Лекция №3. Влияние формы ограждения на микроклимат жилой среды обитания.
Известно, что для жизни в замкнутом жилом пространстве необходимо иметь заданные параметры воздушной среды. По СНиПам такими параметрами являются: давление, температура, влажность, скорость движения потоков воздуха и воздухообмен.
Количественные характеристики я уже приводил в предыдущем послании.
Для того, чтобы поддерживать заданные параметры люди применяют инженерные системы: отопление, вентиляция и кондиционирование.
С точки зрения молекулярной физики жилая среда обитания с заданными параметрами является системой, в которой происходят непрерывно необратимее процессы.
Эти процессы выводят систему из равновесия. И для того чтобы поддерживать равновесие в ней применяют приведенные выше инженерные системы. Именно поэтому такая система по своим исполнительным функциям является принудительно равновесной.
Для того, чтобы понять как действует система мы обратимся к прикладной физике. Только поняв физику среды обитания, мы сможем осознано проектировать форму ограждения и внутреннее пространство жилого дома для конкретных людей.
Заранее предупреждаю, что всё что мы здесь рассматриваем, известно. Я лишь пытаюсь упорядочить и конкретизировать понятие физики замкнутой среды относительно формы её ограждения.

Сначала мы рассмотрим влияние формы ограждения на температурные поля в статическом состоянии.
В качестве примера возьмём традиционный скатно-коробчатый куб.
Ниже я привожу рисунки из учебника «Строительная физика» К. Н. Фокина.
На рис. 1 и 2 показаны изотермы в наружном углу стены из однородного материала и распределение температур на внутренней поверхности наружного угла карниза. Из рисунков следует:
- В углу интенсивность конвенционных токов воздуха внутреннего пространства снижается, вследствие чего тепловосприятие уменьшается. То есть в углу имеется, так называемый, застой воздуха;
- Наружная площадь угла ограждения больше чем внутренняя площадь. По сравнению с гладью стены эта диспропорция сказывается на том, что теплоотдача выше, чем тепловосприятие;
Из этих двух уже доказанных наукой фактов следует:
- Наружная поверхность ограждения угла испытывает большее охлаждение, чем наружная поверхность глади стены;
- Температура внутренней поверхности наружного угла ограждения ниже, чем температура внутренней поверхности глади стены;
Замечу также из учебника следующее:
- Чем больше разница температур внутреннего и наружного воздуха, тем больше разница температур внутренней поверхности в углу и на глади;
- Разность температур внутренней поверхности в углу и на глади с увеличением угла ограждения будет уменьшаться. В круглых ограждениях указанная разность будет минимальной;
- Разность температур внутренней поверхности в углу и на глади уменьшается с увеличением термического сопротивления стены;
- Разность температур внутренней поверхности в углу и на глади не зависит от толщины стены, а только от термического сопротивления стены;
В целом, передача теплоты излучением в углах традиционных домов будет примерно в 2 раза меньше, чем на глади стены указанных домов.
Примечание: Гладь стены – участок стены с параллельными поверхностями, расположенный в пролёте между углами;
Из того же учебника:
Понижение температуры поверхности стены в наружном углу особенно неблагоприятно с санитарно-гигиенической точки зрения, как естественная причина отсыревания и промерзания наружных углов. Это к вопросу о микроклимате жилой среды.

Давайте рассмотрим тепловые процессы скатно-коробчатой формы ограждения при воздействии на неё ветра. На рисунке 3 дана схема этого воздействия. Заранее извиняюсь за низкое качество рисунка.
Как мы видим из рисунка определенные углы (и вообще все выступы) вызывают завихрения ветрового потока. Такие вихревые явления интенсифицируют тепловую передачу через стеновое ограждение и тепловой поток многократно возрастает. При этом изотермы сближаются между собой и перемещаются к внутренней поверхности угла. То есть, угол охлаждается, а тепло по материалу ограждения интенсивно подаётся в наружный угол.
Завихрения ската также вызывают увеличение теплоотдачи поверхности покрытия и подачу по материалу ската тепла в места завихрения. При этом сильно охлаждается чердачное пространство.
Таким образом угол, по своим функциям, становится тепловым насосом. По моим скромным расчетам теплопотери увеличиваются и при сильном ветре достигают до 30%.
При сильном ветре можно без особых проблем ощутить похолодание в деревянном доме.
Тепловые насосы значительно влияют на эксплуатационные затраты по отоплению дома.

Из сказанного видно что объекты криволинейной архитектуры в малоэтажном домостроении, не имеющих углов и выступов, имеют в энергосбережении преимущество перед скатно-коробчатыми объектами традиционной архитектуры.
КАД

Рисунок 3.
Прошу читающих высказывать своё мнение относительно содержания.
Ваши замечания учту в своих лекциях по криволинейной архитектуре.
Всем заранее спасибо!
КАД

Я думаю, что Вы правы - тепловые насосы будущее - но уже не они - ибо сознание населением использования тепловой энергии которая под ногами - этот процесс даже не начат в России. А пока топливная нищета не задавит - думать никто об энергоэффективности своего же дома не будет. Думаю и у Вас есть масса своих примеров этого наплевательского отношенения к своим заработанным средствам. А вот когда наступит осознание Европа и другие придумают совершенно другое - и вектор этому задан - нана технологии - графитовые трубки - подогрев пассивного дома - солнечная радиация\свет, в любую облачность зимой. А пока мы даже обычные дома строить не умеем. Вернее сегодня важнее всего - "скорость освоения средств Заказчика"
Поэтому я формулирую все словами - доходчиво или нет - судить не мне.
История человеческой цивилизации - это история экспериментов человека со строительными материалами и конструкциями. Подбирая разнообразные их сочетания, он стремился с минимальными затратами добиться максимального эффекта.
Изменение формы здания с угловой на купольную, с целью оптимизации влияния наружного климата и достижения энергоэффективности конструкции не требует изменения площадей или объема здания - они сохраняются фиксированными. Если купол «обмять» и переформовать в параллелепипед, потеряем 25-30% пространства интерьера, а если полученную «коробку» преобразовать в 3-х гранную пирамиду – потери составят 66%. Поскольку большинство традиционных домов представляют собой комбинацию прямоугольных и треугольных форм, потери интерьерных площадей и пространств составляют у них, по сравнению с куполом, от 40 до 60%.
Купольный дом имеет сотни вариантов пластики поверхностей, которые достигаются без какой-либо дополнительной декоративной обработки, удорожающей строительство - путем меридионально-кольцевого членения осесимметричных поверхностей.
Положительное соотношение площади к объему дает изумительную термальную характеристику куполам. Площадь поверхности подверженной влиянию окружающей среды имеет намного больше влияния на энергетическую эффективность дома, чем качество замазки в швах, и толщина его стен, а теплопотери фундамента зависят не от площади пола, а от длины периметра. Это законы физики на службе купола.


Теплопотери здания находятся в прямой пропорции к его аэродинамическому сопротивлению. Ветер плавно скользит поверх и вокруг купола, создавая недостаточные завихрения и воронки, чтобы нарушить пограничный слой воздуха, который крепится к поверхности любого объекта интермолекулярной микрогравитацией. Благодаря аэродинамическому эффекту конструкции ветер огибает купол с меньшим сопротивлением.
Искривленная поверхность внутри купола способствует натуральной циркуляции воздуха и эффективному воздухообмену в помещениях. Натуральные «кольцеобразные» течения воздуха, предотвращают расслоение, и температура воздуха остается одинаковой по всему объему купола, от пола до апекса. Аэродинамический эффект конструкции экономит немалые средства на отоплении и кондиционировании.
У прямоугольного же здания очень высокая парусность. Ветер ударяется прямо в вертикальную стену, срывает теплоизолирующую прослойку воздуха, создает область высокого давления. А подветренная сторона здания в это время находится под влиянием турбулентных потоков и частичного вакуума.
Завихрения охлаждают здание, а вакуум высасывает из помещения нагретый воздух не только через щели вокруг дверей и окон, но и любые мельчайшие несовершенства конструкции на этой стороне здания. Теплый воздух, высосанный из помещения, замещается холодным, с подветренной стороны, через подобные щели, микротрещины и микропоры. Даже в современных домах совокупная площадь таких щелей и пор составляет эквивалент открытого окна. Расширяясь в помещении плотный, холодный воздух, дополнительно охлаждается за счет эффекта Берноули и превращается в сквозняк, влекомый всасыванием. Конструкция купола лишена таких сквозняков.
Положительное соотношение площади к объему – не единственная причина удивительных термальных характеристик куполов; меньший процент огороженного воздуха соприкасается с оболочкой, где происходят потери тепловой энергии, или нежелательный нагрев. Удвоение размеров купола приводит к удвоению его термоэффективности. Это законы аэро и термодинамики на службе купола.

Я хотел пару вопросов по Владику у Вас выяснить - дайте свою личку на мою malkor2010@mail.ru буду признателен

Вы знаете, я с Вами где-то соглашусь, а где-то нет!
Что Вы думаете насчёт биофизики замкнутой среды обитания дома?
Хотелось бы услышать Ваше мнение!
Я полагаю, если мы найдём истину в создании приемлемой биофизики среды, то дома будут намного полезней, чем сейчас.
В таких домах можно создавать микроклимат для детей, больных и старых и т. д. Для творческих людей!
Мне думается в таких домах люди старели бы меньше, а жили дольше.
Отсюда можно создавать бизнес, базирующийся на этой истине.
КАД
P. S.
Только не надо зацикливаться на купольных домах! Есть ведь другие формы!
КАД

Что Вы думаете насчёт биофизики замкнутой среды обитания дома?
Хотелось бы услышать Ваше мнение!
Я полагаю, если мы найдём истину в создании приемлемой биофизики среды, то дома будут намного полезней, чем сейчас.
В таких домах можно создавать микроклимат для детей, больных и старых и т. д. Для творческих людей!
Мне думается в таких домах люди старели бы меньше, а жили дольше.
Отсюда можно создавать бизнес, базирующийся на этой истине.
КАД
P. S.
Только не надо зацикливаться на купольных домах! Есть ведь другие формы!
КАД

Уважаемый Александр Давыдович!


Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность создания устойчиво функционирующих биофизических систем непрерывного биосинтеза. В таких биосистемах рабочим телом служили живые организмы, а управление режимом их функционирования осуществлялось автоматизировано по показаниям датчиков состояния организмов и среды обитания. Это позволило за сравнительно короткий срок создать автоматизированные биотехнические системы параметрически управляемого биосинтеза организмов различного уровня сложности — низших и высших фототрофов, литоавтотрофных и гетеротрофных бактерий, дрожжей, простейших, высших растений, изолированных органов и тканей, а также искусственных биоценозов и микроэкосистем.

Полученные результаты исследований продемонстрировали возможность реализации огромного потенциала генетически обусловленной программы роста и биосинтеза организмов при максимальной интенсивности, без каких-либо ограничений роста и развития. Реализованная идея параметрического управления биосинтезом позволила обосновать возможность создания реально действующей замкнутой системы жизнеобеспечения человека (СЖО). Основная цель экспериментов с использованием таких систем — изучение закономерностей функционирования биосферы. В практическом же отношении СЖО позволяют обеспечить высокое качество жизни для человека за пределами границы биосферы в космосе, а также в экстремальных условиях полярных широт, пустынь, высокогорья, подводных работ и исследований.
Созданный более 30 лет назад прототип биосферы "БИОС-3", основная идея которого заключалась в возможности поддержания длительного существования человека за счет биологически замкнутого круговорота веществ, послужил родоначальником экспериментов, проводимых с целью выяснения механизмов функционирования природных экосистем.

Основная фундаментальная цель и задача системы — изучение механизмов устойчивости биологического круговорота веществ в биосфероподобных экспериментальных системах и разработка методов управления интенсивностью и коэффициентом замкнутости круговорота.


Цивилизованному человеку для жизни требуются не только чистый воздух и вода, но и плоды цивилизации: жилища, отопление, лекарства, Интернет, автомашины, видео и т.д. Однако инфраструктура, которая это все обеспечивает, оказывает негативное влияние на биосферу и климат.

Сегодня власть/государство в РФ вычеркнуло из Закона об энергоэффективности частные жилые дома до з -х этажей. Таким образом оно вычернуло все основополагающие качественные характеристики не только ограждающих конструкций, а вообще все эффективности здания - как биокомплекса для проживания человека. Думается, это сделано ради удовлетворения личных амбиций властных фигур. Я сказал - заселю военных - и заселяет - да в такие дома, что сам там дня не проживет.

Сказала власть - выселить людей из хрущоб из трущоб - и выселяют в поселки, тендеры которые выиграли "свои" люди - и средства освоили миллиардные. Но при этом - ои строили не дома, а мины замедленного действия. Десяток лет такие халабуды простоят - дальше отгниет у них низ по всему периметру несущих конструкций. Блуждающая точка росы, сэр. Так вот исходя из этого - нашей науке занятой вопросами биофизике замкнутых систем проживания если кинут

" настоящее время институт по теме замкнутых экосистем получил поддержку европейского сообщества и намерен существенно усилить это направление, в частности, приблизить коэффициент замкнутости круговорота к ста процентам"

А мое отношение к биофизике очень даже положительное. Как положил учебник после 10 класса, так и забыл.


Это не мое. Я "зациклился" на куполах. Они уже сегодня решают все те проблемы, о которых Вы пишете.

Что Вы думаете насчёт биофизики замкнутой среды обитания дома?
Хотелось бы услышать Ваше мнение!
Я полагаю, если мы найдём истину в создании приемлемой биофизики среды, то дома будут намного полезней, чем сейчас.
В таких домах можно создавать микроклимат для детей, больных и старых и т. д. Для творческих людей!
Мне думается в таких домах люди старели бы меньше, а жили дольше.
Отсюда можно создавать бизнес, базирующийся на этой истине.
КАД
P. S.
Только не надо зацикливаться на купольных домах! Есть ведь другие формы!
КАД

Уважаемый Александр Давыдович!


Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность создания устойчиво функционирующих биофизических систем непрерывного биосинтеза. В таких биосистемах рабочим телом служили живые организмы, а управление режимом их функционирования осуществлялось автоматизировано по показаниям датчиков состояния организмов и среды обитания. Это позволило за сравнительно короткий срок создать автоматизированные биотехнические системы параметрически управляемого биосинтеза организмов различного уровня сложности — низших и высших фототрофов, литоавтотрофных и гетеротрофных бактерий, дрожжей, простейших, высших растений, изолированных органов и тканей, а также искусственных биоценозов и микроэкосистем.

Полученные результаты исследований продемонстрировали возможность реализации огромного потенциала генетически обусловленной программы роста и биосинтеза организмов при максимальной интенсивности, без каких-либо ограничений роста и развития. Реализованная идея параметрического управления биосинтезом позволила обосновать возможность создания реально действующей замкнутой системы жизнеобеспечения человека (СЖО). Основная цель экспериментов с использованием таких систем — изучение закономерностей функционирования биосферы. В практическом же отношении СЖО позволяют обеспечить высокое качество жизни для человека за пределами границы биосферы в космосе, а также в экстремальных условиях полярных широт, пустынь, высокогорья, подводных работ и исследований.
Созданный более 30 лет назад прототип биосферы "БИОС-3", основная идея которого заключалась в возможности поддержания длительного существования человека за счет биологически замкнутого круговорота веществ, послужил родоначальником экспериментов, проводимых с целью выяснения механизмов функционирования природных экосистем.

Основная фундаментальная цель и задача системы — изучение механизмов устойчивости биологического круговорота веществ в биосфероподобных экспериментальных системах и разработка методов управления интенсивностью и коэффициентом замкнутости круговорота.


Цивилизованному человеку для жизни требуются не только чистый воздух и вода, но и плоды цивилизации: жилища, отопление, лекарства, Интернет, автомашины, видео и т.д. Однако инфраструктура, которая это все обеспечивает, оказывает негативное влияние на биосферу и климат.

Сегодня власть/государство в РФ вычеркнуло из Закона об энергоэффективности частные жилые дома до з -х этажей. Таким образом оно вычернуло все основополагающие качественные характеристики не только ограждающих конструкций, а вообще все эффективности здания - как биокомплекса для проживания человека. Думается, это сделано ради удовлетворения личных амбиций властных фигур. Я сказал - заселю военных - и заселяет - да в такие дома, что сам там дня не проживет.

Сказала власть - выселить людей из хрущоб из трущоб - и выселяют в поселки, тендеры которые выиграли "свои" люди - и средства освоили миллиардные. Но при этом - ои строили не дома, а мины замедленного действия. Десяток лет такие халабуды простоят - дальше отгниет у них низ по всему периметру несущих конструкций. Блуждающая точка росы, сэр. Так вот исходя из этого - нашей науке занятой вопросами биофизике замкнутых систем проживания если кинут

" настоящее время институт по теме замкнутых экосистем получил поддержку европейского сообщества и намерен существенно усилить это направление, в частности, приблизить коэффициент замкнутости круговорота к ста процентам"

А мое отношение к биофизике очень даже положительное. Как положил учебник после 10 класса, так и забыл.


Это не мое. Я "зациклился" на куполах. Они уже сегодня решают все те проблемы, о которых Вы пишете.

Диалектика малоэтажной архитектуры.
http://jpe.ru/1/max/260610/01hg371909.jpg

Не торопитесь высказывать что-либо, пока всё не поймёте.
Если есть конструктивные замечания, выкладывайте.
Удачи всем!
КАД

Здравствуйте! Как ваши дела? как продвигается проект?

Вот всё хочу полюбопытствовать - "практик по куполам" имеет реализованные проекты? или только статья "из кирпичей"?

И ничего "страшного", что вся инфа коммерческой направленности - вы ведь тоже не альтруизьмом занимаетесь - сайт вывесили, на фабрику вон деньги собираете, НП СРО учреждаете... продвигаетесь всячески... В чем отличие вашей деятельности? Я углядываю только стремление к масштабным бюджетам (как там было - чертеж - завод - штамп- эффект масштаба -рентабельность - себестоимость)... не более.
А те, кто куполами реально стали заниматься - они себя пробуют и миссию распространения Знания помогают нести! И конечно, делая это делом своей жизни (пусть ее части) стремятся зарабатывать этим, чтоб уже не отвлекаться. Никто из ребят ничего криминального не делает - просто строят! И не стремятся объять необъятное - кому интересны замкнутые биосистемы - те сами с этим разбираются и имеют обычно технические навыки для самостоятельной постройки жилого дома... ведь это просто!
А вы, простите за прямоту, возбуждаете умы сложностями и коварством подводных камней, которые якобы подстерегают неопытного строителя... чем отталкиваете людей от самой темы. Я не имею в виду КАД с его теоретическими исследованиями, а именно ваше нагнетание страстей! Если есть что сказать про "блуждающую точку росы" - скажите! Все будут признательны! А делать из этого конкурентное преимущество - типа, я знаю про БТР, а остальные профаны - про такую простую штуку не знают... такая позиция в сообществе куполостроителей не принимается! Не задумывались почему ваше СРО все отвергли, даже при том, что я поддержал саму идею?

На форуме domesworld.ru есть вся исчерпывающая информация для желающих строить самостоятельно! И есть люди, готовые подсобить компетентным советом, основанным на опыте. Кому практику - заходите! Добро пожаловать!

Александр Давыдович - Вам в очередной раз земной поклон! Большое дело делаете! Обязательно найду время ознакомиться и выскажусь. Всех благ! Заходите тоже к нам!

Прошу прощения за долгое отсутствие.
Быт и благополучие меня стесняют в творческом плане.
Открываю некоторые основные принципы криволинейной архитектуры.
1. Реальная доступность энергоносителей заставит перейти всех к криволинейной архитектуре. Через 40-50 лет кризис углеводородных ископаемых.
2. Доступность. Основная часть населения могут без каких-либо заимствований построить недорогой купольный дом. Значит, будет реальное архитектурное творчество в криволинейном (скульптурном) строительстве.
3. Индивидуальные характеры членов семьи (жителей) предусматривают не купол, а семейство куполов в одном объекте.
Отсюда, дом будет в скульптурной форме. Именно скульптурная форма дома нейтрализует моральные противоречия в отдельно взятой семье. То есть, скульптура дома будет разъединять морально, но материально (физически) позволит жить (существовать) совместно. Это основной аргумент существования под одной "крышей".