Функциональные основы архитектурного дизайна

Содержание лекционных занятий

Раздел I.

ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОБСТОЯТЕЛЬСТВА ФОРМИРОВАНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Глава 1. Функциональные основы архитектурного дизайна

Мы живем в мире, свойства которого привыч­ны: день сменяет ночь, в течение года меняются сезоны, вода может существовать в виде снега, движение воздуха обеспечивает круговорот воды в природе, ветер несет снежную пургу и дождь, существуют силы земного тяготения, предписыва­ющие домам стоять вертикально и не ставить фарфоровую чашку на край стола.

А ведь свойства эти уникальны и обусловлены тем, что Земля, третья от Солнца планета, имеет размеры и скорость вращения, способствующие сохранению атмосферы, «нормальной» гравитации, чередованию сезонов, что диапазон смены темпе­ратуры на ее поверхности обеспечивает преобла­дающее агрегатное состояние воды как жидко­сти — транспорта Жизни. Наличие Луны, вызываю­щей приливы и отливы, предопределило некогда выход живых существ из мирового океана на сушу, а широтные смены климата вынуждали животных, а впоследствии и человека, к миграциям и выработ­ке приспособительных реакций. Если бы человек постоянно жил в благоприятных условиях и адапти­ровался к изменениям климата только на биологи­ческом уровне, ему было бы достаточно набедрен­ной повязки при отсутствии потребностей в пост­роенном жилище. История отмечает неизменность образа жизни и отсутствие у людей тяги к его из­менению в тех районах планеты, где постоянны продовольственные и климатические условия, на­пример, в Центральной Африке. Однако в широтах, отдаленных от экватора, существует изменчивость климата — от засушливого и холодного к теплому и влажному в Северном полушарии с периодом в 1800—1900 лет, чему история человечества обяза­на то оледенениями, то всемирными потопами (рис. 1.1.1). В настоящее время начался период по­тепления [24], сопровождаемый ломкой климата и необычными явлениями природы.

Во время изменений климата людям приходи­лось сниматься с обжитых мест, и целые народы, гонимые холодом или зноем, перемещались на новые земли.

Переселяясь в места, другие по условиям жиз­ни, люди научились создавать среду обитания, меньше зависимую от капризов природы. Кроме того, даже там, где климат и природные условия были вполне удовлетворительны, человек от про­стых укрытий вроде пещеры или дерева перехо­дит к сооружению жилища, вид и образ которого определяется комфортными потребностями, дос­тупной формой хозяйственной деятельности, а также наличными строительными материалами. В каждой местности, таким образом, формировался свой, локальный тип строений, на основе кото­рого  и  сложилась  зональная архитектура

(рис. 1.1.2) [30, 129].

Рекомендуемые материалы

Отделение внутреннего пространства от внеш­него решило две задачи: создание среды обита­ния с внутренним микроклиматом и обеспечение безопасности от внешних врагов, т.е. те задачи, которые при работе с интерьером мы определяем как физиологические и психологические.

Человеку удалось адаптироваться и к суровым условиям Севера, и к иссушающей жаре континен­тальной части материков — формы зональной ар­хитектуры демонстрируют поразительную изобре­тательность и житейскую мудрость людей, сумев­ших достичь гармоничного единства всех аспектов своего бытия.

Жилище кочевников-оленеводов Крайнего Се­вера — это иглу, купол, сложенный из блоков сне­га, и чум — шатер из жердей, обтянутых шкурами. Основная функция этих сооружений — обеспече­ние укрытия от многодневных снежных буранов. Защиту от холода дает специальная одежда, парка, представляющая, по существу, скафандр. Одежда на Севере — это первый дом, иглу и чум — дом второй. Эта дифференциация целесообразна и по тем причинам, что обогреть интерьер чума до температуры + 15—20° не удастся, ибо его покры­тие не защищает от холода, а настойчивость в под­держании большого огня (открытого, кстати) может привести к пожару. Если обогревать ледяной дом, иглу, то он попросту растает. Значит, к жилищу Се­вера и комфортным требованиям для этого края нужно подходить с другими мерками.

Таежное жилище — срубная изба — держит тепло за счет толщины бревен. Печи в избах боль­шие, массивные; после топки они долго излучают тепло и позволяют поддерживать в помещении комфортную температуру. Это, в свою очередь, дает возможность дифференцировать одежду на домашнюю и уличную. Чтобы поддержать долгой зимой комфортную жизнь обитателей, людей и животных, северная усадьба целиком, вместе с хозяйственными помещениями, покрывается об­щей крышей.

В традициях северных стран, где климат мягче и в ненастные сезоны больше дождей, чем снега, возведение домов с высокой крутой крышей, на которой не задерживается вода. Кроме того, в ус­ловиях высокой плотности городской застройки дома тянутся вверх, а расположение соседних строений стена к стене позволяет экономить и тепло, и топливо.

Дома средней полосы, где в полную силу про­являют себя все сезоны, должны быть защищены от любых явлений природы: дождя, снега и ветра, жары и наводнений. Крыши здесь имеют широ­кий вынос и надежную гидроизоляцию. Стена, ориентированная на север, возводится глухой или с небольшими окнами. Основные помещения раскрываются на юг широкими проемами. Уме­ренное количество осадков позволяет отделить хозяйственные постройки от жилого дома. Полы помещений поднимают над грунтом на высоту, до­статочную, чтобы избежать действия почвенной влаги. Для большей компактности и сохранения тепла дом нередко строят в два—три этажа.

Похожие по силуэту и функциональному деле­нию внутреннего пространства жилища южных районов имеют свои особенности: они больше раскрыты на природу, к ним чаще пристроены ве­ранды, террасы, входные галереи вдоль фасада, надворные постройки в виде навесов, уличные кухни — во всем сказывается мягкость климата, отсутствие противопоставления природе.

Традиционное народное жилище засушливых районов, как правило, обходится без скатной кры­ши, дома выглядят как простые глиняные коробки, окна в которых заменены зарешеченными подпотолочными отверстиями для вентиляции. Жилище нередко формируется в виде периметральных га­лерей, охватывающих сад с бассейном. Чтобы обеспечить максимум прохлады, такие дома раз­вернуты галереями и входами на север.

Жилище необычайно жарких местностей Двуречья возводится с учетом обеспечения макси­мально возможной вентиляции, чаще с параболи­ческими гипсокаркасными куполами над квадрат­ным строением. Отверстие на вершине купола создает воздушную тягу, что несколько облегчает жизнь в перегретом интерьере. Чтобы ослабить действие солнца на перекрытие, его поверхность засевают травой, которая повышает теплообмен кровли и снижает его температуру. Этот прием впоследствии был использован при устройстве садов Семирамиды.

Дом прерий — жилище американских пересе­ленцев — отличается легкостью конструкций и раскрытостью на природу. Там, где круглый год внешняя температура держится на уровне комнат­ной, нет необходимости в возведении теплоза­щитных конструкций — достаточно каркаса и лег­ких стен-перегородок. Такой дом имеет рассредо­точенную планировку с переходами и открытыми пространствами.

Кочевники Центральной Азии обитают в сборно-разборных юртах, перемещаемых вслед за стадами, перегоняемыми на новые сезонные пастбища. Кар­кас юрты состоит из решетчатых цилиндрических стен и жердевого конуса крыши. Жарким летом, ког­да главным для жилища является его вентиляция, юрта приобретает вытянутый вверх силуэт; зимой, когда важно сберечь тепло и увеличить вместимость жилища, юрта становится распластанной.

В процессе сезонных перемещений кочевники останавливаются на зимовку с южной стороны горного распадка — под прикрытием от северных ветров, где устанавливают деревянные домики-амбары. В походах используются палатки.

Жилище японских крестьян — такаюка, — по образу которого строились храмы и зернохрани­лища, представляет конструктивную систему, рассчитанную на противодействие сильным ветрам и тайфунам. Каркасный объем сооружений, поднятый стойками на платформу, покрыт тяжелой массивной крышей из рисовой соломы, опираю­щейся не столько на каркас, сколько на самостоя­тельные столбы, подпирающие коньковую балку крыши. Планировочно японское жилище формируется по модулю 180 х 90 см, равному размерам татами — циновки, настилаемой на пол. Как и в доме прерий, здесь ограждающие конструкции выполнены в виде легких перегородок.

Аналогично такаюке строится жилище с седловидной крышей на индонезийском острове Сулавеси. Эта крыша также имеет дополнительные столбы-опоры, завершающиеся рессорной конст­рукцией. В соответствии с условиями жаркого влажного климата высоко поднятый над землей пол этого жилища представляет жердевую, легко проветриваемую решетку.

В архитектуре древнего китайского жилища — полуземлянки — интерес представляет фонарь — надстройка для сквозного проветривания внут­реннего пространства в жаркое время года и для удаления дыма от очага.

Наиболее известна в этом районе Земли сей-смоустойчивая конструкция деревянного строе­ния с широким выносом «крылатой» крыши, обес­печивающей тень, отвод дождевой воды и аэроди­намические качества, защищающие покрытие от сброса во время тайфунов. Эта «рессорная» кон­струкция, называемая доу-гун, составила конст­руктивную основу и источник художественной об­разности традиционной китайской архитектуры в зонах ее распространения.

Архитектура зон экстремального климата и су­ровых природных условий строится на основе сложившихся традиционных форм и современных технологических достижений.

Так, для архитектуры сейсмоопасных зон раз­работаны различные системы нейтрализации воз­действия землетрясений, основным приемом кото­рых является разрыв жесткой связи зданий с осно­ванием посредством упругих прокладок, пружин и других амортизаторов (см. главу «Тектоника»).

Для зданий, возводимых в условиях Севера в зоне вечной мерзлоты, предусматриваются свои приемы отсечения потока тепла, идущего от зоны обитания к слою вечной мерзлоты, оттаивание ко­торого грозит проседанием и разрушением стро­ения. Пока самым надежным приемом считается установка здания на сваи.

Обобщая информацию по зональным типам жи­лища, можно сделать некоторые выводы о влиянии природных условий на тип и образ среды обитания.

1. Жилище, расположенное в местностях с неблагоприятными природными условиями, строится изолированным, компактным объемом; и наоборот, благоприятный, мягкий климат располагает к рассредоточенной   форме   сооружения, приближенной к природе и раскрытой на нее.

2. Местности с обильными атмосферными осадками стимулируют группировку жилых и хозяйственных помещений под общим «зонтом». Крыши домов в таких местностях имеют острый силуэт. А крыши южных засушливых районов делают очень пологими, с минимальным выносом карнизов; крышу как таковую могут не устанавливать вообще, а обмазанная известью кровля спасает здание от перегрева, отражая солнечные лучи.

3. В местах с чрезвычайно жарким климатом жилища снабжают вентиляционными шахтами или возводят над ними купола с отверстиями сверху для вытяжки.

4. В тропиках и субтропиках, а также в районах регулярных наводнений, дома ставят на сваи. Обитание в болотистых и постоянно подтопленных

5. зонах (например, дельта реки Меконг) объясняет возникновение поселений на лодках.

6. В зонах экстремальных природных условий вырабатываются приемы архитектурно-конструктивных решений жилища, соответствующих обстоятельствам (сейсмика, вечная мерзлота, тайфуны и т.п.).

7. В архитектурном образе зонального сооружения его тектоника выявляется конструктивными и  художественно-выразительными  свойствами местных строительных материалов.

Создавая среду обитания для семейной жиз­ни, труда и отдыха с разной степенью изоляции от внешнего мира, человек стремится к обеспечению всесторонней комфортности пространства, уро­вень которой определяется в соответствии с пока­заниями чувственных рецепторов, персональными или обобщенными нормативами.

Общее впечатление микроклиматического комфорта складывается из благоприятных ощу­щений тепла, влажности, вентиляции, освещенно­сти, звукоизоляции; лучше, если они вообще не фиксируются ощущениями. Нужно учитывать, что существуют различные сочетания параметров среды, удовлетворяющие разным условиям оби­тания. Например, в помещении для выполнения работы, не требующей физических нагрузок, опти­мальный уровень температуры должен находиться в пределах 18—20°. При повышении и понижении температуры среды наступает физическое утом­ление, и работа не идет. Для тяжелых физических нагрузок благоприятна даже отрицательная тем­пература среды.

Относительная влажность воздуха 50—70% при нормальной комнатной температуре не заме­чается — это значит, что она находится в нор­мальных пределах. Повышение влажности сопут­ствующее понижению температуры воздуха дает ощущение сырости, понижение влажности и по­вышение температуры — сухости. Ощущение ду­хоты, возникающее при высоких положительных температурах воздуха и влажности, снимается вентиляцией со скоростью движения воздуха око­ло 50 м/мин. При относительно неподвижном воздухе комфортным представляется соотношение температуры + 22° и 80% влажности.

Объем усилий по поддержанию комфортного уровня температурно-влажностного режима (ТВР) помещений зависит от климатических параметров внешней среды и теплозащитных качеств наруж­ных ограждающих конструкций.

Для обширной территории Российской Феде­рации разработано климатическое районирова­ние, в соответствии с которым статистически фик­сируются сезонные температуры районов, по ко­торым производится теплофизический расчет: определяются материал и толщина наружных стен и количество тепла для поддержания необходи­мой температуры внутри помещений.

По карте климатического районирования РФ к району относятся территории Сибири и Дальнего Востока между 50° и 70° северной широты, ко району — европейская часть России на запад от Урала от 50° северной широты до Полярного круга, к III и IV — южная степная зона Причерноморья (рис. 1.1.3) [10]. Каждый район имеет свое «досье», суммирующее информацию по летним и зимним температурам, влажности, сезонной динамике ветров, глубине промерзания грунта, солнечной активности и т.д. Эти данные необходимы для решения вопросов о выборе места строительства, ориентации здания и его планировочной структуре, для определения прочностных и теплозащитных качеств конструкций и глубины заложения фундамента.

В первую очередь решаются вопросы ориента­ции здания с учетом его планировочной структуры {рис. 1.1.4). Солнце, перемещаясь в течение дня с востока на запад, освещает прямыми лучами толь­ко помещения, ориентированные на южный сектор горизонта, а в соответствии с гигиеническими тре­бованиями основные помещения дневного пребывания должны освещаться солнцем не менее 2 ча­сов; этот период называется временем инсоляции. В среднеевропейском климате северная стена дома находится вне зоны прямого солнечного све­та и зимой подвержена натиску влажных холодных северо-западных ветров, поэтому в северной части зданий планируется расположение помещений, второстепенных по отношению к необходимости инсоляции, или помещений с интенсивным тепло­выделением (подсобные комнаты, кухни).

Спектральный состав солнечного излучения в течение дня меняется. Утром преобладают ультра­фиолетовые лучи, вечером — инфракрасные. Если ультрафиолетовое излучение обладает бактерицид­ным свойством, то инфракрасные лучи способству­ют перегреву помещений. Для защиты от избыточ­ного количества солнечного света, что актуально в южных областях, окна оборудуют солнцезащитными экранами, жалюзи. Причем для защиты южных фа­садов от дневного солнца устраивают горизонталь­ные жалюзи, а для защиты западных фасадов от низко стоящего над горизонтом жаркого солнца — вертикальные. На юге в качестве дополнительной защиты от солнца на южных фасадах устраивают те­невые навесы, галереи, террасы, навешивают маркизы. На севере застекленные галереи вдоль юго-западных стен дополнительно обогревают здания за счет т.н. парникового эффекта.

Уровень естественной освещенности помещений должен, таким образом, координироваться с условиями инсоляции, а также с теплотехнически­ми показателями оконных проемов: в традицион­ном деревянном исполнении светопрозрачные конструкции плохо держат тепло, поэтому широ­кие многочисленные окна означают существенное снижение температуры в помещении зимой. Кажущееся благо от залитого естественным светом ин­терьера может обернуться, кроме того, пробле­мой с расстановкой мебели и вообще с достиже­нием уюта. Достаточный уровень естественного освещения определяется отношением площади оконных проемов к площади пола в виде эмпирической формулы S_0KHa = S_nona/6 (8). Правда, с рас­ширением в настоящее время индустриального изготовления стеклопакетов, одно- или двухка­мерных (с тройным остеклением), вопрос нера­венства в уровне теплозащиты между окном и сте­ной снимается, поэтому стеклянные поверхности фасадов могут широко использоваться в современной архитектуре вместе с модернизированны­ми системами экранирования света [25].

Для районов с постоянными ветрами суще­ственное значение имеет конфигурация застройки, обеспечивающая защиту от заносов террито­рии снегом, песком, пылью. Но равным образом необходима и активация движения воздуха для проветривания среды обитания [140].

Застройка, защищающая от ветра, планируется в виде периметрального барьера, прикрывающего внутриквартальную территорию, или гребенчатого расположения зданий, гасящего ветровые вихри. Для лучшего проветривания городской застройки в ней устраивают свободные коридоры, соответствующие направлениям потоков воздуха (рис. 1.1.5). Известно, что ветры огибают беспрепятственно округлые в плане сооружения (трубы, газгольдеры). Этот аэродинамический эффект нередко использу­ют в современной архитектуре — высотным здани­ям придается цилиндрический, ланцетовидный, овоидный силуэт. В отдельных случаях для нейтра­лизации ветрового давления и усилий опрокидыва­ния высотных зданий (на больших высотах постоянны сильные ветры) их тело по высоте разделяется на отдельные блоки с «продухами» между ними.

С учетом направления и силы ветра нужно со­образовывать ориентацию и маломасштабной за­стройки. Не следует, например, в средних широ­тах располагать вход в усадебный дом с севера, где он зимой будет постоянно занесен снегом.

В многоквартирных жилых домах планировка секций обязательно должна учитывать возмож­ность сквозного проветривания квартир, а для южных жилых домов предусматривается такая пространственная структура расположения квар­тир, чтобы они были связаны с вертикальной вен­тиляционной шахтой, активизирующей вытяжку воздуха из жилой зоны (рис. 1.1.6).

В сельской застройке Юго-Восточной Азии для предотвращения сноса крыши сильными ветрами ее делали в виде толстого соломенного наката, который при намокании в период дождей стано­вился тяжелым и, прижимая все строение, обере­гал его от разрушения. Такое строение крыши с укрепляющими накат бревенчатыми коротышами (тиги) сохранилось в каноническом архитектурном решении традиционных типов храмов в Японии. Еще более изобретательно была решена защита от опрокидывания ветром высоких хрупких пагод. В их центре, отдельно от конструкций ярусов, на закрытый каменной плитой реликварий ставился высокий кедровый столб, украшенный священны­ми кольцами. Во время тайфуна пагода и столб раскачивались с разными амплитудами, взаимно гася возникшие колебания (рис. 1.1.7).

Тяжелый накат крыши, выложенный толстой керамической черепицей и пригруженный двумя толстыми коньковыми бревнами, предохранял от разрушения легкие каркасные сооружения Ки­тая — не только от ветра, но и от землетрясений.

Удивительна изобретательность строителей, научившихся бороться с разрушительными удара­ми землетрясений. Конструктивный антисейсми­ческий опыт лег в основу художественной образно­сти архитектуры стран, расположенных на линии т.н. сейсмического пояса Земли, протянувшегося от Малайзии через Японию, Китай, Тибет, Среднюю Азию, Турцию, Черное и Средиземное моря к Ис­ландии. Вы запомнили, что основным антисейсмичным приемом является отделение конструкций строения от его основания? Так вот, ликвидация «моста», передающего удар, характеризует все зо­нальные антисейсмичные решения, как бы они не были разнообразны.

В китайском деревянном сооружении ориги­нальны не только доу-гуны, завершающие колон­ны и рессорно смягчающие подземные удары; лю­бопытно само строение, напоминающее стол, ножки которого крепятся контурной доской под столешницей и свободно опираются на каменные плиты с насечками — чтобы колонны не смеща­лись. Стропила крыши для устранения распора ук­ладывают горизонтально (рис. 1.1.8).

В тибетских домах стены и внутренний кар­кас, на который опирались перекрытия и полы, возводили раздельно. При сейсмических толчках стены могли разрушиться, но каркас сохранялся (рис. 1.1.9).

Характерная принадлежность архитектуры жи­лища Средней Азии — айвана — глубокая теневая ниша, имеющая в качестве опор одну или две де­ревянные колонны, подпирающие пролетную бал­ку. Колонны завершались удлиненной резной кон­солью, уложенной вдоль балки, а опирались шаро­видным основанием на соответствующую по размерам выемку наверху цокольного каменного столба (рис. 1.1.10).

При землетрясении, на что и была рассчитана вся конструкция, колонна могла отклоняться на шарнирном основании, но консоль не позволяла балке терять опору. Отсутствие жесткости крепле­ния давало некоторую гарантию сохранения целостности строения.

При возведении глиняных стен домов из пахсы (сырых подошвообразных слепков из глины с примесью рубленой травы) или сушеного на солн­це кирпича кладка велась в елочку или с вводом рядов кирпича, поставленного на ребро. От такой кладки берет начало традиция создания орнамен­тальной кирпичной поверхности, впоследствии ук­рашавшейся глазурованной облицовкой; так сло­жилась своеобразная стилистика архитектуры Средней Азии (рис. 1.1.10 б).

Причудливая волнистая в плане форма стен феодальных азиатских замков — кешков — в виде гофров предназначена для контроля возможных разломов стен во время землетрясения, а также для более четкого визуального восприятия соору­жения в монотонной сизой дымке сухих степей.

Древними греками были разработаны не­сколько приемов сейсмозащиты, особенно замет­ных на сохранившихся памятниках архитектуры. Во-первых, каменные храмы возводились без ра­створа, т.е. блоки, из которых они сложены, не были жестко скреплены друг с другом.

Периметральные колонны опоясывающих хра­мы галерей имели легкий наклон внутрь, а капите­ли колонн завершались широкими опорными пли­тами (рис. 1.1.11). Основание храма — стереобат — состояло из толстого слоя хорошо притесанных друг к другу камней и было отделено от материка наваленными круглыми булыжниками, игравшими роль шарикоподшипников, значитель­но смягчавших силу подземных толчков. Надеж­ной опорой считался и скальный монолит. Извест­но, что знаменитый храм Артемиды в Эфесе был построен на стереобате, возведенном в котлова­не болотистой местности, который был наполнен смесью золы и шерсти. Нужно ли объяснять, для чего это было сделано?

Наличие воды непосредственно на месте строительства — чаще всего неприятное обстоя­тельство. В местностях с влажным климатом отводы приходится защищаться со всех сторон: сверху, сбоку, снизу. О качествах крыши, защища­ющей от атмосферной влаги, разговор впереди. Достаточный уклон крыши и широкий свес карни­зов способствуют быстрому удалению снега и дождевой воды и защите стен от увлажнения (рис. 1.1.12). Обратите внимание, что многоэтаж­ные дома старой постройки имеют поэтажные по­яса — выступы с металлическими фартуками, перебивающими непрерывные потоки воды по сте­не от косого дождя. Такие же фартуки имеют на­ружные подоконники и горизонтальные элементы оконной столярки. Цокольный камень — послед­няя защита от дождя нижней части здания, кото­рая находится в самой неблагоприятной зоне воз­действия и атмосферной, и грунтовой влаги. Что­бы дождевая вода не попадала в фундамент, по периметру здания вдоль границы цоколя и грунта устраивают отмостку (см. рис. 11.2.1). Как это де­лается и что будет, если этого не сделать, подроб­но рассказано в разделе II, содержащем инфор­мацию, посвященную основаниям и фундаментам. Добавим только, что цокольная часть здания под­нимает полы зоны обитания на необходимую вы­соту для защиты от грунтовой сырости, от весен­него стояния вод и для проветривания подполья.

Чтобы ослабить вредное воздействие воды на здание, ее собирают в специальные лотки на кры­ше, ведущие к вертикальным водосточным трубам внешнего или внутреннего расположения.

Перенесем внимание к климатическому воз­действию на внутреннюю среду зданий.

Для регионов умеренного климата существен­ным представляется аргументированный выбор вида материала и толщины наружных ограждаю­щих стен для обеспечения теплового комфорта в условиях зимы.

Чтобы разобраться в физическом содержании явления теплопереноса, обратимся к рис. 1.1.13, где изображен разрез стены, разделяющей внутреннюю и внешнюю среды. Для простоты предпо­ложим, что t_B и t_H постоянны. Тогда в массиве стены образуется т.н. установившийся тепловой поток, выраженный в изменении внутренней температуры от т_в к х_н (дело в том, что поверхности стены, из-за влияния температуры среды противоположных сто­рон, имеют показатели температуры, несколько смягчающие разницу между t_B и t_H).

Чем толще стена и ниже ее теплопроводность, тем медленнее идет теплопередача и меньше рас­ходуется тепла на поддержание комфортной тем­пературы интерьера. Понятно, что при проектиро­вании наружных ограждающих конструкций наибо­лее целесообразна минимальная толщина стены из материала с минимальной теплопроводностью. В качестве теплофизической характеристики ма­териалов принимается коэффициент их теплопро­водности X, учитывающий количество тепла, про­ходящего за 1 час через массив стены из данного материала толщиной 1 м при площади сечения теплового потока 1 м² и разности температур на поверхностях 1°С. Максимальную величину коэф­фициента теплопроводности имеют плотные, тя­желые материалы, минимальную — легкие и пори­стые. Например, X меди равен 330 ккал/м.ч.град., алюминия — 190, стали — 50, гранита — 3, кирпи­ча — 0,6—0,8, пенопласта — 0,04. Коэффициент теплопроводности увеличивается с повышением температуры и влажности материала.

"9. Критика" - тут тоже много полезного для Вас.

Но необходимый для теплотехнических расчетов показатель — сопротивление материала теп­лопередаче Я — выражается отношением толщи­ны слоя 5 к коэффициенту теплопроводности, т.е. R = 8/Х . Если ограждающая конструкция имеет слоистую структуру, то общее термическое сопро­тивление стены будет равняться сумме термиче­ских сопротивлений каждого слоя.

Для выявления достаточности термического сопротивления стены из подобранных компонен­тов при определенных климатических условиях и заданном температурном режиме внутренней среды необходимо выполнить расчеты, учитыва­ющие также протяженность отопительного пери­ода. Расчеты выполняются по специальной мето­дике, использующей климатологические данные и теплофизические характеристики материалов (см. СНиП 11.3—79. Строительная теплотехни­ка. -М., 1998).

По поводу температурно-влажностного режи­ма отапливаемых помещений в холодное время года нужно добавить следующее. Повышенная влажность воздуха негативно отражается как на самочувствии обитателей, так и на состоянии кон­струкций и их поверхностей.

В теплом помещении водяные пары воздуха незаметны, но достаточно впустить через форточ­ку морозный воздух, как охлажденная влага кон­денсируется в виде волны серого пара. В интерье­ре может образоваться такой баланс между тем­пературой и влажностью, при котором количество водяных паров в воздухе достигает абсолютной насыщенности, предшествующей их конденсации даже при незначительном падении температуры. Это падение обеспечивается перепадом между t_B и т_в примерно в 6°С при температуре помещения 18—20°. Что в итоге? Стена «плачет», краска намо­кает и шелушится, обои коробятся, появляется черная плесень. Хуже обстоят дела с внешними углами, зона которых находится под перекрест­ным влиянием внешних низких температур. Чтобы устранить эффект переохлаждения и даже про­мерзания углов, необходимо их утеплять утолще­нием стены, пилястрами или включением в их кон­струкцию слоев теплоизолирующих материалов (см. рис. 1.4.18.7).

Зимой, с повышением изоляции помещений внутри зданий, увеличивается их влажность, сни­зить которую можно хорошо отрегулированной вентиляцией.

Благодаря повышенному давлению водяного пара в отапливаемых помещениях влага вместе с тепловым потоком проникает внутрь ограждаю­щих конструкций здания: в стены и перекрытия. В процессе движения в массиве ограждения пар до­стигает точки росы и конденсируется. Конструк­ция теряет теплоустойчивость, а накопление внут­ри нее влаги в конечном счете ведет к ее разру­шению. Чтобы предотвратить попадание влаги в конструкциях, разделяющую внешнюю и внутрен­нюю среды, в слой, ближайший к внутренней сре­де, вводится диафрагма пароизоляции. При раз­работке дизайна усадебного жилого дома это не­обходимо учитывать в конструкции цокольного и чердачного перекрытий, в мансарде. И если речь идет об утеплении стен, то материал теплоизоля­ции располагается снаружи, как и шерсть, защи­щающая животных от холода.