Termisk masse

Termisk masse er effektiv for å forbedre byggekomforten på ethvert sted som opplever disse typer daglige temperaturvariasjoner—både om vinteren og om sommeren.Når den brukes godt og kombinert med passiv soldesign, kan termisk masse spille en viktig rolle i store reduksjoner i energibruken i aktive varme-og kjølesystemer.Bruken av materialer med termisk masse er mest fordelaktig der det er stor forskjell i utetemperaturer fra dag til natt (eller hvor nattetemperaturene er minst 10 grader kjøligere enn termostatens settpunkt).Begrepene tungvekt og lettvekt brukes ofte til å beskrive bygninger med forskjellige termiske massestrategier, og påvirker valget av numeriske faktorer som brukes i etterfølgende beregninger for å beskrive deres termiske respons på oppvarming og oppvarming. cooling.In bygningsteknikk, bruk av dynamisk simulering beregningsmodellering programvare har tillatt for nøyaktig beregning av miljøprestasjoner i bygninger med ulike konstruksjoner og for ulike årlige klimadatasett. Dette gjør det mulig for arkitekten eller ingeniøren å utforske i detalj forholdet mellom tunge og lette konstruksjoner, samt isolasjonsnivåer, for å redusere energiforbruket for mekaniske varme-eller kjølesystemer, eller til og med fjerne behovet for slike systemer helt.

Egenskaper som kreves for god termisk massEdit

Ideelle materialer for termisk masse Er de materialene som har:

• høy spesifikk varmekapasitet,
• høy tetthet

alle faste, flytende eller gass som har masse vil ha noe termisk masse. En vanlig misforståelse er at bare betong eller jordjord har termisk masse; selv luft har termisk masse (selv om det er svært lite).

en tabell med volumetrisk varmekapasitet for byggematerialer er tilgjengelig, men merk at deres definisjon av termisk masse er litt annerledes.

bruk av termisk masse i ulike klimarediger

riktig bruk og anvendelse av termisk masse er avhengig av det rådende klimaet i et distrikt.

Temperert og kaldt temperert klimarediger

soleksponert termisk massEdit

Termisk masse er ideelt plassert inne i bygningen og ligger der Den fortsatt kan bli utsatt for lavvinklet vinterlys (via vinduer), men isolert fra varmetap. Om sommeren skal den samme termiske massen skjules fra høyere vinkel sommer sollys for å forhindre overoppheting av strukturen.

den termiske massen oppvarmes passivt av solen eller i tillegg av interne varmesystemer i løpet av dagen. Termisk energi lagret i massen slippes deretter tilbake i interiøret om natten. Det er viktig at den brukes sammen med standardprinsippene for passiv soldesign.

enhver form for termisk masse kan brukes. En betongplate fundament enten venstre eksponert eller dekket med ledende materialer, f. eks fliser, er en enkel løsning. En annen ny metode er å plassere murfasaden til et tømmerhus på innsiden (‘reverse-brick finer’). Termisk masse i denne situasjonen brukes best over et stort område i stedet for i store mengder eller tykkelser. 7.5-10 cm (3-4″) er ofte tilstrekkelig.

Siden Den viktigste kilden til termisk energi Er Solen, er forholdet mellom glass og termisk masse en viktig faktor å vurdere. Ulike formler har blitt utviklet for å bestemme dette. Som en generell regel må ytterligere soleksponert termisk masse påføres i et forhold fra 6: 1 til 8: 1 for ethvert område med solvendt (nordvendt På Den Sørlige Halvkule eller sørvendt På Den Nordlige Halvkule) glass over 7% av det totale gulvarealet. For eksempel har et 200 m2 hus med 20 m2 solvendt glass 10% av glassene etter totalt gulvareal; 6 m2 av det glasset vil kreve ekstra termisk masse. Derfor, ved å bruke forholdet 6:1 til 8:1 ovenfor, er det nødvendig med ytterligere 36-48 m2 soleksponert termisk masse. De eksakte kravene varierer fra klima til klima.

en moderne skole klasserom med naturlig ventilasjon ved å åpne vinduer og utsatt termisk masse fra en solid betonggulv bjelkelaget å kontrollere sommertemperaturer

Termisk masse for å begrense overoppheting om sommeren [rediger / rediger kilde]

Termisk masse er ideelt plassert i en bygning hvor Den er beskyttet mot direkte solforsterkning, men utsatt for bygningens beboere. Det er derfor oftest forbundet med solide betonggulvplater i naturlig ventilert eller lav-energi mekanisk ventilerte bygninger der betongbjelken blir utsatt for det okkuperte rommet.

i løpet av dagen blir varmen oppnådd fra solen, beboerne i bygningen og elektrisk belysning og utstyr, noe som fører til at lufttemperaturene i rommet øker, men denne varmen absorberes av den eksponerte betongplaten ovenfor, og begrenser dermed temperaturstigningen i rommet for å være innenfor akseptable nivåer for menneskelig termisk komfort. I tillegg absorberer den nedre overflatetemperaturen på betongplaten også strålevarme direkte fra beboerne, og drar også fordel av deres termiske komfort.

ved slutten av dagen platen har i sin tur varmet opp, og nå, som eksterne temperaturer reduseres, varmen kan frigjøres og skive avkjølt, klar for starten av neste dag. Men denne «regenerering» prosessen er bare effektiv hvis bygningen ventilasjonssystemet drives om natten for å bære bort varmen fra platen. I naturlig ventilerte bygninger er det normalt å gi automatiserte vindusåpninger for å lette denne prosessen automatisk.

Varmt, tørt klima (f. eks. ørken)Rediger

En adobe walled bygning I Santa Fe, New Mexico

dette er en klassisk bruk av termisk masse. Eksempler er adobe, rammed earth, eller kalkstein blokk hus. Dens funksjon er svært avhengig av markerte daglige temperaturvariasjoner. Veggen virker overveiende for å forsinke varmeoverføring fra utsiden til interiøret i løpet av dagen. Den høye volumetriske varmekapasiteten og tykkelsen forhindrer termisk energi i å nå den indre overflaten. Når temperaturen faller om natten, utstråler veggene termisk energi tilbake i nattehimmelen. I denne applikasjonen er det viktig at slike vegger er massive for å hindre varmeoverføring inn i interiøret.

varmt fuktig klima (f. eks. subtropisk Og tropisk)Rediger

bruken av termisk masse er den mest utfordrende i dette miljøet der nattetemperaturene forblir forhøyede. Dens bruk er først og fremst som en midlertidig kjøleribbe. Det må imidlertid være strategisk plassert for å forhindre overoppheting. Den bør plasseres i et område som ikke er direkte utsatt for solforsterkning, og gir også tilstrekkelig ventilasjon om natten for å bære bort lagret energi uten å øke indre temperaturer lenger. Hvis det skal brukes i det hele tatt, bør det brukes i fornuftige mengder og igjen ikke i store tykkelser.

Materialer som vanligvis brukes til termisk massEdit

• Vann: vann har den høyeste volumetriske varmekapasiteten av alt vanlig brukt materiale. Vanligvis plasseres den i stor beholder( r), akrylrør for eksempel i et område med direkte sollys. Det kan også brukes til å mette andre typer materiale som jord for å øke varmekapasiteten.
• Betong, teglstein og andre former for murverk: betongens termiske ledningsevne avhenger av sammensetningen og herdingsteknikken. Betong med steiner er mer termisk ledende enn betong med aske, perlit, fibre og andre isolerende aggregater. Betongens termiske masseegenskaper sparer 5-8% i årlige energikostnader sammenlignet med bartre trelast.
• Isolerte betongpaneler består av et indre lag av betong for å gi den termiske massefaktoren. Dette er isolert fra utsiden av en konvensjonell skumisolasjon og deretter dekket igjen med et ytre lag av betong. Effekten er en svært effektiv bygningsisolasjonskuvert.
• Isolerende betongformer brukes ofte til å gi termisk masse til bygningskonstruksjoner. Isolerende betongformer gir den spesifikke varmekapasiteten og massen av betong. Termisk treghet av strukturen er veldig høy fordi massen er isolert på begge sider.
• Leire murstein, adobe murstein eller mudbrick: se murstein og adobe.
• Jord, gjørme og torv: smussens varmekapasitet avhenger av dens tetthet, fuktighetsinnhold, partikkelform, temperatur og sammensetning. Tidlige nybyggere til Nebraska bygget hus med tykke vegger laget av skitt og torv fordi tre, stein, og andre byggematerialer var knappe. Den ekstreme tykkelsen på veggene ga litt isolasjon, men fungerte hovedsakelig som termisk masse, absorberte termisk energi om dagen og frigjorde den om natten. I dag bruker folk noen ganger jordbeskyttelse rundt sine hjem for samme effekt. I jordbeskyttelsen kommer den termiske massen ikke bare fra bygningens vegger, men fra den omkringliggende jorden som er i fysisk kontakt med bygningen. Dette gir en ganske konstant, modererende temperatur som reduserer varmestrømmen gjennom den tilstøtende veggen.
• Rammed earth: rammed earth gir utmerket termisk masse på grunn av sin høye tetthet og den høye spesifikke varmekapasiteten til jorda som brukes i konstruksjonen.
• Naturlig stein og stein: se stonemasonry.
• Logger brukes som byggemateriale for å skape utvendig, og kanskje også interiør, vegger av boliger. Tømmerhus skiller seg fra noen andre byggematerialer som er nevnt ovenfor fordi massivt tre har både moderat r-verdi (isolasjon) og også betydelig termisk masse. I kontrast har vann, jord, bergarter og betong alle lave r-verdier. Denne termiske massen gjør at et tømmerhus kan holde varmen bedre i kaldere vær, og bedre beholde sin kjøligere temperatur i varmere vær.
• Faseskiftematerialer

Sesongbasert energilagring [Rediger / rediger kilde]

hvis det brukes nok masse, kan det skape en sesongmessig fordel. Det vil si at det kan varme om vinteren og kjølig om sommeren. Dette kalles passiv årlig varmelagring eller PAH. PAH-systemet har blitt brukt på 7000 ft. I Colorado og i En rekke hjem I Montana. Jordskipene i New Mexico bruker passiv oppvarming og kjøling, samt bruk av resirkulerte dekk for grunnvegg som gir maksimal PAH/STES. Det har også blitt brukt med hell i STORBRITANNIA På Hockerton Housing Project.