Оболочка здания или ограждение здания — это физический разделитель между кондиционированной и некондиционированной средой здания, включая сопротивление воздуху, воде, теплу, свету и передаче шума.
Оболочка или ограждение здания представляет собой 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.
Многие функции ограждающих конструкций здания можно разделить на три категории:
Функция управления лежит в основе хорошей производительности и на практике фокусируется, в порядке важности, на контроле дождя, контроле воздуха, контроле тепла и контроле испарения.
Контроль за дождем является наиболее фундаментальным, и для достижения этой цели существует множество стратегий, а именно: идеальные барьеры, дренажные экраны и системы массового хранения.
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 противостоят проникновению стоячей воды, которое может произойти во время дождя с ветром или ледяной плотины. Обычно скатные крыши жилых домов покрываются 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 равно пропускают воду. Типами стеновых систем с точки зрения проникновения воды являются барьерные, дренажные и стены с гидроизоляцией. 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 в обычном жилищном строительстве стены часто рассматриваются как системы с герметичной поверхностью, основанные на сайдинге и подкладочном слое, который иногда называют 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. Контроль движения воздуха включает в себя поток через ограждение (сборка материалов, выполняющих эту функцию, называется системой воздушного барьера) или через компоненты самой ограждающей конструкции здания (промежуточное пространство), а также во внутреннее пространство и из него (что может значительно повлиять на изоляционные характеристики здания). Следовательно, контроль воздуха включает в себя контроль омывания ветра (прохождение холодного воздуха через изоляцию) и конвективных петель, которые представляют собой движения воздуха внутри стены или потолка, которые могут привести только к потерям тепла от 10% до 20%.
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.
Обычные меры эффективности оболочки здания включают физическую защиту от погоды и климата (комфорт), качество воздуха в помещении (гигиена и общественное здравоохранение), долговечность и энергоэффективность. Для достижения этих целей все системы ограждения здания должны включать прочную конструкцию, дренажную плоскость, воздушный барьер, тепловой барьер и могут включать пароизоляцию. Контроль влажности (например, гидроизоляция) необходим во всех климатических условиях, но холодный климат и жаркий влажный климат особенно требовательны.
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. 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. 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 располагаться в другом месте, например, на потолке. Разницу можно проиллюстрировать тем, что утепленный мансардный этаж является основным слоем терморегуляции между внутренней и внешней частью дома, тогда как вся крыша (от поверхности кровельного материала до внутренней окраски потолка) утеплена. часть ограждающей конструкции.
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. Другими типами аномалий, которые можно обнаружить, являются тепловые мостики, непрерывность изоляции и утечка воздуха, однако для этого требуется разница температур между внутренней и внешней температурой окружающей среды.