Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Рощинская средняя общеобразовательная школа

Научно-исследовательская работа

Выполнил:

ученик 7 класса

Заподовников Ярослав

Руководитель:

Редькина Юлия Викторовна

п.Роща

2012 г.

Содержание

1. Введение        3
2. Теоретическая часть.        4

2.1 .Строительная физика        4

2.2. Понятие о строительной климатологии.        4

2.3. Строительная теплотехника.        6

2.4. Строительная светотехника        8

2.5. Теплопроводность древесины        12

2.6.Почему деревянный дом лучше?        13

2.7.Срубы и их типы        14

3. Исследовательская часть        16

4. Заключение и рекомендации.        18

5. Список литературы        19

1. Введение

Актуальность.

В последнее время в нашей стране большими темпами возрождается деревянное домостроение.

Вот и мой родственник решил построить себе деревянный дом - избу. И сразу же возникли следующие вопросы: как правильно расположить дом на местности? Что необходимо учитывать при расположении дверей, окон и других элементов? Действительно ли из дерева лучше построить дом в наших условиях проживания? Какой способ рубки выбрать? От чего в основном зависят эксплуатационные качества деревянного здания, а следовательно и комфорт при проживании в нем? Ведь только при учете этих факторов можно будет с уверенностью сказать, что мой дом – моя крепость, которая способна защитить как от немилостей природы, так и от психологической усталости.

Предмет исследования: деревянные дома (избы).

Цель исследования: выявление основных факторов, учитывающихся при постройке жилого дома, доказательство преимущества деревянного домостроения в наших климатических условиях.

Гипотеза: эксплуатационные качества дома определяются не только размерами, отделкой, но и защищенностью от внешних воздействий.

Задачи исследования:

1) выяснить и ознакомиться с разделами физики, изучающими строение зданий;

2) теоретически рассмотреть, что необходимо учитывать при строительстве деревянного дома;

3) произвести необходимые исследования и сравнить теорию с практикой на примере построенных домов в нашем поселке;

4) проанализировать полученные результаты;

5) выдать рекомендации при строительстве дома в нашем поселке с учетом основных факторов.

Этапы исследования:

I        этап - поисковый (сентябрь-октябрь 2011 г.)

а)        подбор литературы;

б)        изучение материала;

в)        подготовка материала;

II        этап - исследовательский (ноябрь-февраль 2011-2012г.)

а)        проведение необходимых измерений;

б) проведение необходимых расчетов;

в)        обработка данных;

г) оформление,   анализ   и   описание  полученных результатов.

Методы выполнения работы:

Отбор и анализ литературы по данной теме, измерения, вычисления, сравнение, аргументация выводов.

3. Теоретическая часть.

2.1. Строительная физика.

Нельзя понимать под архитектурной наукой лишь красоту и изящество форм, пропорций и линий, искусствоведческие изыскания о закономерностях композиционных соотношений, споры о тектонической сущности форм и историю создания архитектурных шедевров, которые и стали таковыми именно потому, что создатели их понимали: выразительность архитектуры зависит от природных параметров среды.

Эксплуатационные качества зданий и отдельных помещений определяются не только их размерами, качеством отделки и т.п. Важным фактором является степень защищенности от внешних воздействий, таких как холод или излишнее тепло, атмосферные осадки, шум. Помещения должны подвергаться (или не подвергаться) определенное время воздействию прямых солнечных лучей, иметь достаточную освещенность, благоприятный акустический климат. Правильный учет этих факторов обеспечивает такое состояние искусственной среды жизнедеятельности, которое воспринимается человеком как комфортное.

Эти вопросы рассматривает строительная физика, включающая несколько направлений. Основными из них являются  строительная теплотехника (теплопередача в ограждающих конструкциях, их паро- и воздухопроницаемость, температурно-влажностный режим помещений), строительная светотехника (естественное и искусственное освещение помещений, инсоляция и солнечная радиация), строительная акустика (звукоизоляция и акустика помещений). Знание этих вопросов позволяет архитектору правильно выбрать тип ограждающей конструкции, количество и величину проемов, ориентацию здания по сторонам света, форму зрительного зала, предусмотреть мероприятия по защите от шума и т.д.

2.2. Понятие о строительной климатологии.

Для территории России характерно разнообразие природно-климатических условий. Вся территория бывшего СССР для строительства делится на 4 климатических района (I – IV), каждый из которых имеет несколько подрайонов. Их общие характеристики приводятся в СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», а также в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».
Наиболее суровые климатические условия в I районе (70 % территории СССР – север и северо-восток Сибири и европейской части страны, Урал, материковые территории и прибрежные части Ледовитого океана и северных морей). Характеризуется длительным холодным периодом (7-9 месяцев в году) с низкими температурами (до –50, –60°С), сильными ветрами в прибрежных подрайонах, снежными метелями, длительной полярной ночью (севернее Полярного круга), вечной мерзлотой грунтов. Это определяет «закрытый» жизненный режим населения с более продолжительным, чем в других районах, пребыванием в помещениях, большую степень изоляции зданий от воздействий внешней среды.
II и III климатические районы (средняя полоса) характеризуются умеренным климатом с примерно равными холодным и теплым периодами с умеренными положительными и отрицательными температурами и другими климатическими показателями. Это районы наиболее населенной части страны. Жизненный режим здесь более «открытый». Взрослое население и дети во все времена года могут длительное время находиться вне зданий.

Южные районы (IV и частично III) характеризуются продолжительным теплым периодом (до 9 месяцев в году), высокими положительными летними температурами и различными особенностями микроклиматов подрайонов: приморских, жарких степных и полупустынных территорий с песчаными бурями, влажных и жарких субтропиков, горных и т.д. Здесь население широко использует различные летние помещения, дворы. Для зданий существенна защита от перегрева солнечной радиацией, резких суточных изменений температуры, излишней влажности и др.

Наиболее важными составляющими климата, которые необходимо знать, прежде чем приступать к проектированию, являются данные о следующих природно-климатических факторах:

Температура и влажность наружного воздуха. Данные об их  годовой динамике используются:

• при выборе объемно-планировочного решения здания (в холодных районах предпочтительна более компактная планировка и застройка);
• при выборе и расчете элементов ограждающих конструкций (стен, покрытий, заполнения проемов) по теплотехническим требованиям;
• при расчете систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;
• при прочностном расчете конструкций на температурные воздействия.

Господствующее направление, скорость и давление ветра учитываются:

• при расположении здания на участке для устранения интенсивного охлаждения помещений за счет воздухопроницаемости стен и окон;
• при определении конструкции и расположения окон и фонарей, обладающих обычно повышенной воздухопроницаемостью;
• при расчете аэрации помещений и территорий;
• при прочностных расчетах конструкций зданий.

Скорость ветра определяется как горизонтальная составляющая осредненной скорости воздушного потока на высоте 10-15 м от земли. При проектировании высотных сооружений следует учитывать увеличение скорости ветра по высоте.
Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда перемещается воздушный поток.

Средняя скорость ветра по направлениям горизонта и повторяемость направлений ветра в (%) – основные характеристики ветра на территории застройки. В процессе проектирования часто пользуются графическим изображением характеристик ветра в виде специальной диаграммы – «розы ветров», на которой приводятся данные о повторяемости и скорости ветра на данной местности за определенный период.
Количество осадков в летнее и зимнее время года. Эти данные необходимы:

• при проектировании расположения здания на участке, с целью устранения большого снегообразования на территории и крыше;
• при выборе формы и расположения фонарей, не способствующих задерживанию снега на крыше;
• при проектировании карнизов и водостоков для быстрого удаления ливневых и талых вод;
• при разработке способов удаления снега с крыши;
• при выборе облицовки фасада здания, заполнения проемов с учетом их водостойкости (в Дальневосточном Приморье количество осадков, выпадающих на вертикальные поверхности, может в 3 раза превышать выпадение на горизонтальные поверхности – «косые» дожди);
• при прочностных расчетах конструкций. Плотность снега (140-360 кг/м3) зависит от высоты снежного покрова, продолжительности его залегания, скорости ветра, температуры воздуха. Существенно увеличивают плотность временные периоды с положительными температурами воздуха.

2.3. Строительная теплотехника. 

Оптимальное состояние воздушной среды помещения по параметрам температуры, влажности и чистоты обеспечивается комплексом мер: расположением здания в застройке, соответствием его объемно-планировочного решения природно-климатическим условиям, системами отопления, вентиляции и кондиционирования и выбором конструкции наружных ограждений, обеспечивающих необходимую теплозащиту помещений. Последнее выполняется методами строительной теплотехники.

Строительная теплотехника базируется на общей теории теплообменных и массообменных процессов. Наружные ограждающие конструкции рассматриваются в этих процессах как открытые системы, обменивающиеся с внешней средой тепловой энергией (теплообмен) и веществом (влаго- и воздухообмен).
При проектировании зданий решаются следующие теплотехнические задачи:

• Обеспечение необходимого уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций зимой.
• Обеспечение на внутренней поверхности ограждения уровня температур, не позволяющего образовываться конденсату.
• Обеспечение теплоустойчивости ограждения в летние месяцы.
• Создание осушающего влажностного режима наружных ограждений.
• Ограничение воздухопроницаемости ограждающих конструкций.

Теплопередача в ограждающих конструкциях

Необходимым условием теплопередачи в любой среде является разность температур в различных точках среды. Тепловая энергия распространяется при этом от точек с более высокой температурой к точкам с более низкой. Наружные ограждающие конструкции разделяют среды с различными температурами, что и вызывает процессы теплопередачи в них.

Различают три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Так как большинство строительных материалов являются капиллярно-пористыми телами, в них возможны все виды теплопередачи. Однако в практических расчетах обычно считают, что теплопередача внутри строительных материалов происходит по законам теплопроводности. Теплопередача конвекцией и излучением происходит в воздушных прослойках и у поверхностей конструкций на границах с наружным и внутренним воздухом.

Реальные ограждающие конструкции обычно неоднородны в теплотехническом отношении, так как в них имеются проемы, углы, стыки, теплопроводные включения.
Например, температура в наружном углу стены значительно (на 4-7 °С) ниже температуры внутренней поверхности участка стены, удаленного от угла. Это объясняется тем, что площадь тепловосприятия значительно меньше площади теплоотдачи с одной стороны, и понижением коэффициента тепловосприятия (из-за уменьшения лучистого теплообмена и ослабления конвекционных токов воздуха) с другой. Такое понижение температуры может привести к появлению сырости в углах. Для предупреждения этого требуется дополнительное утепление или размещение в углах стояков отопления.

Температура на таких участках изменяется не только по толщине конструкции, но также по ее длине или высоте, то есть изменение не является одномерным.
Еще одним свойством, характеризующим теплотехнические качества конструкции, является ее воздухопроницаемость. Проникновение (фильтрация) воздуха через ограждение возникает вследствие разницы давлений теплого и холодного воздуха (тепловой напор), а также в результате ветрового напора.

Воздухопроницаемость материалов характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости, который определяет количество воздуха в кг, проходящего через 1 м2 материала толщиной 1 м в течение единицы времени при разницы давлений в 1 Па - i [кг/м×ч×Па].

Влажностный режим ограждающих конструкций

С повышением влажности материалов возрастает их теплопроводность. Это приводит к понижению сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Для сохранения их теплозащитных свойств следует предусматривать меры по предотвращению возможного увлажнения.
Вообще повышение влажности конструкций нежелательно по многим причинам. С гигиенической точки зрения влажные конструкции – источник повышения влажности в помещениях, что отрицательно сказывается на самочувствии людей. Увлажненные материалы представляют собой благоприятную среду для развития микроорганизмов, что вызывает ряд заболеваний. С технической точки зрения влажные материалы быстро разрушаются из-за расширения влаги при замерзании в порах и капиллярах, коррозии (окисление металла, выщелачивание извести из растворов), биологических процессов.

Причины появления влаги в конструкциях

Строительная влага обусловлена мокрыми процессами при производстве строительных конструкций (кладка из кирпича на строительных растворах, тепловлажностная обработка железобетонных изделий). В правильно запроектированных конструкциях эта влага устанавливается в допустимых пределах в течение первых лет эксплуатации здания.
Грунтовая влага проникает в конструкцию в результате капиллярного подсоса при нарушении гидроизоляции. В зависимости от структуры материала капиллярная влага может подниматься на высоту 2,5-10 м.
Атмосферная влага в виде косых дождей при ветре или инея, выпадающих на наружной поверхности увлажняет конструкцию на глубину нескольких сантиметров.
Эксплуатационная влага увлажняет примыкающие к полу части стен при мытье полов, при проливе технологических жидкостей.
Последние три вида увлажнения конструкций можно устранить или резко сократить конструктивными мерами.
Гигроскопическая влага – следствие сорбционного свойства капиллярно-пористых материалов поглощать влагу из воздуха (гигроскопичность). Степень гигроскопического увлажнения предопределяется температурно-влажностным режимом окружающей среды. У ограждающих конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, гигроскопичность материалов повышается в 4-5 раз за счет повышения содержания водорастворимых соединений.
Конденсационная влага вызывается отклонениями температурно-влажностных параметров воздушной среды помещений и чаще всего является причиной переувлажнения конструкции. Конденсация влаги может происходить как на поверхности конструкции, так и в ее толще в процессе диффузии водяного пара.
Гигроскопическое и конденсационное увлажнения могут быть стабилизированы рациональным конструированием ограждения на основе теплотехнических расчетов.

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество влаги в виде паров. Количество влаги в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха, называется абсолютной влажностью f [г/м3]. Для расчетов удобнее оценивать количество водяного пара в единицах давления. С этой целью используется парциальное давление водяного пара e [Па] или [мм. рт. ст.], называемое действительной упругостью водяного пара.
Действительная упругость увеличивается с повышением абсолютной влажности воздуха, но не может возрастать беспредельно. При определенной температуре и барометрическом давлении воздуха имеет место предельное значение абсолютной влажности воздуха F [г/м3], соответствующее полному насыщению воздуха водяным паром. Далее влажность при тех же условиях повышаться не может. Этому значению соответствует максимальная упругость водяного пара E [Па] или [мм. рт. ст.], называемая также давлением насыщения водяного пара.
С повышением температуры воздуха предельные значения влажности (E и F) увеличиваются, следовательно, абсолютная влажность f и парциальное давление е не дают представления о степени насыщения воздуха влагой, если не указана его температура.

Относительная влажность определяет:

• интенсивность испарения влаги с увлажненных поверхностей (в частности, с поверхности человеческого тела);
• процесс поглощения влаги строительными материалами (процесс сорбции);
• процесс конденсации влаги в воздухе и на поверхности конструкций.

2.4. Строительная светотехника

Корбюзье ставил солнце на первое место среди материалов и средств, с которыми имеет дело архитектор.

Задачи строительной светотехники

Свет играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека. Он участвует в обеспечении нормального психофизиологического состояния человека; создает освещение рабочего места, обеспечивая возможность выполнения каких-либо работ; естественный свет обладает оздоровительными и бактерицидными свойствами. Ритм естественного света диктует образ жизни людей. Естественное и искусственное освещение влияют также на архитектурно-художественные качества зданий.
Наряду с этим освещение требует существенных затрат: высокая стоимость остекления (и источников искусственного света), затраты на очистку и ремонт световых проемов, теплопотери через них приводили к тому, что иногда производственные здания (а в некоторых странах даже школы) строились без естественного света.
В этой связи основной задачей строительной светотехники является исследование условий, определяющих создание оптимального светового режима в помещениях и разработка архитектурных и конструктивных мероприятий, обеспечивающих этот режим.
Освещение помещений может быть

• естественным, источниками которого являются прямой, рассеянный (диффузный) и отраженный солнечный свет;
• искусственным (источник – электрические лампы накаливания, люминесцентные, ртутные, ксеноновые и др.);
• и совмещенным, когда помещение одновременно освещается естественными и искусственными источниками.

Оптимальный световой режим в помещениях достигается

• правильным учетом светового климата места строительства;
• правильным выбором размеров, формы и цветовой отделки помещений;
• правильным выбором формы, размеров и положения световых проемов;
• правильным размещением и выбором мощности и спектра излучения искусственных источников света.

В понятие оптимального светового режима помещения включаются:

• обеспечение требуемого уровня освещенности рабочих мест;
• равномерность освещенности;
• устранение направленного прямого и отраженного света, слепящего людей;
• обеспечение достаточной яркости окружающего пространства за счет уровня освещенности и цветовой отделки интерьера.

Задачи по проектированию освещения помещений решаются совместно архитекторами, инженерами-строителями и инженерами-светотехниками.

Естественное освещение

Естественное освещение должны, как правило, иметь помещения с постоянным пребыванием людей. Без естественного освещения допускается проектировать помещения, утвержденные соответствующими нормативными документами, а также помещения, размещение которых допускается в подвальных и цокольных этажах.
Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное. Боковое освещение может быть односторонним и двухсторонним.
Освещенность в помещении может осуществляться за счет прямого рассеянного (диффузного) света небосвода и за счет света, отраженного от внутренних поверхностей помещения, противостоящих зданий и прилегающей к зданию поверхности. Освещение может также осуществляться только отраженным светом.

Базовые светотехнические понятия и законы

Для нормирования естественной освещенности в помещениях абсолютные величины освещенности применять нецелесообразно. Наружная, а соответственно и внутренняя, освещенности постоянно меняются. Кроме того, человек оценивает освещенность не столько по абсолютной величине, сколько по сравнительным уровням яркости предметов и поверхностей. Так для оценки естественной освещенности характерно сравнение яркостей внутренних поверхностей с яркостью внешнего пространства, видимого через световой проем.

Инсоляция помещений и территорий. Солнцезащита

Инсоляция и ее нормирование

Инсоляция – облучение прямыми солнечными лучами – имеет большое оздоровительное значение. Световое и ультрафиолетовое облучение оказывают укрепляющее воздействие на человека и бактерицидное на микроорганизмы. Поэтому нормы проектирования регламентируют минимальную продолжительность инсоляции помещений и территорий. Расчеты инсоляции являются обязательным разделом в составе предпроектной и проектной документации.

Нормирование инсоляции помещений

Продолжительность инсоляции регламентируется в: жилых зданиях; детских дошкольных учреждениях; учебных учреждениях общеобразовательных, начального, среднего, дополнительного и профессионального образования, школах-интернатах, детских домах и т.п.; лечебно-профилактических, санаторно-оздоровительных и курортных учреждениях; учреждениях социального обеспечения (домах-интернатах для инвалидов и престарелых, хосписах и т.п.).

Нормируемая продолжительность непрерывной инсоляции для помещений жилых и общественных зданий устанавливается дифференцированно в зависимости от типа квартир, функционального назначения помещений, планировочных зон города, географической широты – для зон:

северной (севернее 58° с. ш.) - не менее 2,5 ч в день с 22 апреля по 22 августа;
центральной (58° с. ш. - 48° с. ш.) - не менее 2 ч в день с 22 марта по 22 сентября;
южной (южнее 48° с. ш.) - не менее 1,5 ч в день с 22 февраля по 22 октября.
Жилые здания:

В жилых зданиях нормативная продолжительность инсоляции должна быть обеспечена: в одно-, двух- и трехкомнатных квартирах – не менее чем в одной комнате, в четырехкомнатных и более – не менее чем в двух комнатах. В общежитиях – не менее чем в 60 % жилых комнат.

Допускается прерывистость инсоляции, но при этом продолжительность одного из периодов должна составлять не менее 1 часа, а общая продолжительность должна превышать нормативную на 0,5 часа.

Нормы допускают снижение продолжительности инсоляции на 0,5 ч для северной и центральной зон в двухкомнатных и трехкомнатных квартирах, где инсолируется не менее двух комнат; в четырехкомнатных и более, где инсолируется не менее трех комнат; а также при реконструкции жилой застройки, расположенной в центральной, исторической зонах городов, определенных их генеральными планами развития.
Общественные здания:

Нормируемая продолжительность инсоляции устанавливается в основных функциональных помещениях указанных выше общественных зданий. К таким помещениям относятся:

в детских дошкольных учреждениях - групповые, игровые, изоляторы и палаты;
в учебных зданиях - классы и учебные кабинеты;

в лечебно-профилактических учреждениях - палаты (не менее 60 % общей численности);
в учреждениях социального обеспечения - палаты, изоляторы.

В зданиях комбинированного назначения (детских домах, домах ребенка, школах-интернатах, лесных школах, школах-санаториях и т. п.) инсоляция нормируется в помещениях функционального назначения аналогичного перечисленным выше.
Инсоляция не требуется в патологоанатомических отделениях; операционных, реанимационных залах больниц, вивариев, ветлечебниц; химических лабораториях; выставочных залах музеев; книгохранилищах и архивах.
Допускается отсутствие инсоляции в учебных кабинетах информатики, физики, химии, рисования и черчения.

Нормирование инсоляции территорий

На территориях детских игровых площадок, спортивных площадок жилых домов; групповых площадок дошкольных учреждений; спортивной зоны, зоны отдыха общеобразовательных школ и школ-интернатов; зоны отдыха ЛПУ стационарного типа продолжительность инсоляции должна составлять не менее 3 ч на 50 % площади участка независимо от географической широты.

Вредные последствия инсоляции и их предотвращение

Инсоляции могут сопутствовать перегрев помещений вследствие избытка тепловой радиации и утомляющее действие солнечных лучей из-за блесткости ограждающих конструкций и оборудования. Поэтому в ряде случаев инсоляция не допускается (книгохранилища, горячие цехи, помещения для приготовления и хранения пищи) или должна быть ограничена. СНиП «Общественные здания» устанавливает, например, что ориентация окон помещений операционных и реанимационных залов должна приниматься на север, северо-восток и северо-запад, что позволяет легче создать оптимальный микроклимат в этих помещениях.

Важнейшими средствами борьбы с избыточной инсоляцией являются:

• уменьшение площади светопроемов;
• объемно-планировочные решения зданий;
• средства озеленения (для одно-, двухэтажных зданий);
• правильная ориентация зданий по сторонам света;
• применение вентилируемых ограждающих конструкций (от перегрева);
• применение солнцезащитных устройств.

Нормы проектирования жилых зданий определяют, что в районах со средней температурой июля 21 °С и выше световые проемы в жилых комнатах и кухнях, ориентированные в секторе горизонта 200-290°, должны быть оборудованы наружной регулируемой солнцезащитой.

Для общественных зданий, располагаемых в тех же районах, в помещениях с постоянным пребыванием людей и в помещениях, где по технологическим или гигиеническим требованиям не допускается проникновение солнечных лучей или перегрев помещения, оборудуются солнцезащитой проемы, ориентированные в пределах сектора 130-315°.

Основными требованиями к солнцезащитным приспособлениям являются:

• ограничение инсоляции помещения в заданные часы в определенный период года;
• максимум светоотражения и светорассеивания;
• минимальная теплоемкость;
• обеспечение циркуляции воздуха по горизонтали и вертикали параллельно плоскости стены.

2.5. Теплопроводность древесины.

Мы все знакомы с относительной теплопроводностью дерева. Вернее будет сказать, с его не-теплопроводностью, поскольку дерево знаменито своими качествами теплоизоляции, а не теплопроводности. Образ «тёплого» дерева вполне объясним с точки зрения теории теплопроводности. Ощущение теплоты или холода зависит не только от температуры предмета, к которому мы прикасаемся, но и от скорости, с которой он передаёт или отбирает тепло нашей кожи. К примеру, если вы касаетесь холодного металла, то он отбирает тепло в сотни раз быстрее, чем холодное дерево. Хотя их температура и одинакова, ваши ощущения таковы: дерево теплее. Именно поэтому в течение многих столетий дерево используют в качестве материала для изготовления ружейного ложа, сидений и рукояток инструмента. Сравнительные значения теплопроводности различных материалов приведены в таблице:

 Приблизительные термические свойства различных материалов

* К – коэффициент теплопроводности (выраженный как количество BTU, проходящих через материал в час, на дюйм толщины, на квадратный фут поверхности, на разницу в градусах температуры по Фаренгейту между тёплой и холодной стороной.

** R =1/К – тепловое сопротивление материала, представляет собой теплоизоляционное качество материала

Очевидно, что чем выше значение R, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Приведённые в таблице значения для дерева показывают разницу между свойствами различных пород в сухом виде. Вообще, теплопроводность дерева зависит от его плотности и уровня влажности следующим образом:

К = S ( 1,39 + 0.028 MC ) + 0.165

где К – коэффициент теплопроводности, S – плотность, а МС – уровень влажности в %. Т.е. увеличение плотности и уровня влажности ведёт к повышению теплопроводности, или к потере теплоизоляционных качеств.

Для большинства хвойных пород, применяемых в строительстве, значение К будет равно или чуть меньше 1, а значение R чуть больше 1. Например, для еловой доски с плотностью 0.40 и средним уровнем влажности в 10 %,

К = 0.40 ( 1.39 + 0.028 х 10 ) + 0.165 = 0.833

Принимая во внимание критическое состояние наших энергетических ресурсов, понятно, что потеря тепла в зданиях и сооружениях – серьёзная забота. Из данных, приведённых в таблице, отчётливо видно, что дерево – лучший теплоизолятор, чем другие строительные материалы. Оно в семь раз эффективней бетона, в 300 раз эффективней стали и в 1400 раз эффективней алюминия той же толщины. Хотя материалы, производимые специально для теплоизоляции (стекловата, минеральная вата, пенополиуретановая пена и т.п.) и превосходят дерево по своим свойствам в три-четыре раза, во многих случаях, особенно там, где требуются прочность, красота и теплоизоляция, дерево остаётся приемлемым компромиссом и логическим выбором.

Значение К для воды составляет 4, а для льда –15, из чего можно сделать вывод, что для того, чтобы сохранить теплоизолирующий потенциал, дерево и другие материалы необходимо поддерживать в сухом состоянии.

2.6. Почему деревянный дом лучше?

Во-первых, деревянный дом – это здоровая атмосфера. Ведь отделка в таком доме будет соответствующая – натуральное дерево, тогда как в каменном доме строители применяют пластик во всех его видах, от окон до напольных покрытий.

Во-вторых, касаясь вопроса престижа, деревянный дом престижнее, просто включите телевизор и посмотрите, в каких домах живут известные люди. В-третьих, в сравнении с кирпичом, клееный брус вообще великолепен. Например, кирпичная кладка толщиной 380 мм. снижает уровень шума на 6,5 дБа (силикатный), 7 дБа (керамический), а клееный брус такой же толщины из сосны – на 65 дБа. То есть, снижает уровень шума примерно в 10 раз эффективнее кирпича!!!

В-четвертых, содержание деревянного дома обойдется дешевле за счет: обновления внутренней отделки (она минимальна), экономии на отоплении (теплопроводность дерева намного ниже, следовательно, теплопотери тоже). Насколько меньше теплопотери в деревянном доме, хорошо иллюстрирует следующая формула: qт = λ/δ*(τ1 - τ2), где δ - толщина стенки, м; λ - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м*°С); τ1, τ2 - значение температуры соответственно на поверхностях стенки 1 и 2, °С.

Коэффициент теплопроводности древесины составляет 0,18 Вт/м °C, коэффициент теплопроводности кирпичной кладки - 0,76 Вт/м °C. При одинаковой разнице температур потери тепла через 1 м2 кирпичной стены толщиной в 0,5 м больше потерь через ту же площадь деревянной стены толщиной в 0,2 м примерно в 1,5 раза.

Единственный материал, сравнимый с деревом по тепло- и звукоизоляции – пенобетон, но поддерживать оптимальный режим воздухо- влагообмена не может и он. Почему, спросите Вы, ведь производители заявляют, что может. Дело в том, что помещения из пенобетона, как и из любого другого искусственного камня, нуждаются во внутренней отделке, как правило, это штукатурка с последующей шпаклевкой и оклейкой обоями, либо покраской. Все эти слои отделочных материалов служат препятствиями для эффективного влагообмена. И еще, несмотря на все свои хорошие качества, пенобетон нуждается в защите от атмосферных воздействий – внешней отделке, иначе он потеряет прочность.

Подводя итог всему сказанному, нарисуем таблицу сравнений строительных материалов по различным характеристикам.

2.7. Срубы и их типы.

Сегодня словом «сруб» называют деревянное строение, будь то баня, дом или веранда. Само название, как нельзя лучше отображает строительную технологию, предполагающую использование бревен, уложенных и связанных между собой особым способом.

Различают срубы двух основных типов: «в чашу», «в лапу».

Сруб «в чашу» - на ранее заготовленных брёвнах прорезают специальные «чаши» в которые, при соединении, кладут другое бревно. Строить начинают снизу-вверх. При этом концы брёвен обязательно выходят за стену строения, что оставляет некоторую часть материала неизрасходованной. Сруб «в чашу» считается наиболее надёжным с точки зрения утепления помещения. Брёвна достаточно плотно прилегают друг к другу, что практически не оставляет зазоров. В холодное время года преимущество такого типа сруба очевидно.

Сруб «в лапу» - такой тип соединения присущ ручной рубке и обработке дерева. Сруб «в лапу» выгоден с точки зрения экономии (бревна не выходят за пределы стены, древесный материал полностью израсходован) и совершенно не надёжен в период холодов. Углы брёвен легко подвергаются воздействию влаги, а соединения брёвен рассыхаются. Избежать этого можно при помощи утепления древесного материала и своевременной «подклинки» брёвен.

4. Исследовательская часть

1.  Рассмотрев общие характеристики, которые приводятся в СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», а также в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», выяснил, что вся территория России для строительства делится на 4 климатических района. Изучив и проанализировав необходимую литературу, измеряя и высчитывая среднюю суточную температуру воздуха в течение года, я выяснил, что наша местность относится к I климатическому району, подрайону В, который характеризуется длительным холодным периодом, с низкими температурами, снежными метелями.

2. Это определяет в большей степени «закрытый» жизненный режим населения с более продолжительным пребыванием в помещениях. Поэтому важно для строительства выбирать более теплоудерживающий материал. И древесина подходит как нельзя кстати.
3. Также, сделав запрос в метеостанции г.Уяра о господствующем направлении ветра, можно сделать вывод, что дом ориентировать на нашей местности с учетом ветра необходимо так, чтобы помещения с пониженной температурой (коридоры, кладовые и т.п.) располагались в северной и юго-западной части дома. Все данные отражены в нижеследующей таблице.

Сравнивая теплопроводность, звукоизоляцию, морозоустойчивость дерева других популярных в строительстве веществ,

пришел к выводу, что все-таки дерево – более надежный и качественный материал для строительства.

В нашем посёлке я выбрал пять домов из пиленого бруса (попросту - изб) и один самый старый дом в с.Никольское , и исследовал их на учет основных факторов при постройке (ориентацию по сторонам света, расположение холодных помещений, размер и расположение окон, способ рубки и т.д.). Оказалось, что данные факторы при постройке были учтены, и поэтому не стоит удивляться, что не смотря на их почтенный возраст (от 50 до 100 лет) они до сих пор отлично выполняют свои функции.

5. Заключение.

Проведя данную исследовательскую работу, можно сделать следующие выводы:

При постройке дома необходимо учитывать:

•  климатические условия;
•  теплозащиту ограждающих конструкций;
•  морозостойкость ограждающих конструкций;
•  влагообмен ограждающих конструкций;
•  звукоизоляцию ограждающих конструкций;
•  способ рубки при деревянном домостроении;
•  ориентацию здания по сторонам света с учетом господствующего направления ветра;
•  расположение окон с учетом господствующего направления ветра;

Исходя из этого, можно выдать следующие рекомендации для строительства на нашей местности:

1. Дерево отлично подходит по своим качествам для постройки дома в нашей местности;

2. Предпочитать лучше способ рубки «в чашу»;

3. В нашем поселке (и в районе) помещения с пониженной температурой (коридоры, веранды, кладовые) располагать в части здания, обращенной на север или юго-запад;

4. Дом лучше строить «шире и ниже», чем «уже и выше» в целях сохранности тепла;

5. Согласно СНиП «Строительной светотехники» окна по площади не должны превышать 18% площади стены.

5. Литература

1. http://www.woodera.ru/4/promo.html

2. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»

3. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

4. http://www.sdelaemsami.ru/stroymat04.html

5.http://www.drevojisni.ucoz.ru/blog/chto_vlijaet_na_dolgovechnost_stroitelnogo_sooruzhenija/2011-03-02-4

6. http://www.stroycom-invest.ru/pljusy_i_minusy_srubov.html

7. http://www.dom4all.ru/article/1/249.html

8. http://www.skazka-dom.ru/russianrubka.php

9. http://rodimich.ru/index.php/remesla/stroitelstvo/128-russkaya-izba.html