Теплоустойчивость помещения - его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при изменении теплового воздействия на него. Различают теплоустойчивость помещения по отношению к периодическим изменениям наружных и внутренних тепловых воздействий. По отношению к первым теплоустойчивость помещения целиком зависит от теплоустойчивости его наружных ограждений, в частности от затухания и запаздывания тепловой (температурной) волны в них. Через наружные ограждения проникают колебания тепловых потоков от среды, формирующиеся за счет колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации. Чем больше теплоустойчивость (то есть чем больше затухание тепловых волн) наружных ограждений, тем с меньшей амплитудой изменяются теплопоступления, проникающие через эти ограждения. Амплитуду колебаний теплопоступлений в помещение через последние можно считать векторной суммой колебаний теплопоступлений через каждое наружное ограждение (то есть при суммировании учитывается несовпадение во времени отдельных слагаемых).
Теплоустойчивость помещения по отношению к внутренним тепловым воздействиям проявляется в реакции на периодические изменения тепловых потоков внутри помещения. Такими изменяющимися тепловыми потоками являются, например, теплопоступления от некруглосуточно работающих технологического оборудования, освещения, систем кондиционирования микроклимата, периодически пребывающих в помещении людей, солнечной радиации, проникающей через лучепрозрачные ограждения, а также теплопоступления через наружные ограждения за счет теплопередачи и т.д.
Для сокращения нагрузок на системы поддержания микроклимата в различных условиях в большинстве случаев желательна высокая теплоустойчивость наружных ограждений по отношению к виешним тепловым воздействиям. Чтобы уменьшить колебания температуры воздуха и поверхностей помещения и тем срезать пики тепловых нагрузок на системы кондиционирования микроклимата, желательна высокая теплоустойчивость по отношению к внутренним тепловым воздействиям. В отдельных случаях увеличение теплоустойчивоети по отношению к колебаниям внутренних теплопоступлений (в совокупности с другими мероприятиями) позволяет сократить установочную мощность систем в 1,5—2 раза. Например, в жарком континентальном климате при подаче прохладного ночного воздуха настилающимися струями на теплоустойчивые стены и потолки внутренние слои этих ограждений активно охлаждаются. Днем значительная часть теплопоступлений нейтрализуется возвратом аккумулированного в ограждениях холода ночного воздуха.
Для зданий, функционирующих только в дневное время (магазины, спорт, сооружения, административные, учебные и тому подобные здания), снижения расходов теплоты на отопление можно достичь, применяя периодический режим его работы. В рабочее время в помещениях этих зданий поддерживается нормируемая температуpa, а в нерабочее — система отопления выключается полностью или частично. В результате температуpa воздуха и ограждений снижается. Перед началом следующего рабочего дня необходимо разогреть помещение. Чем больше теплоустойчивость помещения по отношению к внутренним тепловым воздействиям, тем продолжительнее и мощнее должен быть разогрев и тем меньше экономия теплоты. Поэтому при периодическом отоплении зданий рекомендуется низкая теплоустойчивость помещения по отношению к внутренним воздействиям. Например, отделка внутренних поверхностей ограждений легкими материалами (акмиграновые потолки, ковровые полы и т.п.) позволит помещению быстрее нагреваться перед рабочим днем при меньших затратах теплоты. В то же время сохраняется требование высокой теплоустойчивости ограждений по отношению к наружным воздействиям, которая предотвратит резкое остывание помещения при внезапном похолодании.
При рассмотрении вопроса о теплопередаче предполагалось, что тепловой поток, проходящий через ограждение, является стационарным, т. е. что величина его не изменяется во времени. Но такой тепловой поток может быть лишь в том случае, если температуры наружного и внутреннего воздуха также не изменяются во времени.
В действительности как наружная, так и внутренняя температура испытывают колебания в течение суток, не говоря уже о более длительных периодах.
Вследствие периодических изменений температуры воздуха к ограждениям необходимо предъявлять дополнительные теплотехнические требования помимо установленных для условий стационарного теплового потока. Эти требования сводятся к тому, чтобы обеспечить минимальные колебания температуры на внутренней поверхности ограждений в целях поддержания комфортных условий в помещениях, а также во избежание образования конденсата водяных паров на поверхности конструкций.
Колебания температуры на внутренней поверхности ограждения зависят не только от колебаний температуры внутреннего и наружного воздуха, но и от теплотехнических свойств самого ограждения. Те ограждения, которые обеспечивают меньшие колебания температуры на внутренней поверхности, называют более теплоустойчивыми.
Таким образом, под теплоустойчивостью ограждения понимают его свойство обеспечивать относительное постоянство температуры па внутренней поверхности при колебании величины теплового потока, проходящего через ограждение.
Одним из важнейших факторов, влияющих на теплоустойчивость ограждения, является теплоусвоение его поверхности. Если ограждение состоит из однородного материала, то теплоусвоение его поверхности, воспринимающей тепловой поток, измеряют коэффициентом теплоусвоения материала, который от наружной поверхности амплитуда колебаний температуры в толще ограждения будет постепенно уменьшаться, т. е. затухать. Амплитудой колебаний температуры называют величины максимального повышения или понижения температуры от ее среднего значения при колебаниях теплового потока.
Сплошная прямая линия показывает изменение температуры в ограждении. Пунктирные линии выше и ниже этой прямой обозначают границы колебаний температуры.
Расстояния по вертикали от любой точки пунктирной линии до средней сплошной линии выражают амплитуды колебаний температуры, которые по мере удаления от наружной поверхности все время уменьшаются.
Помимо уменьшения амплитуд колебания температуры, эти колебания запаздывают еще во времени по мере удаления от поверхности, воспринимающей колебание температур. Каждому моменту времени будет соответствовать своя волнообразная кривая распределения температуры в слоях ограждения, сдвинутая по отношению к предыдущей кривой.
Указанные требования удовлетворяются, если будет ограничен температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения. Такое ограничение температурного перепада и положено в основу нормирования обходимо учитывать его тепловую инерцию. Установлено, что ограждения, имеющие малую тепловую инерцию в суровые периоды зимы, промерзают, тогда как ограждения, имеющие одинаковое с ним сопротивление теплопередаче, но более массивные, не промерзают. В связи с этим ограждения, имеющие малую тепловую инерцию, необходимо рассчитывать на более низкую наружную температуру, чтобы повысить их теплозащитные качества, а ограждения с большой тепловой инерцией экономичнее рассчитывать на более высокую наружную температуру.
Таким образом, расчетную температуру наружного воздуха нужно выбирать с учетом тепловой инерции конкретного ограждения.
В формуле тепловая инерция ограждения учитывается тем, что расчетную зимнюю температуру наружного воздуха принимают для ограждений массивных равной температуре наиболее холодной пятидневки (для Москвы — 25°), а для легких ограждений — равной температуре наиболее холодных суток (для Москвы — 32 градуса). Для ограждений средней массивности принимают равной средней из указанных двух температур (для Москвы — 28,5°).
Понижение температуры в наружных углах может вызвать промерзание их. Поэтому в тонких стенах наружные углы рекомендуется утеплять, утолщая их с внутренней стороны. Ширина скашивающей плоскости должна быть 250—400 мм. Более эффективным мероприятием для повышения температуры на внутренней поверхности наружного угла является обогрев его путем установки в углу разводящего стояка центрального отопления.
