У меня в детстве была учитель математики, которая обладала удивительной сверхспособностью – просто объяснять сложные вещи! Навряд ли я обладаю таким же даром, но в этой рубрике я очень постараюсь такую способность в себе нащупать, потому что здесь мы расскажем о физических явлениях, химических реакциях и прочих глубоко научных аспектах функционирования ограждающих конструкций. Начнем с главного. В окнах и дверях - это тепло, точнее их способность его сохранять. Именно это важно в них, потому что существует такой физический процесс как ТЕПЛОПЕРЕДАЧА - передача тепловой энергии от более горячего физического тела к менее горячему (см. слайд карусели). Подобный процесс осуществляется с помощью беспорядочно движущихся атомов, молекул, электронов. Теплопередача имеет место в окнах/дверях, стенах, потолке/крыше, в полу/фундаменте и зимой и летом. Зимой температура в помещении выше, чем на улице и соответственно тепло выходит в направлении улицы. Летом, когда помещения охлаждают с помощью кондиционеров, то теплопередача идет в направлении внутрь помещения. Таким образом, тепловые потоки пересекают ограждающие конструкции постоянно (см. в карусели потери/поступления тепла через окна). Теплопередача ограждающих конструкций является сложным процессом. Для того чтобы упростить изучение сути явлений, связанных с передачей тепла, выделяют элементарные операции: ИНДУКЦИЮ, ИЗЛУЧЕНИЕ, КОНВЕКЦИЮ.
Чтобы представить, как работает ИНДУКЦИЯ, вспомните принцип домино — одна костяшка падает на другую, и за ней по цепочке падают остальные. Когда молекула получает удар тепловой волны, она передает ее соседней и т.д. То с какой скоростью движется тепло зависит от ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (см. в карусели теплопроводность стекла, алюминия, пластика, дерева). Хорошая или плохая проводимость зависит от нескольких факторов: 1. вид и качество материала, из которого сделаны окна/двери; 2. площадь поверхности; 3. разница температур между домом и улицей. 3. толщина конструкции. В форме уравнения это выглядит следующим образом: скорость передачи тепла равна теплопроводности материала, из которого изготовлена конструкции, умноженной на площадь поверхности в контакте, умноженной на разность температур и деленной на толщину.
Поскольку в стеклопакетах воздух или инертный газ, то передача тепла происходит в т.ч. и с помощью КОНВЕКЦИИ - переноса тепла движущимися частицами жидкости или газа, обусловленный разностью температур и разной плотностью среды. Интересно, что если б стеклопакеты были вакуумные, то конвекции в них не было вовсе. Так именно вакуумную прослойку используют в термосах. Вакуумные стеклопакеты находятся в стадии научных разработок. Пока они обладают рядом недостатков: дорогостоящие, большой риск разгерметизации и хрупкость.
Также конвекцию создают и отопительные/охладительные приборы, размещенные в доме. Холодный воздух имеет плотность большую, чем теплый, и поэтому он опускается вниз, а теплый - поднимается. Именно поэтому охлаждающие устройства целесообразно располагать наверху, ближе к потолку, а отопительные приборы - внизу. Теплый/холодный воздух, соприкасаясь с поверхностью ограждающей конструкции, также передает тепло/холод. Потому подоконники на окнах должны быть по ширине такими, чтоб не перекрывать ширину радиатора под окном, т.е. не препятствовать поступлению теплого воздуха к внутреннему стеклу стеклопакета.
Наличие солнца со стороны улицы, и отопительных приборов внутри - приводят к появлению такого вида передачи тепла как ИЗЛУЧЕНИЕ - перенос тепла в виде электромагнитных волн, подразумевающий двойной переход тепловой энергии в излучение, затем обратно. Излучение является результатом процессов, происходящих внутри тела. При попадании его на другие тела наблюдается частичное ее поглощение и частичное поглощение телом. Поэтому важен цвет конструкции, потому что у тел темного цвета способность поглощать излучение значительно выше, следовательно, они сильнее нагреваются на солнце. Если белый ПВХ-профиль нагревается до 45˚С, то темный при тех же условиях – до 70˚С. Поэтому цветные ПВХ профили имеют более высокий коэффициент линейного расширения и при перепадах температур могут быть подвержены искривлению и деформации.
