Toplotna zaštita, po definiciji, predstavlja smanjenje prenosa toplote između prostorija i spoljašnjeg vazduha, kao i između prostorija sa različitim temperaturama.Postoje jasno definisane zakonitosti kada dolazi do razmene toplote između dva materijala ili medju njima. Da bi se ta razmena smanjila, jer se ona nikada ne može potpuno eliminisati, razvijaju se specijalni materijali sa fizičkim svojstvima posebno pogodnim za očuvanje toplote. Prelaz toplote sa vazduha na unutrašnju površinu karakteriše α. U dalje provođenje toplote sa unutrašnje na spoljašnju površinu zida definiše koeficijent toplotne provodljivosti λ prelaz toplote sa spoljašnjeg zida na vazduh definiše koeficijent αs. Ukupna razmena toplote u jedinici vremena kroz zid površine A je:
φ> = k x A (tu- ts) x W
tu (°C) - unutrašnja temperatura vazduha
ts (°C) - spoljašnja temperatura vazduha

Termička udobnost
Termička udobnost i toplotna osetljivost zavise i od uobičajenih temperatura u pojedinim domaćinstvima na koje su stanovnici naviknuti. Krvotok u telu je odgovoran za preuzimanje i otpuštanje toplote i vlage. Pošto je temperatura prostorija po pravilu niža od telesne dolazi do stalnog gubitka toplote. On se odvija putem zračenja, provođenjem toplote, konvekcijom, isparavanjem vode i izdisanjem. Ako je krvotok prenapregnut npr. tokom zime, kada su spoljne temperature niže i dolazi do većeg odavanja toplote, javlja se fiziološki osećaj neudobnosti. Klima u prostoriji i fiziološki osećaj takođe zavisi i od temperature površina kojima je ona ograničena, kao i od toplote koju oni zrače i njihovog rasporeda, zatim od temperature vazduha u prostoriji, kretanja vazduha i relativne vlažnosti vazduha. Normalni uslovi, a to znači prijatna i higijenska sredina bez prigovora je postignuta kada se temperatura vazduha i ograničavajuća površina kreću između 19 i 21°C, a temperatura zidova ne pada ispod 10°C. Idealna temperatura vazduha treba da teži ka 20°C. Optimalna relativna vlažnost vazduha treba da bude između 35 i 60% pri brzini kretanja vazduha manjoj od 0,2m/s, Zaštita od vlage ne čini samo da se ljudi u prostoriji osećaju prijatno, već veoma utiče i na zaštitu građevine. Ako se vlaga pojavi u nekom građevinskom elementu postoji opasnost od truljenja, plesni, buđi, iscvetavanja itd. Prolazak vlage u građevinski elemenat može poticati od povećane vlažnosti u podlozi, od atmosferskih uticaja (jake kiše, sneg, rosa itd.) rose koja se javlja na unutrašnjim površinama kao posledica grejanja prostorija, kao i kondenzacije na njima. Kao posledica prolaska vlage raste koeficijent provođenja toplote i to slabi toplotnu zaštitu i izaziva ranije navedene probleme. Štetni uticaj kondenzacije se mora umanjiti izborom odgovarajućih građevinskih materijala i korišcenjem izolacije.

Relativna vlažnost vazduha (%)
Relativna vlažnost je odnos parcijalnog pritiska vodene pare u vlažnom vazduhu (pp) i parcijalnog pritiska vodene pare u zasićenom vlažnom vazduhu iste temperature (pps)

= pp / pps

Stepen zasićenja ( ) - je odnos vlage u parnom stanju u vlažnom vazduhu (x) i vlage u parnom stanju u zasicenom vlažnom vazduhu iste temperature (Xs)
y = x / xs

Temperatura tačke rose tr(°C) - ako apsolutni sadržaj vlage dostigne pri hlađenju svoj stepen zasićenja (kada je stepen viažnosti 100%) tada se govori o temperaturi tačke rose. Ako se vazduh dalje hladi javljaju se kapi vode u obliku rose ili kondenzovane pare.

Difuzija vlage - molekuli tečnosti i gasova slobodno se kreću i pomeraju se nezavisno jedni od drugih kroz građevinske i izolacione materijale. Pri difuziji vodene pare dolazi do njene razmene između elemenata u pravcu pada koncentracije ili temperature. U opštem slučaju u visokogradnji to se uglavnom dešava od unutra ka spolja.

Jednačina za gustinu difuznog protoka(analogno prolazu toplote) je:

i =( pu - ps) /(1 / δ ;kg / m2/>h

Otpor propustljivosti za n slojeva građevinskog materijala je:

1/δ = 1,5x102 (µ1s1 + µ1 2s2 + nsn) ; m2hPakg

- pu (Pa) parcijalni pritisak
- ps (Pa) parcijaSni pritisak vodene pare napolju
- µ vrednost otpora za vodenu paru
- s (m) debljina građevinskog elementa

Parcijalni pritisak vodene pare p(Pa) -Ukupan pritisak mešavine je Jednak zbiru parcijalnih pritisaka kompo-nenata.Parcijalni pritisak vodene pare zavisi od vred-nosti apsolutne vlažnosti i temperatura vazduha.

Pritisak zasićenja vodene pare ps (Pa) - to je parci-jalni pritisak kada je vazduh zasicen vodenom parom.

Zračenje svetla i toplote
Ukupno zračenje sunca sastoji se od različitih talas-nih dužina koje imaju različito dejstvo na tela. Ta podela je : λ<0,38(J,m - ultravioletno zračenje; λod 0,38µm do 0,78µm - svetlosno zračenje (sa optičkim dejstvom); λ>0,78um - infracrveno zračenje (sa toplotnim dejstvom). Na spoljnoj granici atmosfere zemlje dejstvo intenziteta sunčevog zračenja na normalnu površinu je 1340 W /m2/>. Prolazeci kroz atmosferu ovo zračenje slabi sudarajući se sa molekulima vazduha i česticama prašine, kao i apsorpcijom od strane vodene pare i ugljen dioksida. Posledica apsorpcije je zagrevanje naše atmosfere i pojava difuznog zračenja neba. Površina zemlje tako prima samo jedan deo sunčevog zračenja, a njegova energija zavisi od dužine puta zraka kroz atmosferu. zračenje sunca koje ozračuje zgradu sastoji se od tri komponente.To su:

- direktno zračenje, a to je zračenje koje iz određenog pravca direktno pogađa zgradu
- difuzno zračenje, to je onaj deo zračenja koji zbog ometanja u atmosferi pogađa zgradu indirektno i jed-nako je za sve površine zgrade.

- Reflektovano zračenje, to je onaj deo zračenja koji
se odbija od zemaljskih objekata i pogađa različite delove zgrade. On je obično neusmeren, ali može biti i usmeren i tako zavisno od spoljašnjih uslova može biti raziičit za različite delove zgrade. Ovaj deo zračenja je mali u odnosu na direktno i difuzno zračenje ili u nekim slučajevima (sneg, voda, svetleće površine zgrada) može imati značajne vrednosti.

Iz ugla nauke o zračenju staklo se od drugih materijala raziikuje po tome što kratkotalasna zračenja između 0,36 i 2,84m najvećim delom propušta, a samo malim delom reflektuje i apsorbuje.

Ukupno zračenje se sastoji od propuštenog (qd),reflektovanog (qr) i apsorbovanog (qA).Ova tri zračenja se prikazuju i kao suma direktnog i difuznog zračenja; q = qdir + qdif

Udeo qd vodi direktno do zagrevanja prostora (primarno zagrevanje prostora). Udeo qA zagreva samo staklo. Ova toplota se predaje spoljašnjem vazduhu i vazduhu u prostoriji u vidu dugotalasnog zračenja i konvekcijom, zavisno od temperature prostorije i brzine kretanja vazduha spolja i u prostoriji (sekun-darno predavanje toplote).

Prenos toplote na unutrašnjost građevine koji zavisi od zračenja, tj. koje je nestacionarno i funkcija je doba dana je kod srednje teških i teških konstrukcija zidova i krova relativno mali. Za razliku od toga kod stakala dolazi do prolaska kratkotalasnog dela spektra sunčeve svetlosti što zavisi od vremenskih prilika i on se apsorbuje sa strane površina koje ograničavaju prostoriju i unutrašnjost.

Ozračene površine mogu da se zagreju i do 50°C (u zaviće od apsorpcije i njihove specifične mogućnosti provodenja i akumuliranja toplote).0vu toplotu odaju u obliku dugotalasnog zračenja
(λ<3,0µm) za ko|e je staklo nepropusno, kao i u vidu konvekcije i time zagrevaju prostor (efekat staklene bašte). Nasuprot tome deluju,najčešće teški građevinski elementi koji mogu da akumuliraju veliku količinu toplote i time odvode toplotu iz prostorije čime doprinose 'temperaturnoj stabilnosti'. obično se izračena toplota odvodi prirodnim (prozor) ili veštačkim (klimatizacija) putem.

Opseg zagrevanja prostorije sunčevim zračenjem, dakle ne zavisi samo od intenziteta i trajanja zračenja, orjentacije prozorskih površina, njihove veličine (apsolutne i u zavisnosti veličine prostorije) i energetske propustljivosti prozora i sredstava za zaštitu od sunčevog zračenja,već i od mogućnosti odvodenja toplote putem zidova prostorije i termičke stabilnosti sobe.
Organizovanje zaštite od sunca (sistemi za zaštitu od sunca) moraju da zadovoljvaju sledeće zahteve;
zaštita unutrašnjosti građevine od toplote ili svetlosnog zračenja,
poboljšanje raspodele gustine osvetljaja u prostoriji, ublažavanjem osvetljaja u delovima prostorije blizu prozora i pojačavanjem gustine svetlosti u dubini prostorije (npr. pomoću lamelastih zastora).
Kod unutrašnjih sistema treba voditi računa da se toplota koja je prošla zračenjem kroz staklo odnosno delimično je apsorbovana od strane zastora odvodi prirodnim ili veštackim putem.

POJMOVI
- Provođenje toplote je prenos toplote sa molekula na molekul u čvrstim, tečnim i gasovitim telima.
- Konvekcija je prenos toplote između struja toplijih i hladnijih molekula tečnosti i gasa kao i između fluida i čvrstog zida.
- Koeficijent toplotne provodljivosti λ(W/mK) - Količina toplote koja se provede u jedinici vremena kroz 1m2 sloja debelog 1m pri razlici temperatura površina od 1K.
- Koeficijent prolaza toplote k (W/m2K) - Obuhvata prenos toplote sa fluida na zid, provođenje kroz zid kao i prenos sa zida na fluid, svedeno na 1m2 građevinskog elementa debljine (u metrima) pri razlici temperatura od 1K između vazduha u unutrašnjosti i spoljašnjosti
- Otpornost prolaska toplote R (m2/>K/W) - Recipročna je vrednost od k.
- Koeficijent prelaza toplote α(W/m2/>K) - količina toplote koja se razmeni u jedinici vremena između 1m2/> površine i okolnog vazduha pri razlici temperatura od 1K
αs = 23 (W/m2/>K) - spoljni koeficijent prelaza toplote sa spoljnjeg vazduha na prozor.
αU= 8 ( W/m2/>K) - unutrašnji koeficijent prelaza toplote sa prozora na unutrašnji vazduh
- Specificni toplotni kapacitet c (kJ /kgK) - količina toplote koju je potrebno dovesti jedinici mase 1kg da bi se temperatura povećala za 1K.