Зимой в помещении обычно теплее, чем на улице. И чем теплее дом, тем уютнее мы себя чувствуем.

Почему?

Температура тела человека выше температуры воздуха в помещении, поэтому мы постоянно теряем какое-то количество тепла в процессе теплообмена. Температура воздуха 18…20 ^оС наиболее благоприятна для человека. Если воздух нагревается выше 20 ^оС, то организм человека охлаждает себя благодаря интенсивному испарению воды, выделяя пот. При более низкой температуре потери тепла человеком увеличиваются за счет излучения, и чем ниже температура, тем интенсивнее человек отдает внутреннее тепло.

Теплообмен человека в помещении происходит, в первую очередь, с более холодными предметами - стенами и окнами, и чем ниже их температура, тем быстрее теплоизлучение может привести к переохлаждению.

Для исключения переохлаждения организма необходимо, чтобы температура на поверхности стены и окна не опускалась ниже оптимальной величины. Оптимальной считается температура, которая отличается от температуры воздуха внутри помещения не более чем на 6 ^оС. При таком перепаде температур отсутствует, обусловленный конвективными потоками, «эффект сквозняка», другими словами, мы не чувствуем движения воздуха, т.к. это движение находится за пределами нашей чувствительности. Это означает, что при температуре воздуха в помещении 20 ^оС, оптимальной, т.е. «комфортной», будет температура стены или окна не ниже 14 ^оС.

Кроме требований к температуре поверхности стекла, нужно помнить, что в воздухе всегда содержится некоторое количество влаги.

Она выделяется:

во время приготовления пищи и мытья посуды – около 2,5 кг в сутки,
при мытье полов – 0,15 кг/м²,
а также комнатными растениями и цветами – 0,83 кг в сутки каждым растением,
во время сна у человека испаряется 45 г влаги каждый час,
а при физической нагрузке – 250 г/час.

Влага в воздухе находится в виде пара, и её количество определяет влажность воздуха. Чем больше влаги находится в 1 м³ воздуха, тем больше его влажность. Однако воздух не может насыщаться влагой беспредельно, а только до определенной степени.


Влагосодержание воздуха


Из таблицы следует, что чем теплее воздух, тем больше в нем содержится влаги.

Но, при охлаждении воздуха избыточная влага выпадает из него в виде мелких капель. Например, если воздух, имеющий температуру 16 ^оС и содержащий 9,48 г/м³ влаги начать охлаждать, то при температуре 10 ^оС он будет насыщен влагой максимально, т.е. его относительная влажность достигнет 100%, и при дальнейшем понижении температуры из него начнет выпадать влага -  конденсат.

Температура, при которой начинает образовываться конденсат, называется точкой росы. Если воздух охлаждать ниже температуры точки росы, то лишнее количество влаги конденсируется на различных предметах.

Обычно воздух внутри помещения содержит влаги меньше максимально возможного значения, т.е. имеет относительную влажность менее 100%.

При температуре 20 ^оС и относительной влажности 55% в воздухе содержится 9,48 г/м³ влаги. Если температура на поверхности стекла будет меньше 10 ^оС, то относительная влажность воздуха вблизи поверхности стекла повысится до 100% и на стекло начнет выпадать конденсат.

Количество оседающей на стекле влаги зависит от температуры стекла и относительной влажности воздуха.

При температуре воздуха 20 ^оС и его относительной влажности 90% осаждение влаги на поверхности стекла начинается уже при температуре её поверхности 18,3 ^оС.

Наиболее благоприятной для человека является относительная влажность воздуха, равная 55%.

Если относительная влажность воздуха будет выше 55%, то это затрудняет выделение пота, и мы начинаем испытывать дискомфорт. Слишком сухой воздух также нежелателен, он вызывает пересыхание слизистой оболочки горла и носа.

Все эти требования диктуются санитарно-гигиеническими нормами, которые определяют параметры воздушной среды – температуру и относительную влажность внутри помещения.

При проектировании окна и определении площади остекления архитекторы (до появления энергосберегающего стекла) выбирали оптимальный вариант, при котором уже обеспечивается достаточная, естественная освещенность помещения, а тепловые потери не приводят к созданию теплового дискомфорта из-за переохлаждения части тела, обращенной к окну. Считалось, что соотношение между площадью остекленных поверхностей и площадью пола помещения должно быть не более 1 : 4,5 и не менее 1 : 8. Данные пропорции обусловлены тем, что сопротивление теплопередаче обычного окна в несколько раз меньше сопротивления теплопередаче глухой стены. Поэтому окна, если они большие, являются основным источником потерь тепла в помещении.

Какое же сопротивление теплопередаче окна достаточно для создания теплового комфорта?



















Анализ диаграммы позволяет сделать следующие выводы:

• Оптимальное сопротивление теплопередаче окна, с точки зрения теплового комфорта - это R = 0,9 м²•^оС/Вт..

• Если принять, что зимой температура воздуха снаружи не будет опускаться ниже пяти градусов мороза, то можно устанавливать окна с сопротивлением теплопередаче R = 0,6 м²•^оС/Вт.

На следующем графике представлена температура точки росы в зависимости от сопротивления теплопередаче стеклопакета, когда температура снаружи опускается до минус 20 ^оС.





















Из представленного графика видно, что у окна с сопротивлением теплопередаче R = 0,5 м²•^оС/Вт (уже при снижении температуры ниже минус 5 ^оС) будет «плачущий вид». Т.е. при обычной влажности помещения – 55% на стекле будет оседать влага, которая потом стекает на подоконник или на пол. При сопротивлении теплопередаче R = 0,9 м²•^оС/Вт влага на стекле может появиться только при влажности помещения 68,4%. При обычной влажности (55%) остается «сухим» и окно с  R = 0,6 м²•^оС/Вт.

Сопротивление теплопередаче окна с R ≥ 0,6 м²•^оС/Вт обеспечивает минимальные требования комфортности в помещении, при условии, что температура воздуха на улице не будет опускаться ниже минус пяти градусов Цельсия.