruchowi, diagram przewodzenia i zarazem unoszenia ciepła nie Jest linją prostą, lecz krzywą. O ile pozatem uwzględnimy opory napływu
»50- 1 3 1
i odpływu ciepła do i od powierzchni ściany, to całkowity opś - j - przy przenikaniu ciepła przez ścianę, składającą się z szeregu różnorod
nych warstw, podany równaniem (1) przedstaw fig. 150.
O ile chcielibyśmy obrachować przebieg do
kładny temperatury, czy to w ścianach zewnętrznych czy w stropach piwnicznych lub strychowych, te uczynić to możemy na podstawie równania poda
jącego i l o ś ć c i e p ł a Q w kilokalorjach, przeni
kającego w ciągu godziny przez 1 n r ściany o:
powietrza wewnętrznego do powietrza zewnętrznej:
Q — k (tw t z ) , ... (4
w którem to równaniu tw oznacza temperaturę po
wietrza pomieszczenia wewnętrznego, zaś tz tempfr raturę powietrza zewnętrznego.
Opierając się na tem, że przy stałej różnicy tem
peratur powietrza wewnętrznego i zewnętrznego;
przez wszystkie warstwy ściany musi przepływa taż sama ilośe ciepła Q ja k wyżej i oznaczają!
przez -0-J temperaturę wewnętrznej powierzchni ścia
ny, zas przez (K temperaturę zewnętrznej powierzeK , . ściany, możemy napisać biorąc pod uwagę fig. 156, ze Uose ciepła Q, przechodząca z powietrza pomieszczenia, do wewnetrznf:
powierzchni ściany, musi być równa
... ...(5) Podobnie ilość ciepła przechodząca przez wewnętrzną wyprawę jest:
Q ~ A, (0W— 0i) = h . ...(6fl, gdzie A j jest przepuszczalnością ciepła wyprawy, zaś Oj jest temperatur:;
między wyprawą wewnętrzną, a przylegającą warstwą izolacyjną.
Ilość ciepła przechodząca przez warstwę izolacyjną będzie dalej
^2
2 3 4 0 O chrona term iczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach.
ar*m - *>
. (6 6).(6c) Q — A2 — 02) ■
Ilość ciepła przechodząca przez warstwę powietrzną:
? = « — t y . . . .
Ostatecznie zaś ilość ciepła przechodząca przez mur
Q . = A , (-03 il4) = (i>3 —1}4) ... (6 rf) A wkońcu ilość ciepła, przechodząca z powierzchni zewnetrznei ścian!
w powietrze zewnętrzne: t ‘
Q = A5 (i>4 ■ - « i) łub
( 6 f )
g ...
0 Obliczywszy z równania (4) ilość ciepła Q przenikającego w ciągugo-rów n ań f T f i - 7 ? — a n 7 , m ° ŻUa o b ra ch o 'v aó ^ t w o z k a ż d e g o z k o le je « !
6 1 7) naJPlerw tem peraturę powierzchni ściany wewnetrznej. n*
stepme zaś kolejno temperaturę § 8 itd. w miejscach przylegania *
132
O chrona przed zimnem. 2 3 4 1
siebie poszczególnych warstw ściany, a w końcu temperaturę i) , powierzchni ściany zewnętrznej: Ponieważ temperaturę ściany zewnętrznej możemy obliczyć idąc od we
wnętrznej ja k i zewnętrznej strony ściany i obie te wartości muszą być identyczne, stanowi to zarazem kontrolę przeprowadzonego rachunku.
Powietrze zawiera zawsze pewną mniejszą lub większą ilość pary wodnej,
¿¡»wartość jej m aksymalna jest ściśle zależną od jego tem peratury. Im tem nej pray danej temperaturze. Stosunek rzeczywistej wilgotności do maksy
malnej w procentach nazywamy s t o p n i e m w i l g o t n o ś c i p o w i e t r z a , aanowi on miarę w i l g o t n o ś c i w z g l ę d n e j powietrza. Bezwzględnie suche powietrze ma wilgotność względną równą zeru, wartość 100 odpo
wiada wilgotności powietrza nasyconego parą wodną. Organizm nasz nie znosi zbyt suchego powietrza. Powietrze o wilgotności poniżej 50% jest dla
2 3 4 2 O chrona term iczna i akustyczna w nowoczesnych budynkach.
się w formie wody (rosy). Temperature tą, przy której rzeczywista wilgotność staje się maksymalną, nazywamy p u n k t e m r o s i e n i a tr powietrza.
Sprawa ta nas obchodzi o tyle, że jeśli ciepłota ściany zewnętrznej jest niższą od ciepłoty powietrza, powietrze oziębia się. Gdy zaś oziębienie to przekroczy temperaturę rosienia dla danej wilgotności powietrza, wydzieli ono parę wodną, k tó ra‘osiada na ścianie w formie rosy. Z tej to przyczyn;
ściany zewnętrzne, w szczególności kuchni, łazienki i pralni, w których wt-
tw arza się dużo pary, dalej stropy podstrychowe i dachy płaskie powinne pod względem termicznym przedstawiać pewną łatw o’ określić się dajacs wartość termiczną, której przekroczyć nie mogą, o ile przy zwyczajnej dla ubikacyj tych wilgotności powietrza, para wodna nie ma skraplać się. Ten najwyższy spółczynnik przenikania ciepła m ax k wyznaczyć można "łatwo z równań (4) i (5) przez porównanie ich ze sobą. Otrzymamy w wypadku tym
względnie gdy w miejsce d f() wstawimy tr, tj. tem peraturę rosienia, od której tem peratura wewnętrznej powierzchni ściany nie może być niższą, otrzymamy max h — aw ...(U)
względnie gdy w miejsce d f() wstawimy tr, tj. tem peraturę rosienia, od której tem peratura wewnętrznej powierzchni ściany nie może być niższą, otrzymamy max h — aw ...(U)