SNC03590

slriem zewnętrznym i budynkami, jak i wewnątrz budynków. Poznanie tych procesów ma wielkie zn** nie dla tzw. biernej klimatyzacji, tj. zapewnienia optymalnych warunków termicznych w budynkach pomocą właściwie dobranych materiałów konstrukcyjnych i rozwiązań architektonicznych, a także ^ izolacji termicznej przewodów i zbiorników cieplej wody itp.

Przychody i rozchody ciepła przez promieniowanie między zewnętrzną powłoką budynków (&, chem. ścianami) i atmosferą mają podobny charakter jak bilans radiacyjny powierzchni gruntu. Bila* promieniowania długofalowego zależy od różnicy temperatury powłoki budynku i atmosfery, a ściślej od zdolności emisyjnej tej powłoki i czwartej potęgi jej temperatury bezwzględnej (por. prawo Stefa-ru-Bollzmanna) oraz promieniowania zwrotnego atmosfery. Bilans promieniowania krótkofalowej składa trę z przychodów, zależnych od insolacji, albeda i nachylenia różnych zewnętrznych powierzchni budynku oraz rozchodów, kształtowanych znów przez albedo. Strumienie promieniowania są jednak po nadto kształtowane przez wzajemne usytuowanie ścian, dachów i in. elementów konstrukcyjnych, które powodują, ze zwykle dochodzi do wielokrotnego odbijania promieni słonecznych od powierzchni czynnej, ■ także trwałego bądź okresowego zacienienia pewnych części budynku.

Zacienienie ma szczecinę znaczenie nic tytko dla bilansu cieplnego, ale i warunków oświetleni* -klimatu solarncgo, zwłaszcza budynków mieszkalnych, szkól, domów wczasowych, czy sanatoriów. (icli rzucają zarówno sąsiednie budynki, jak położone w pobliżu drzewa f formy terenowe. W planowaniu przestrzennym i architekturze można ocenić miejscowe warunki solamc, stosując tzw. linijkę slońcs, która jest sposobem pomiaru długości cienia w zależności od wysokości obiektów zacieniających i wysokości kątowej Słońca nad powierzchnią horyzontalną

L-ż/ctgń,

gdzie: H - wysokość obicklu, h_s - wysokość położenia Słońca.

M. I warowski (1970) zaproponował normy oświetlenia, które powinny zapewnić minimalne dawki usłonccznicnia możliwego w określonych porach roku dla różnych kategorii obiektów architektonicznych (tab. 4.8).

Tab. 4.8. Normy usłonccznicnia możliwego dla różnych obiektów (wg Twarowskiego, 1970)

Obiekty	Usionecznienie	Termin (pora roku)
Sanatoria, szpitale	5 godz. (9.30-14.30) i 10 godz. (7.00-17.00)	22 grudnia, 21 marca, 23 września
Domy wczasowe, żłobld	4 godz. (10.00-14.00) i 8 godz. (8.00-16.00)	22 grudnia, 21 marca, 23 września
Budynki mieszkalne	4 godz. i 8 godz.	22 grudnia, 21 marca, 23 września
Plaże, kąpieliska	8 godz.	21 maja i 21 lipca

Wzajemne napromieniowanie ścian (w zakresie fal podczerwonych), zarówno wewnątrz pomieszczeń, jak i promieniowanie między ścianami sąsiednich budynków (tzw. efekt krzyżowy), zależy od wielkości powierzchni promieniujących, ich zdolności emisyjnych oraz temperatury. Saldo ciepła, przekazywanego przez promieniowanie „od ściany a do ściany b~ jest proporcjonalne do różnicy 7? -T£, gdzie T-temperatura bezwzględna ścian (Lewandowski, 2002).

Przenikanie ciepła przez ściany (przegrody między dwoma płynami) składa się z przewodzenia depta w ścianie oraz turbulencyjnego przekazywania ciepła (konwekcji) między powietrzem (bądź cieczą w przypadku, gdy śdanę stanowi przewód transportujący wodę) a ścianą po jej wewnętrznej i zew-oętrzaej stronie. Kierunek i wielkość tych trzech strumieni ciepła zależy od gradientów temperatury, określonych przez temperaturę płynu (gazu, cieczy), znajdującego się po wewnętrznej stronie ściany Tg, temperaturę wewnętrznej strony ściany 7„ temperaturę zewnętrznej strony ściany 7 i temperaturę nf!— 2aaadmaccm>mę po zewnętrznej stronic ściany T_¥ Różnice temperatur    Ty - l_t określaj ą

•mierne ś.wilrj^rjr przekazysrania ciepła, różnica T_t - T_m decy&nc o wielkości Przewodzenia czepia w śemnae.

Strumień ciepła przewodzonego Q_p określa wzór Fouriera

q,*Ąv.-^t.)

8^^z*^e: ^ “ powierzchnia w m\ X - współczynnik przewodnictwa cieplnego w W/(m deg), h - grubość przegrody w m, h/X - opór przewodzenia w m² • deg/W.

Strumień ciepła przekazywanego drogą przewodnictwa turbulencyjnego (konwekcji) między powierzchnią przegrody (ściany) a płynem (powietrzem, wodą) określa wzór Newtona

	Qk =	= Aa.(T0
lub
	Qk	Aab(Th
gdzie a - współczynnik	; konwekcyjnego pr,
w zależności od rod/aj	u płynu, jc	go tempo
rakiem ruchów konwc	kcyjnych.	Wyróżnia
psdku pompowania w	iidy lub [h	iwiclrza)
gęstości i sil grawitacji.	Konwckc	ja uwobod
Konwekcyjne przejmowanie elef		>ła zależy
rctującc, że wspólc/yr	mik o. zna	icząco wzi
a powierzchnią pr/yjm	ującą cicp	Jo /. wnęli
strumieniu ciepła, tzn,	, gdy podli	!>gU jCSt d
wania ciepła zmniejsz.'	i się. Przyj	jomina to

nej. Cały strumień przenikania ciepła określa równanie

rpła w W/(fn degj|. '/.mienia się on znac/n

Q ■ Akęr_a - 7*)

gdzie: k - funkcja współczynników konwekcyjnego przejmowania ciepła i przewodnictwa molekularnego oraz grubości przegrody

^ł-t 1 i —+—+ — a_a X a_b

Formuły te opisują przenikanie ciepła przez przegrody płaskie, których powierzchnia wewnętrzna i zewnętrzna jest jednakowa. W rzeczywistości zewnętrzna powierzchnia budynku (powierzchnia strat ciepła, oddawanego do atmosfery) jest nieco większa od powierzchni wewnętrznej, a różnica tych powierzchni rośnie wraz z grubością ścian. Widać to wyraźnie na przykładzie rury przewodzącej ciepłą wodę: im grubsze ściany rury i izolatora chroniącego przed stratami ciepła, tym większa zewnętrzna powierzchnia, oddająca ciepło. Istnieje pewna krytyczna grubość izolatora, której przekroczenie powoduje przyrost strat ciepła, zamiast ich ograniczenie! (Lewandowski, 2002, s. 120).

Temperatury T_z i T_w kształtują się w zależności od termicznych właściwości materiału budującego przegrodę cieplną: współczynnika przewodzenia ciepła X i pojemności cieplnej c_p oraz gęstości p. Współczynnik kontaktu temperaturowego B, określa zdolność materiału do akumulacji ciepła i wskutek tego także temperaturę powierzchni styku tego materiału z innymi ciałami, np. powietrzem

Współczynnik kontaktu temperaturowego decyduje o znanym z codziennego doświadczenia uczuciu ciepła lub zimna, powstającego podczas dotykania różnych materiałów. Małe wartości B, (<0,3 kJ/m² deg i^m) wywołują uczucie ciepła, np. przy dotyku korka, wełnianej wykładziny, papieru, drewna. Duże wartości B, (>1.4) powodują, że znaczne ilości ciepła łatwo akumulują się w materiale i jego temperatura nie zmienia się pod wpływem dotyku; takie właściwości ma np. stal, marmur, beton, miedź.

Wykorzystanie wiedzy o właściwościach cieplnych materiałów budowlanych i o kształtowaniu się •ymiany ciepła między wnętrzem budynków i ich otoczeniem, w której istotną rolę - poza wymicniony-■iprocesami - odgrywa cyrkulacja powietrza w budynku, umożliwia tzw. pasywną klimatyzacje wnętrz. SpHetny pasywnego ogrzewania i pasywnego chłodzenia budynków polegają na powiększaniu zysków atpła i akumulacji ciepła w budynku (ogrzewanie) bądź też zwiększaniu strat ciepła (chłodzenie). Obec-* aoźłiwości techniczne pozwalają zaoszczędzić około 40% energii, zużywanej na ogrzewanie miesz-

(Lewandowski, 2002, słr. 122). Dosloneczna ekspozycja ścian i okien, ściany i ekrany wielokrotnie

Tl