Теплотехника и ее применение в строительстве

Теплотехника — дисциплина, целью которой является изучение всевозможных методик получения, передачи и использования энергии тепла, а также преобразования ее в иные виды энергии, такие как механическую и электрическую.

Теплотехника в строительстве

Строительство домов и их проектирование не обходится без применения знаний и технологий строительной теплотехники.

Строительная теплотехника – это раздел строительной физики, который изучает теплопередачу, проникновение влаги и воздуха в здания, сооружения, а также занимается разработкой методик расчета перечисленных выше процессов. В ведении строительной теплотехники находится исследование тепловых свойств строительных веществ и материалов.

Научные знания и методы, полученные в результате исследований в области строительной теплотехники, позволяют при проектировании зданий рассчитывать такие параметры, как сопротивление теплопередаче, сопротивление воздухопроницанию, сопротивление паропроницанию, теплоустойчивость ограждающих конструкций, теплоусвоение поверхности полов.

Основные нормы и правила в этой области закреплены в строительной нормативной документации - СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника".

Ярким примером использования технологий теплотехники служит обогрев зданий и сооружений в холодное время года. В городах существуют системы централизованного отопления. В таких системах источниками тепла служат теплоэлектроцентрали и центральные котельные, откуда теплоноситель разносит тепло по теплотрассам до отопительных приборов конечного потребителя.

Здания, в которых организовано индивидуальное отопление, имеют собственные котельные. В некоторых случаях, например, в сельской местности, могут использоваться печи.

Эффективность работы систем отопления зданий напрямую завит от правильности расчета тепловых потерь, связанных с особенностями работы вентиляции и теплоизоляционных свойств стен. Это задача строительной теплотехники.

Основные источники тепловой энергии

1. Сжигание органических природных ресурсов. Сжигание органических природных ресурсов является в настоящее время главным источником получения энергии тепла. В мире различают три типа органических природных ресурсов, выступающих в качестве природного топлива:

1.1 твердое топливо. Одними из самых распространенных видов твердого топлива являются каменный уголь, торф, горючие сланцы;

1.2 жидкое топливо. В качестве жидкого топлива может служить нефть и различные продукты ее переработки;

1.3 газообразное топливо. Это природный газ, основным компонентом которого является метан;

2. Сжигание промышленных и бытовых отходов. Эта технология применяется со второй половины двадцатого века. Мусоросжигательные заводы позволяют избавляться от мусорных отходов и, вместе с тем, вырабатывают тепло;

3. Управляемая ядерная реакция деления. В результате ядерной реакции, которая происходит в специальных ядерных реакторах, высвобождается большое количество тепловой энергии, а материалы, поддерживающие реакцию, называются ядерным топливом;

4. Альтернативные или возобновляемые источники энергии тепла. К альтернативным источникам тепла относят энергию солнца, геотермальную энергию горячих источников планеты.

Теплоэнергетика и теплоиспользование

Энергия тепла может быть преобразована в механическую энергию, а затем, в электричество. Для этого служат различные теплосиловые установки, работающие в составе тепловых и атомных электростанций. Существуют также агрегаты, позволяющие из тепла вырабатывать электрическую энергию напрямую. Это различного рода термоэлектрические и магнитогидродинамические генераторы. Отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием тепла в другие виды энергии, называется Теплоэнергетика.

Произведенная энергия тепла может быть использована и без преобразования в другие виды энергии, например, в каком-либо технологическом процессе. Данный процесс будет определен как теплоиспользование.