Тепловая инерция стен

Главной целью при выборе материалов и конструктивных решений наружных ограждений должно быть обеспечение комфортного микроклимата в помещениях. Результаты исследований специалистов в области гигиены показывают, что фактической причиной многих хронических заболеваний является неудовлетворительный или плохой микроклимат в помещениях.
Ошибочно полагать, что достаточно лишь запроектировать для помещений рекомендуемое значение U. Наряду с обеспечением необходимого воздухообмена и относительной влажности воздуха внутри помещения, очень важно также и поддержание стабильной температуры внутри помещений, не зависящей от колебаний наружной температуры. Колебания температуры внутренней поверхности стены не должны превышать 2°C, независимо от того, в каких пределах меняется в течение суток наружная температура. Опубликованные в литературных источниках результаты исследований однако же показывают, что для различных материалов наружных ограждений это колебание весьма различно и может значительно превышать 2°C. Колебание температуры обусловлено различной способностью разных материалов сохранять (аккумулировать) тепло и затем его выделять. В строительной физике для описания этого свойства материалов используется понятие удельной теплоемкости (Дж/кг•К). Наилучшие показатели теплоемкости имеет натуральное дерево, за ним следуют ячеистый бетон, керамзитовый бетон, керамический и силикатный кирпич и железобетон.
Очень существенным является также и то, как быстро наружная стена отдает сохраненное тепло, т.е. скорость её остывания. Если остывание происходит быстро, то расходы на отопление помещений увеличиваются, поскольку для поддержания необходимой внутренней температуры необходимо чаще включать отопительную систему. Вышеупомянутое свойство стеновых материалов, т.е. тепловая инерция, проиллюстрировано на рисунке 1. В качестве материала на рисунке рассматривается стена из ячеистого бетона толщиной 250 мм. На рисунке видно, что летом температура наружной поверхности стены из ячеистого бетона достигает максимума примерно в 17 часов дня. После этого стена начинает выделять накопленное тепло, в результате чего повышается внутренняя температура стены, достигая максимума через 7 часов. Как уже указывалось выше, максимальные колебания внутренней поверхности стены не должны превышать 2°C. Тепловую инерцию стены характеризует сдвиг между максимальными показателями наружной и внутренней температуры, или сдвиг фаз, который для стены из ячеистого бетона толщиной 250 мм составляет 7 часов. Вышесказанное подтверждает положительное свойство ячеистого бетона – накапливать тепло и затем выделять его в течение длительного времени.

Источник: Porenbeton Handbuch, Wisbaden 2002
Рисунок 1 Различия в наружной и внутренней температуре стены из ячеистого бетона в течение суток

В сотрудничестве с Таллиннским Техническим университетом были осуществлены измерения наружной и внутренней температур наружной стены bauroc ECOTERM 375 мм без дополнительного утепления. Замеры производились как в летний, так и в зимний период.
Результаты представлены ниже на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2 Внутренняя и наружная температуры в летний период

Рисунок 3 Внутренняя и наружная температуры в зимний период

Рисунки показывают, что характерные для Эстонии резкие колебания температуры как летом, так и зимой не вызывают изменений температуры внутренней поверхности стены. Благодаря этому в жаркие летние дни в помещениях обеспечивается приятная прохлада, а в зимний период – уютное тепло.