Топлинна инерция при проектирането и строителството на сгради, това е основен ресурс в климатичните зони, където температурната разлика между деня и нощта е висока, за да се постигне топлинният комфорт на потребителите вътре в тях. Тази инерция се постига чрез използването на материали, способни да съхраняват енергия през деня и да я отделят през нощта. Тази пасивна мярка спестява консумация на енергия при отопление и равномерно охлаждане, поддържайки стабилна температура на закрито през целия ден. В този пост анализираме как.
Актуализирано на 12-20-2016
Картина. http://www.greenspec.co.uk. Топлинна маса
Какво е термична инерция?
Топлинната инерция е ресурс, използван в биоклиматичната архитектура. Състои се от способността на определени елементи, архитектурни в този случай, да съхраняват топлина, да я запазват и да я отделят постепенно, позволявайки по-малко използване на механични системи за отопление и дори охлаждане.. С този капацитет могат да се достигнат стабилни температури през целия ден. От друга страна термичната инерция зависи на характеристиките на материала на споменатия елемент:
- Неговата специфична топлина (c) или капацитет за съхранение на топлина (c = J/Kg.K).
- Неговата маса (Kg): топлинният капацитет (C), измерва връзката между енергията или топлината, предавани на тялото, и изменението на температурата, което то изпитва (C = J/K). Колкото по-голям е топлинният капацитет на дадено тяло, толкова повече енергия трябва да му се предаде, така че температурата му да се увеличи с един градус; и колкото по-голяма е неговата маса (C = c x маса (Kg)), толкова по-голям е топлинният капацитет и следователно неговата топлинна инерция.
- Неговата плътност (Kg/m³). Свържете обема и масата на елемента. Колкото по-висока е плътността, толкова по-висока е топлинната инерция.
Пасивна слънчева технология за отопление и охлаждане, като се възползва от топлинната инерция.
Термичната инерция на материалите, използвани в строителството, дава възможност да се поддържа стабилна температура през целия ден, в обитаеми вътрешни пространства. През лятото масова стена, която има голяма топлинна инерция, абсорбира топлината през деня от вътрешната среда, поради разликата в температурата между двете, постепенно я съхранява и се разсейва през нощта, с подходяща вентилация. На следващата сутрин споменатата стена е намалила температурата си, за да започне цикъла отново: абсорбира топлината през деня и я излъчва през нощта, поддържайки постоянна температура и намалявайки нуждата от хладилно оборудване.
През по-студените сезони, Операцията се състои в съхраняване на топлина през деня и след това връщането й във вътрешната среда през нощта, когато температурата спадне. Това са пасивни механизми за охлаждане и отопление, които се възползват от разликата в температурата между строителния елемент и околностите му, намаляват термичните разлики и се държат антициклично (затихване и забавяне).
Очевидно ефективното използване на тези системи предполага предишно проучване на климата където се намира сградата - ориентация, слънчева светлина, часове на излъчване и др., и правилното прилагане на механизма, за да се избегнат високи температури в помещения, където не се изисква, заедно с добра вентилационна система, което позволява на топлинната маса да се охлади през лятото.
Изображение: www.ocv.unia.es; Източник: Пилар Перес дел Реал
Материали с висока топлинна инерция
Използването на пасивни мерки в строителството позволява намаляване на енергийната консумация на топлинни инсталации, следователно, за постигане на желания комфорт в сградите. Сред тези мерки подчертаваме използване на материали с голяма инерция или топлинен капацитет като вода, гранит, суха пръст или кирпич (топлинен капацитет между 500 и 1000 Kcal/m³ ° C); за изграждане на биоклиматични строителни елементи.
Други по-често срещани материали в строителството и които също имат приемлив топлинен капацитет са дърво, тухла или бетон, от една страна (около 400 Kcal/m³ ° C), и Топлоизолация (топлинен капацитет под 40 Kcal/m³ ° C) като минерална вата, EPS и полиуретан, или целулоза, използвана като топлоизолация, от друга страна.
Топлинната инерция не е идеалното решение за всички случаи
- Пространствата с висока инерционна топлинна обвивка се нуждаят от повече време, за да се затоплят в началото, за да достигнат желаната температура на комфорт; По този начин, не е подходящ ресурс в сгради, които не се използват непрекъснато или постоянно. Такъв е случаят с вторите домове, които могат да останат затворени от понеделник до петък и се използват само през уикенда.
- Топлинната инерция заедно с добрата топлоизолация могат да бъдат осъществим ресурс, който позволява поддържането на постоянна температура през деня в дома, докато споменатата къща остава затворена през деня и нощната температура не надвишава 25º C.
- През лятото е удобно потъмняват или блокират слънчевата радиация в източната и западната ориентация, тъй като прекомерната слънчева радиация може да се превърне в проблем. Ако към това се добави висока топлинна инерция, резултатът може да бъде точно обратен на желания.
- Суха конструкция, с леки материали, които не са много проводими на топлина и с механични съединения, това позволява изграждане на топлинни обвивки и конструкции с ниска топлинна инерция, при които топлинните загуби са минимални. Това е вид конструкция, разпространена в САЩ, Северна и Централна Европа или Канада. Студени страни, в които къщите са построени с дърво и производни, както и топлоизолация със значителна дебелина, силно изолационно стъкло и непрекъснато уплътняване, където няма фуги или студени повърхности, които абсорбират топлината. Този тип конструкция трябва да бъде много херметична.
В Испания, от друга страна, наличието на топлинни мостове и липсата на херметичност в сградите е често срещано, поради използваната традиционна строителна система, Чрез използване на материали, които включват вода като цимент, бетон, мазилка, хоросан или керамика и които улесняват предаването и обмена на топлина с околната среда. Ако тези сгради имат топлинна инерция, те ще могат да съхраняват енергия в своята маса, но като проводници, те ще бъдат чувствителни към топлинни загуби и следователно техните топлинни инсталации ще консумират повече енергия. Алтернатива на полуострова може да се състои в използването на строителна система, която включва изолация отвън, тъй като тя не е много проводима и елементи на топлинна инерция вътре, а не в топлинната обвивка на сградата.
Изграждането на тромбови стени или пространства, които действат като оранжерии, използването на чакъл за съхранение на топлина в санитарни камери, погребване на сградата в земята и т.н., са стратегии, които се възползват от топлинната инерция на материалите за отопление на вътрешни помещения, без използване на механични средства. Какви други подобни архитектурни мерки знаете? Ефективни ли са? Участвайте с вашите коментари.
Ако сте енергиен сертификат, регистрирайте се на нашия уебсайт и получавайте директни клиентски поръчки без посредници.
Научете как да правите енергийни сертификати с този безплатен онлайн курс