Тепловая масса
- Дом
- Термическая масса
Подробнее
- Перегрев и часть O
- Обеспечение достаточной тепловой массы в зданиях с кондиционированием воздуха
- Обеспечение достаточной тепловой массы в зданиях с естественной вентиляцией
- Излучательная способность поверхности – почему это важно
- Тепловая масса и расчетная реакция (DSR)
- Термическая масса и углерод за весь срок службы
Ссылки по теме
- Акустические характеристики
- Воздухонепроницаемость
- Циркулярная экономика
- Стоимость и программа
- Прочность
- Огнестойкость
- Устойчивость к наводнениям
- Местный материал
- Весь срок службы углерода
- Контроль вибрации
- Показатели устойчивого развития бетонной промышленности
Термическая масса описывает способность тяжелых строительных материалов (например, бетона) обеспечивать инерцию при колебаниях температуры в зданиях. Это достигается за счет их способности поглощать и выделять тепло в зависимости от внутренних условий. В теплую погоду большая часть нежелательного притока тепла будет поглощаться тепловой массой открытых полов и стен, помогая предотвратить чрезмерное повышение температуры и снижая риск перегрева. В зданиях с кондиционированием тепловая масса также снижает и задерживает пиковую нагрузку на охлаждение и может позволить полностью отключить его в более благоприятные периоды погоды.
Основная причина того, что тяжелые полы и стены продолжают обеспечивать комфорт в течение дня, заключается в том, что они могут поглощать значительное количество тепла при незначительном повышении температуры.
Термальная масса также может использоваться в зимние месяцы для повышения энергоэффективности ткани за счет пассивного солнечного дизайна. Дополнительную информацию об этом приложении и тепловой массе в целом см. в разделе «Объяснение тепловой массы»
.Какие свойства необходимы для обеспечения тепловой массы?
Для материала, обеспечивающего полезный уровень тепловой массы, требуется сочетание трех основных характеристик:
- Высокая удельная теплоемкость; так что тепло, втиснутое в каждый килограмм, максимально.
- Высокая плотность; чем тяжелее материал, тем больше тепла он может хранить по объему.
- Умеренная теплопроводность; поэтому скорость поступления тепла в материал и выхода из него примерно соответствует ежедневному циклу нагрева и охлаждения здания.
Тяжелые строительные материалы, такие как каменная кладка и бетон, обладают этими характеристиками. Они сочетают в себе высокую аккумулирующую способность с умеренной теплопроводностью. Это означает, что тепло перемещается между поверхностью материала и его внутренней частью со скоростью, которая примерно соответствует ежедневному циклу нагрева и охлаждения здания. Некоторые материалы, такие как дерево, обладают высокой теплоемкостью, но их теплопроводность относительно низка, что ограничивает скорость, с которой тепло может поглощаться в течение дня и выделяться ночью. Сталь может аккумулировать много тепла, но проводит его слишком быстро, чтобы быть практически полезной, к тому же сравнительно мало используется в зданиях. Тем не менее, умеренное количество тепловой массы все же может быть обеспечено, если бетонные полы используются в конструкции стального каркаса, хотя они обычно ограничены глубиной всего 100 мм и обычно покрыты подвесным потолком, что ограничивает их способность поглощать и выделять тепло.
Как измеряется тепловая масса?
k-значений
Часть L Строительных норм и правил и связанные с ней инструменты соответствия (SAP и SBEM) учитывают тепловую массу с использованием значений k (кДж/м 2 K), которые обеспечивают базовое указание теплоемкости на квадратный метр пола или стена. Легкие стены имеют низкое значение k, составляющее около 10 кДж/м
Значения допуска
Описание материала или конструкции как имеющего высокую, среднюю или низкую тепловую массу дает полезное указание на его способность накапливать тепло, как и его значение k.
Но для того, чтобы получить лучшее представление о том, насколько это может быть эффективно на практике, необходимо учитывать еще несколько важных факторов. Это, во-первых, продолжительность времени, доступного для поступления тепла в материал и выхода из него, которое обычно считается равным 24 часам, и, во-вторых, скорость потока тепла к материалу и от него. Эти факторы учитываются в значениях проводимости, которые обеспечивают более подробные средства оценки приблизительных характеристик тепловой массы стен и полов при использовании, что делает его более сложной метрикой, чем значение k. Для получения дополнительной информации о значениях полной проводимости см. «Объяснение тепловой массы».
Уменьшение
Значения проводимости и значения k относятся к поглощению тепла внутри зданий, что является наиболее важным использованием тепловой массы. Однако существует еще одно свойство, связанное с тепловой массой, называемое декрементом, которое может в некоторой степени влиять на характеристики в летнее время.
Есть ли у термальной массы недостатки?
Летом тепловая масса полезна только в том случае, если можно использовать ночную вентиляцию (или другие средства охлаждения) для отвода тепла, поглощаемого строительной тканью в течение дня. Обеспечение адекватной вентиляции может быть сложной задачей в некоторых условиях, особенно в городских районах. Тем не менее, недавно введенная часть O Строительных норм и правил включает положения, обеспечивающие практичность мер по борьбе с перегревом в новых домах и адекватный учет любых связанных с этим проблем шума, загрязнения и безопасности.
Зимой старые тяжелые здания со сравнительно низким уровнем изоляции и плохой воздухонепроницаемостью потребуют более длительного периода предварительного нагрева для прогрева ткани, что приведет к потреблению большего количества энергии, чем в аналогичном легком здании. Однако для более новых зданий значительно улучшенный стандарт характеристик ткани означает, что это больше не проблема, которая была раньше, поскольку ткань сохраняет большую часть своего тепла в периоды, когда отопление отключено. На практике гораздо большее значение имеет способность тепломассы улучшать характеристики в летнее время во многих типах зданий.
Объяснение тепловой массы
Вебинар по запросу
Перегрев и часть O
На этом вебинаре представлен обзор Части O строительных норм и правил, в которой рассматривается снижение перегрева в жилых зданиях.
Десять энергосберегающих домов, отвечающих стандартам Passivhaus
Поскольку стоимость газа и электричества стремительно растет во всем мире, мы рассмотрим 10 домов Passivhaus с высокой степенью теплоизоляции, которые спроектированы так, чтобы свести к минимуму потребление энергии.
Passivhaus — это международно признанный стандарт энергоэффективности, разработанный в Германии в 1990-х годах. Он сертифицирует здания с низким энергопотреблением с высоким уровнем изоляции и воздухонепроницаемости.
В зданиях такого типа часто используются системы вентиляции с тройным остеклением, солнечным теплом и рекуперацией энергии. Это означает, что они могут поддерживать почти постоянную температуру, потребляя мало энергии для обогрева и избегая высоких счетов за электроэнергию.
В 2019 году лондонская студия Михаил Ричес и архитектор Кэти Хоули получили премию Стирлинга за программу социального жилья в Норидже, которая помогает бороться с нехваткой топлива за счет соответствия стандартам Passivhaus. В то время студия устойчивой архитектуры Architype заявила, что победа «привлекает внимание к Passivhaus — именно там, где он должен оставаться».
Прочтите 10 примеров домов Passivhaus:
Фото Джима Стивенсона
Девон Пассивхаус, Великобритания, Маклин Куинлан
Линейная стена из красного кирпича отличает этот невысокий дом Passivhaus, спроектированный Маклином Куинланом в наклонном обнесенном стеной саду в Девоне.
Он имеет значительную изоляцию и тройное остекление, а также воздушные тепловые насосы, систему рекуперации тепла, солнечные панели и аккумуляторные батареи, которые обеспечивают более 100 процентов необходимой энергии для дома.
Узнайте больше о Devon Passivhaus ›
Фото Рафаэля Тибодо
Пассивный дом Saltbox, Канада, L’Abri
Народная архитектура Квебека повлияла на появление пассивного дома Солтбокс, который является третьим домом в канадском городе, получившим сертификат Passivhaus.
Он был разработан L’Abri в соответствии со стандартами PHIUS, крупнейшей системы сертификации Passivhaus в Северной Америке. Студия также использовала деревянный сайдинг и целлюлозную изоляцию, чтобы снизить содержание углерода в здании.
Узнайте больше о пассивном доме Saltbox ›
Фото Cityhome Collective и Керри Фукуи
TreeHaus, США, Крис Прайс
Архитектор Крис Прайс сместил ряд окрашенных, обшитых кедром томов вниз по склону в лесу штата Юта, чтобы создать эту резиденцию Passivhaus для своей семьи.
Дом, метко названный TreeHaus, имеет высокоэффективную оболочку, обеспечивающую сохранение тепла в холодные зимние месяцы, когда часто выпадает снег. Окружающая коренная порода также помогает сохранять тепло.
Узнайте больше о TreeHaus ›
Фото Адриа Гула
Casa GG, Испания, Alventosa Morell Arquitectes
Casa GG — это сборный дом Passivhaus недалеко от Барселоны, обшитый переработанной еловой древесиной, полученной из окружающего ландшафта. Его построили всего за четыре месяца.
Дом разделен на шесть модулей, которые Alventosa Morell Arquitectes выровняли по направлению движения солнца, чтобы максимизировать приток солнечного тепла. Его низкоэнергетическая оболочка означает, что его можно нагреть с помощью одного радиатора в холодное время года.
Узнайте больше о Casa GG ›
Фото Vondelinde
PH01:BRK, США, Robert Arlt и Charles MacBride
Этот дом с низким энергопотреблением в Южной Дакоте был создан архитекторами Робертом Арлтом и Чарльзом МакБрайдом с группой местных студентов-архитекторов, чтобы привлечь внимание к возможностям устойчивого строительства.
По словам команды, дом PH01:BRK является первым в этом районе, который производит больше энергии, чем потребляет, благодаря своей энергосберегающей оболочке и технологиям, включая фотоэлектрические панели и систему вентиляции, которая нагревает свежий воздух, а спертый воздух выходит из дома. дом.
Узнайте больше о PH01:BRK ›
Фото Энди Стэгга
Day House, Великобритания, Пол Арчер Дизайн
Этот оцинкованный конюшня был спроектирован Paul Archer Design взамен плохо изолированного и протекающего дома 1970-х годов в Лондоне.
Четырехэтажное здание, которое спереди выглядит как двухэтажный дом, имеет суперизоляцию и оснащено системой вентиляции с рекуперацией тепла, которая сохраняет тепло, чтобы обеспечить соответствие стандартам Passivhaus.
Узнайте больше о Day House ›
Фото Quintin Lake
Старая водонапорная башня, Великобритания, Gresford Architects
Расположенная на окраине деревни в Беркшире похожая на амбар Старая водонапорная башня представляет собой автономный дом, спроектированный и принадлежащий основателю Gresford Architects Тому Гресфорду.
Среди его особенностей окна с тройным остеклением и внешние жалюзи, которые автоматически закрываются на восточной, южной и западной сторонах в жаркую погоду, чтобы предотвратить перегрев. Студия заявила, что ее энергетические характеристики Passivhaus означают, что «эксплуатация практически ничего не стоит».
Узнать больше о Старой водонапорной башне ›
Фото Adrià Goula
Casa LLP, Испания, Alventosa Morell Arquitectes
Еще один проект Passivhaus от Alventosa Morell Arquitectes — это консольная резиденция с видом на горный хребет недалеко от Барселоны.
Пассивное усиление солнечной энергии и стены с высокой изоляцией помогают сохранять тепло в доме и способствуют низкому энергопотреблению здания. Его потребность в отоплении помещений составляет 9 киловатт-часов на квадратный метр, что превышает уровень, необходимый для получения сертификата Passivhaus от Организации пассивного дома Великобритании.
Узнать больше о ТОО «Casa» ›
Фото Найджела Ригдена
Форест Лодж, Великобритания, Pad Studio
Этот сборный дом с низким энергопотреблением в Нью-Форест был спроектирован Pad Studio в соответствии со строгими правилами планирования в этом районе, целью которых является предотвращение ущерба объекту.
Он соответствует стандартам Passivhaus, но также в значительной степени самодостаточен, используя солнечные панели на крыше, воздушный тепловой насос и локальные очистные сооружения.
Узнайте больше о Forest Lodge ›
Фото Studio 804
New York Street Passive House, США, Studio 804
Студенты программы проектирования и строительства в Канзасском университете спроектировали этот дом, чтобы показать «пример того, как в будущем жилье может быть построено более ответственно».
Прямоугольное здание ориентировано на использование пассивного солнечного излучения и облицовано изоляцией, которая почти в три раза превышает минимум, требуемый городским кодексом. Он также использует экологически чистые материалы и технологии, включая фотоэлектрические панели и вентилятор с рекуперацией энергии.
Узнайте больше о пассивном доме на улице Нью-Йорк ›
Подпишитесь на нашу рассылку
Ваша электронная почтаDezeen Debate
Наш самый популярный информационный бюллетень, ранее известный как Dezeen Weekly.
Рассылается каждый четверг и содержит подборку лучших комментариев читателей и самых обсуждаемых историй. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.
Отправляется каждый вторник и содержит подборку самых важных новостей. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.
Dezeen DailyЕжедневный информационный бюллетень, содержащий последние новости от Dezeen.
Dezeen JobsЕжедневные обновления последних вакансий в области дизайна и архитектуры, рекламируемых на Dezeen Jobs. Плюс редкие новости.
Dezeen AwardsНовости о нашей программе Dezeen Awards, включая сроки подачи заявок и объявления. Плюс периодические обновления.
Dezeen Events Guide Новости от Dezeen Events Guide, справочника, посвященного ведущим событиям, связанным с дизайном, происходящим по всему миру. Плюс периодические обновления.