Ограждение здания или ограждение здания является физическим разделителем между кондиционированной и некондиционированной средой здания , включая сопротивление воздуху, воде, теплу, [1] свету и передаче шума [2] .
Ограждающая конструкция или ограждение здания — это все элементы внешней оболочки, которые поддерживают сухую, нагретую или охлажденную внутреннюю среду и облегчают климат-контроль . Проектирование ограждающих конструкций зданий — это специализированная область архитектурной и инженерной практики, которая опирается на все области строительной науки и управления климатом в помещениях. [2]
Многие функции ограждающих конструкций здания можно разделить на три категории: [3]
Функция управления лежит в основе хорошей производительности и на практике фокусируется, в порядке важности, на контроле дождя, контроле воздуха, контроле тепла и контроле испарения. [3]
Контроль дождя является наиболее фундаментальным, и для этой цели существует множество стратегий, а именно идеальные барьеры, дренажные экраны и системы хранения/массирования. [4]
Одна из основных задач крыши – противостоять воде. Две большие категории крыш — плоские и скатные. Плоские крыши на самом деле имеют наклон до 10–15°, но построены так, чтобы противостоять проникновению стоячей воды. Скатные крыши предназначены для отвода воды, но не противодействуют проникновению стоячей воды, которое может произойти во время дождя с ветром или ледяной плотины . Обычно скатные крыши жилых домов покрывают подкладочным материалом под материалом кровельного покрытия в качестве второй линии защиты. Конструкция крыши дома также может быть вентилируемой, чтобы удалить влагу из-за протечек и конденсата.
Стены не подвергаются такому сильному воздействию воды, как крыши, но все же пропускают воду. Типами стеновых систем с точки зрения проникновения воды являются барьерные , дренажные и стены с гидроизоляцией . [5] Барьерные стены спроектированы таким образом, чтобы вода могла впитываться, но не проникать в стену, и включает в себя бетонные и некоторые каменные стены. Дренажные стены позволяют воде, которая просачивается в стену, стекать, например, из полых стен . Дренажные стены также могут быть вентилируемыми для облегчения высыхания, например, с помощью противодождевых экранов и стеновых систем для выравнивания давления. Стены с герметичной поверхностью не допускают проникновения воды на внешнюю поверхность сайдингового материала. Как правило, большинство материалов не остаются герметичными в течение длительного времени, и эта система очень ограничена, но обычное жилищное строительство часто рассматривает стены как системы с герметичной поверхностью, основанные на сайдинге и подкладочном слое, иногда называемом обшивкой дома .
Влага может проникать в подвалы через стены или пол. Гидроизоляция и дренаж подвала сохраняют стены сухими, а под полом необходим гидроизоляционный барьер.
Контроль воздушного потока важен для обеспечения качества воздуха в помещении, контроля энергопотребления, предотвращения образования конденсата (и, таким образом, обеспечения долговечности) и обеспечения комфорта. Управление движением воздуха включает поток через ограждение (сборка материалов, выполняющих эту функцию, называется системой воздушного барьера) или через компоненты самой ограждающей конструкции здания (интерстициальное пространство), а также во внутреннее пространство и из него (что может существенно повлиять на изоляционные характеристики здания ). Следовательно, контроль воздуха включает в себя контроль омывания ветра [6] (прохождение холодного воздуха через изоляцию) и конвективных петель, которые представляют собой движения воздуха внутри стены или потолка, которые могут привести только к 10–20% потерь тепла. [7]
Физические компоненты оболочки включают фундамент , крышу , стены , двери , окна , потолок и связанные с ними барьеры и изоляцию . Размеры, характеристики и совместимость материалов, процесс изготовления и детали, соединения и взаимодействия являются основными факторами, определяющими эффективность и долговечность системы ограждения здания.
Общие меры эффективности ограждающих конструкций здания включают физическую защиту от погодных условий и климата (комфорт), качество воздуха в помещении (гигиена и здоровье населения), долговечность и энергоэффективность . Для достижения этих целей все системы ограждения зданий должны включать в себя прочную конструкцию, дренажную плоскость, воздушный барьер, тепловой барьер и могут включать пароизоляцию. Контроль влажности (например, гидроизоляция ) важен во всех климатических условиях, но особенно требовательны в холодном климате и жарком и влажном климате. [8]
Герметизация воздуха может повысить энергоэффективность здания за счет минимизации количества энергии, необходимой для обогрева или охлаждения здания. Это особенно актуально для зданий с холодным климатом, где на обогрев помещений потребляется наибольшее количество энергии. [9] Испытание воздуходувной двери можно использовать для проверки качества герметичности ограждающих конструкций здания. Дымовые карандаши можно использовать для обнаружения зазоров, а для улучшения герметичности можно использовать уплотнение и уплотнение. [10] Системы HVAC могут гарантировать, что приток воздуха в здание будет адекватным, безопасным и энергоэффективным.
Тепловая оболочка или слой управления тепловым потоком является частью оболочки здания, но может находиться в другом месте, например, на потолке. Разницу можно проиллюстрировать тем, что утепленный мансардный этаж является основным слоем терморегулирования между внутренней и внешней частью дома, тогда как вся крыша (от поверхности кровельного материала до внутренней окраски потолка) утеплена. часть ограждающей конструкции. [11]
Термография ограждающих конструкций здания предполагает использование инфракрасной камеры для наблюдения за температурными аномалиями на внутренних и внешних поверхностях конструкции. Анализ инфракрасных изображений может быть полезен при выявлении проблем с влажностью, вызванных проникновением воды или межтканевой конденсацией . [12] Другими типами аномалий, которые можно обнаружить, являются тепловые мостики, целостность изоляции и утечка воздуха, однако для этого требуется разница температур между внутренней и внешней температурой окружающей среды. [13]