Теплопроводность стен


Теплопроводность стенРасчет теплопроводности для стен

При выполнении ремонта в доме у владельца возникают следующие вопросы: требуемая толщина стены, выбор теплоизоляционных материалов и способа утепления. При выборе материалов низкого качества в любое время года не будет поддерживаться нужная для комфортного проживания температура. Нужно рассчитать теплопроводность для стен. И сделать это прямо сейчас, если вы хотите жить в уютном доме.

Рассчитываем теплопроводность для стен

Перед хозяевами частной собственности предстает выбор: самостоятельно проводить вышеприведенные расчеты или довериться специалистам одной из фирм. В случае выбора в сторону проведения расчетов самими владельцами следует учитывать, что при их неправильных результатах предъявлять претензии будет некому.

Рассчитывать теплопроводность для стен можно при помощи онлайн программ, если нет желания самостоятельно находить требуемые показатели в таблицах. Не исключены в таких программах ошибки в целях получения выгоды интернет магазином. В настоящее время большинство теплоизоляционных материалов выпускаются с указанием коэффициента теплопроводности на упаковке. Зная данную величину, можно вычислить толщину теплоизоляции.


Зачем необходимо вычислять теплопроводность и устанавливать теплоизоляцию

При проведении расчетов и получении неправильных результатов возникнут следующие неблагоприятные факторы:

  • промерзание стен из-за уровня теплоизоляции ниже требуемого;
  • образование конденсата вследствие повышенной влажности;
  • получение некомфортной среды проживания;
  • возможен выход из строя бытовой техники;
  • порча стройматериалов

Теплопроводность стен

Определение толщины изоляции стен

Вначале следует определить величину теплового сопротивления, которая зависит от географического месторасположения дома. Тепловое сопротивление для каждого из слоев определяется отношением величины толщины слоя к коэффициенту теплопроводности, который выбирается из специальной таблицы относительно региона проживания. Для вычисления общего теплового сопротивления необходимо сложить все вычисленные тепловые сопротивления.

Преимущества расчета:

  • экономия бюджета, выделенного на ремонт;
  • экономия пространства за счет использования более эффективного вида утепления с
  • наименьшей толщиной;
  • уменьшение трудоемкости и времени выполнения работ;
  • предоставляется возможность самостоятельного выбора теплоизоляционного материала с учетом требуемых свойств без предоставления услуг продавца.

Для самостоятельных расчетов достаточно внимательно поработать с коэффициентами, которые будут указаны именно для требуемого района проживания. Если нет уверенности в правильности вычисленных величин, то при необходимости данные расчеты можно показать высококвалифицированному специалисту для их перепроверки. Такого рода консультация может стоить дешевле, чем поход в частную фирму с привлечением определенного количества работников, которые будут выполнять расчеты без участия заказчика, что приведет к удорожанию планируемого ремонта.

При выборе теплоизоляционных материалов для стен следует обращать внимание на наличие следующих полезных свойств:

  • тепловая устойчивость;
  • соответствие нормам пожаробезопасности;
  • водоустойчивость;
  • защита от влаги;
  • звуковая и тепловая изоляции

Материал с учетом перечисленных показателей будет стоить дороже, но в качестве дополнения будет получено еще одно, как минимум, полезное свойство, позволяющее назвать покупку более удачной в соотношении цены и качества.


delaydachu.ru

Идеальный теплый дом

От конструктивных особенностей строения и применяемых при его возведении материалов зависит комфорт и экономичность проживания в нем. Комфорт заключается в создании оптимального микроклимата внутри вне зависимости от внешних погодных условий и температуры окружающей среды. Если материалы подобраны правильно, а котельное оборудование и вентиляция установлены согласно нормам, то в таком доме будет комфортная прохладная температура летом и тепло зимой. К тому же если все материалы, используемые при строительстве, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, то расходы на энергоносители при отоплении помещений будут минимальны.

Теплопроводность стен«>

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – это передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися телами или средами. Простыми словами теплопроводность – это способность материала проводить температуру. То есть, попадая в какую-то среду с отличающейся температурой, материал начинает принимать температуру этой среды.

Этот процесс имеет большое значение и в строительстве. Так, в доме с помощью отопительного оборудования поддерживается оптимальная температура (20-25°C). Если температура на улице будет ниже, то когда отключается отопление, все тепло из дома через некоторое время выйдет на улицу, и температура понизится. Летом происходит обратная ситуация. Чтобы сделать температуру в доме ниже уличной, приходится использовать кондиционер.

Коэффициент теплопроводности


Потеря тепла в доме неизбежна. Она происходит постоянно, когда температура снаружи меньше, чем в помещении. А вот ее интенсивность – это переменная величина. Она зависит от множества факторов, главными среди которых являются:

  • Площадь поверхностей, участвующих в теплообмене (крыша, стены, перекрытия, пол).
  • Показатель теплопроводности строительных материалов и отдельных элементов здания (окна, двери).
  • Разница между температурами на улице и внутри дома.
  • И другие.

Для количественной характеристики теплопроводности строительных материалов используют специальный коэффициент. Используя этот показатель, можно довольно просто рассчитать необходимую теплоизоляцию для всех частей дома (стены, крыша, перекрытия, пол). Чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Таким образом, для постройки теплого дома лучше применять материалы с более низким показателем этой величины.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, как и любых других веществ (жидких, твердых или газообразных), обозначается греческой буквой λ. Единицей его измерения является Вт/(м*°C). При этом расчет ведется на один квадратный метр стены толщиной в один метр. Разница температур здесь берется 1°. Практически в любом строительном справочнике имеется таблица теплопроводности строительных материалов, в которой можно посмотреть значение этого коэффициента для различных блоков, кирпичей, бетонных смесей, пород дерева и других материалов.

Определение потерь тепла


Потери тепла в любом здании всегда есть, но в зависимости от материала они могут изменять свое значение. В среднем потеря тепла происходит через:

  • Крышу (от 15 % до 25 %).
  • Стены (от 15 % до 35 %).
  • Окна (от 5 % до 15 %).
  • Дверь (от 5 % до 20 %).
  • Пол (от 10 % до 20 %).

Теплопроводность стен«>

Для определения потерь тепла применяют специальный тепловизор, который определяет наиболее проблемные места. Они выделяются на нем красным цветом. Меньшая потеря тепла происходит в желтых зонах, далее – в зеленых. Зоны с наименьшей потерей тепла выделяются синим цветом. А определение теплопроводности строительных материалов должно проводиться в специальных лабораториях, о чем должен свидетельствовать сертификат качества, прилагаемый к продукции.

Теплопроводность стен«>

Пример расчета потерь тепла

Если взять, к примеру, стену из материала с коэффициентом теплопроводности 1, то при разности температур с двух сторон этой стены в 1°, потери тепла составят 1 Вт. Если же толщину стены взять не 1 метр, а 10 см, то потери составят уже 10 Вт. В случае, если разность температур будет 10°, то тепловые потери также составят 10 Вт.


Рассмотрим теперь на конкретном примере расчет потери тепла целого здания. Высоту его возьмем 6 метров (8 с коньком), ширину – 10 метров, а длину – 15 метров. Для простоты расчетов берем 10 окон площадью 1 м2. Температуру внутри помещения будем считать равную 25°C, а на улице -15°C. Вычисляем площадь всех поверхностей, через которые происходит потеря тепла:

  • Окна – 10 м2.
  • Пол – 150 м2.
  • Стены – 300 м2.
  • Крыша (со скатами по длинной стороне) – 160 м2.

Формула теплопроводности строительных материалов позволяет вычислить коэффициенты для всех частей здания. Но проще использовать уже готовые данные из справочника. Там есть таблица теплопроводности строительных материалов. Рассмотрим каждый элемент по отдельности и определим его тепловое сопротивление. Оно рассчитывается по формуле R = d/λ, где d – толщина материала, а λ – коэффициент его теплопроводности.

Пол – 10 см бетона (R=0,058 (м2*°C)/Вт) и 10 см минеральной ваты (R=2,8 (м2*°C)/Вт). Теперь складываем эти два показателя. Таким образом, тепловое сопротивление пола равняется 2,858 (м2*°C)/Вт.


Аналогично считаются стены, окна и кровля. Материал – ячеистый бетон (газобетон), толщина 30 см. В таком случае R=3,75 (м2*°C)/Вт. Тепловое сопротивление пластового окна — 0,4 (м2*°C)/Вт.

Кровлю будем считать из минеральной ваты толщиной в 10 см и профлиста. Так как металл имеет высокий коэффициент теплопроводности, то профлист в расчет не берем. Тогда R крыши составит 2,8 (м2*°C)/Вт.

Следующая формула позволяет выяснить потери тепловой энергии.

Q = S * T / R, где S – площадь поверхности, T – разница температур снаружи и внутри (40°C). Рассчитаем потери тепла для каждого элемента:

  • Для крыши: Q = 160*40/2,8=2,3 кВт.
  • Для стен: Q = 300*40/3,75=3,2 кВт.
  • Для окон: Q = 10*40/0,4=1 кВт.
  • Для пола: Q = 150*40/2,858=2,1 кВт.

Далее все эти показатели суммируются. Таким образом, для данного коттеджа тепловые потери составят 8,6 кВт. А для поддержания оптимальной температуры потребуется котельное оборудование мощностью не менее 10 кВт.

Материалы для внешних стен

На сегодняшний день существует множество стеновых строительных материалов. Но наибольшей популярностью в частном домостроении по-прежнему пользуются строительные блоки, кирпичи и дерево. Основные отличия – это плотность и теплопроводность строительных материалов.


авнение дает возможность выбрать золотую середину в соотношении плотность/теплопроводность. Чем выше плотность материала, тем выше его несущая способность, а следовательно, и прочность конструкции в целом. Но при этом ниже его тепловое сопротивление, а как следствие, расходы на энергоносители выше. С другой стороны, чем выше тепловое сопротивление, тем ниже плотность материала. Меньшая плотность, как правило, подразумевает наличие пористой структуры.

Теплопроводность стен«>

Чтобы взвесить все за и против, необходимо знать плотность материала и его коэффициент теплопроводности. Следующая таблица теплопроводности строительных материалов для стен дает значение этого коэффициента и его плотность.


Материал

Теплопроводность, Вт/(м*°C)

Плотность, т/м3

Железобетон

1,7

2,5

Керамзитобетонные блоки

0,14 – 0,66

0,5 – 1,8

Керамический кирпич

0,56

1,8

Силикатный кирпич

0,7

1,8

Газобетонные блоки

0,08 – 0,29

0,3 – 1

Сосна

0,18

0,5

Теплопроводность стен«>

Утеплители для стен

При недостаточной тепловой сопротивляемости внешних стен могут применяться различные утеплители. Так как значения теплопроводности строительных материалов для утепления могут иметь весьма низкий показатель, то чаще всего толщины в 5-10 см будет достаточно для создания комфортной температуры и микроклимата в помещениях. Широкое применение на сегодняшний день получили такие материалы, как минеральная вата, пенополистирол, пенопласт, пенополиуритан и пеностекло.

Теплопроводность стен«>

Следующая таблица теплопроводности строительных материалов, используемых для утепления наружных стен, дает значение коэффициента λ.


Материал

Теплопроводность, Вт/(м*°C)

Минеральная вата

0,048 – 0,07

Пенополистирол

0,031 – 0,05

Экструдированный пенополистирол

0,036

Пенополиуритан

0,02 – 0,041

Пеностекло

0,07 – 0,11

Теплопроводность стен«>

Особенности применения стеновых утеплителей

Применение утеплителей для наружных стен имеет некоторые ограничения. Это прежде всего связанно с таким параметром, как паропроницаемость. Если стена сделана из пористого материала, такого как газобетон, пенобетон или керамзитобетон, то применять лучше минеральную вату, так как этот параметр у них практически одинаковый. Использование пенополистирола, пенополиуритана или пеностекла возможно только при наличии специального вентиляционного зазора между стеной и утеплителем. Для дерева это также критично. А вот для кирпичных стен данный параметр не так критичен.

Теплая кровля

Утепление кровли позволяет избежать ненужных перерасходов при отоплении дома. Для этого могут применяться все виды утеплителей как листового формата, так и напыляемые (пенополиуритан). При этом не следует забывать про пароизоляцию и гидроизоляцию. Это весьма важно, так как мокрый утеплитель (минеральная вата) теряет свои свойства по тепловой сопротивляемости. Если же кровля не утепляется, то необходимо основательно утеплить перекрытие между чердаком и последним этажом.

Пол

Утепление пола весьма важный этап. При этом также необходимо применять пароизоляцию и гидроизоляцию. В качестве утеплителя используется более плотный материал. Он, соответственно, имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем кровельный. Дополнительной мерой для утепления пола может послужить подвал. Наличие воздушной прослойки позволяет повысить тепловую защиту дома. А оборудование системы теплого пола (водяного или электрического) дает дополнительный источник тепла.

Заключение

При строительстве и отделке фасада необходимо руководствоваться точными расчетами по тепловым потерям и учитывать параметры используемых материалов (теплопроводность, паропроницаемость и плотность).

www.syl.ru

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен – тем здание получится теплее, чем выше значение – тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче Rо2·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

Rо = R1+ R2+R3, где:

R1=1/αвн, где αвн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R2 = 1/αвнеш, где αвнеш — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2 × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R3 – общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αвнеш равным 10,8 Вт/(м2·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Жилые здания для различных регионов РФ

Градусо-сутки отопительного периода, D, °С·сут

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче , R, м2·°С/Вт, ограждающих конструкций для стен

Астраханская обл., Ставропольский край, Краснодарский край

2000

2,1

Белгородская обл., Волгоградская обл.

4000

2,8

Алтай, Красноярский край, Москва, Санкт Петербург, Владимирская обл.

6000

3,5

Магаданская обл.

8000

4,2

Чукотка, Камчатская обл.,

г. Воркута

10000

4,9

 

12000

5,6

Уточненные значения градусо-суток отопительного периода,  указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.

Теплопроводность стен

Часть 4. Расчет минимально допустимой толщины стены на примере газобетона для Московской области.

Рассчитывая толщину стеновой конструкции, берем те же данные, что указаны в Части 1 настоящей статьи, но перестраиваем основную формулу: δ = λ·R, где δ – толщина стены, λ – теплопроводность материала, а R – норма теплосопротивления по СНиП.

Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона с теплопроводностью 0,12 Вт/м°С в Московской области со средней температурой внутри дома в отопительный период +22°С.

  1. Берем нормируемое теплосопротивление для стен в Московском регионе для температуры +22°C: Rreq= 0,00035·5400 + 1,4 = 3,29 м2°C/Вт
  2. Коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 (габариты 625х400х250 мм) при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
  3. Минимальная толщина стены из газобетонного камня D400: R·λ = 3,29·0,147 Вт/м∙°С=0,48 м.

Вывод: для Москвы и области для возведения стен с заданным параметром теплосопротивления нужен газобетонный блок с габаритом по ширине не менее 500 мм , либо блок с шириной 400 мм и последующим утеплением (минвата+оштукатуривание, например), для обеспечения характеристик и требований СНиП в части энергоэффективности стеновых конструкций.

Таблица 3. Минимальная толщина стен, возводимых из различных материалов, соответствующих нормам теплового сопротивления согласно СНиП.

Материал

Толщина стены, м

Тепло-

проводность,

 Вт/м∙°С

Прим.

Керамзитоблоки

0,46

0,14

Для строительства несущих стен используют марку не менее D400.

Шлакоблоки

0,95

0,3-0,5

 

Силикатный кирпич

1,25

0,38-0,87

 

Газосиликатные блоки d500

0,40

0,12-0,24

Использую марку от D400 и выше для домостроения

Пеноблок

0,20-0.40

0,06-0,12

строительство только каркасным способом

Ячеистый бетон

От 0,40

0,11-0,16

Теплопроводность ячеистого бетона прямо пропорциональна его плотности: чем «теплее» камень, тем он менее прочен.

Арболит

0,23

0,07 – 0,17

Минимальный размер стен для каркасных сооружений

Кирпич керамический полнотелый

1,97

0,6 – 0,7

 

Песко-бетонные блоки

4,97

1,51

При 2400 кг/м³ в условиях нормальной температуры и влажности воздуха.

Часть 5. Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.

Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:

Rобщ= R1+ R2+…+ Rn+ Ra.l где:

R1-Rn — термосопротивления различных слоев

Ra.l – сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)

Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок — 400 мм, минеральная вата — ? мм, облицовочный кирпич — 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м2*Град С/Вт (г. Оренбург).

R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4

Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м2×°С/Вт

Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м2×°С/Вт

Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м2×°С/Вт (<3,4).

Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =3.4-1,09=2,31 м2×°С/Вт

δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) – среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).

Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.

stroynedvizhka.ru

Задание слоев ограждающих конструкций
Для проведения расчета необходимо задать слои из которых состоят строительные конструкции:
  • Конструкция— в таблицу добавляются материалы, составляющие слои выбранной ограждающей конструкции. Для выбранных слоев можно определить тип из следующих вариантов:
    • Однородный — слой, состоящий из одного материала, без теплопроводных включений.
    • Неоднородный — слой, в котором есть теплопроводные включения, влияние которых определяется коэффициентом односродности. Значения этого коэффициента обычно представлены в специальных справочных таблицах.
    • Каркас — слой с деревянным каркасом. Возможно задание ширины каркаса и шага между его элементами.
    • Перекрестный каркас — слой с деревянным каркасом, расположенном перепендикулярно основному каркасу.
    • Кладка — слой состоящий из штучных элементов кладки и швов с раствором. Возможно задание геометрических размеров элементов кладки и толщины швов.

    Выбор типа слоя производится во всплывающем диалоге. Диалог вызывается при нажатии кнопки слева от названия материала.
    Со слоями и материалами, входящими в слой, возможны следующие действия (кнопки управления расположены справа от названия материала):

    • Перемещение слоя — при наличии нескольких слоев возможо их перемещение относительно друг друга. Кнопки «Переместить внутрь» и «Переместить наружу».
    • Включение выключение слоя — позволяет на время не учитывать слой в расчетах, не удаляя его из конструкции. Кнопка «Включить слой» «Выключить слой»
    • Редактирование параметров материала — если требуемого матерала нет в справочнике материалов, то можно выбрать другой материал и во всплывающем окне задать требуемые параметры. Кнопка «Изменить характеристики».
    • Удаление слоя — удаляет слой из ограждающей конструкции. Кнопка «Удалить слой».

    Кроме того можно заменить материал в слое, нажав на название материала в таблице и выбрав новый во всплывающем диалоге.

  • Вставить слой — кнопка позволяет добавить новый слой. Материал нового слоя выбирается во всплывающем диалоге.

www.smartcalc.ru

Одно из главных качеств стен дома – теплосбережение. Под этим подразумевается создание теплового комфорта внутри помещения и обеспечение необходимой экономии энергии. Ограждающие конструкции должны быть теплыми.

Стены также обладают и другими качествами, — прочностью, экологичностью, долговечностью и др. Все это тесно увязано с обеспечением теплосбережния.

Все качества достигаются какими-то конструктивными решениями. Далее рассмотрим распространенные конструкции теплосберегающих стен для частных домов.

Нормативы требуют экономическую выгоду от утепления

Стены должны удовлетворять требованиям СНиП 23-02-2003 по теплосбережению. Это экономически обусловленные требования, если они достигаются, значит хозяин экономит деньги наилучшим образом. Но для частных застройщиков эти требования не являются обязательными, ими необходимо руководствоваться как рекомендациями.

К примеру, для Московской области сопротивление теплопередаче стен должно быть не менее чем 3,12 м2х°С/Вт, для Якутии — не менее 5,0 м2х°С/Вт.

Но как соблюдение этих правил сказывается на обеспечении комфорта в доме?

Санитарные нормы по теплу и их достижение

Согласно санитарным нормам стены не должны быть холоднее воздуха больше чем на 4 градуса. Если температура воздуха в помещении 21 градус, то внутренняя поверхность стены должна быть теплее 17 градусов.

Стены не должны ощущаться как холодные. Они также не должны конденсировать на поверхности или внутри себя влагу.

Санитарные требования достигаются, если сопротивление теплопередаче стены составляет, например, для Москвы 1,4 м2х°С/Вт, а для Якутска 2,2 м2х°С/Вт. Что значительно меньше требований СНиП по теплосбережению.
Остается уточнить, какие конструкции стены удовлетворяют всем требованиям.

Теплые стены часто двухслойные

На рисунке схематично указано распределение температур возле кирпичных стен. В первом случае толщина стены в 2,5 кирпича, во втором — в 1 кирпич. При указанной низкой температуре на улице ни одна из стен не удовлетворяет санитарным требованиям.

В нашем климате стены из тяжелых плотных материалов должны утепляться эффективным слоем утеплителя.
В результате этого получаются двухслвойные или трехслойные стены.

Простой расчет утеплителя

Сопротивление теплопередаче двухслойных стен у которых несущий слой сделан из тяжелых материалов (кирпича, бетона) фактически определяется толщиной и видом утеплителя, так как влияние несущего крепкого слоя на теплосбережение несущественно.

При выборе толщины утеплителя можно руководствоваться грубыми расчетами, не учитывая саму стену.

Например, согласно расчету «в одно действие» для Региона Москвы потребуется не менее 10 см пенополистирола для утепления стен. Подробней, как рассчитать утепление

Однослойные стены с небольшими утечками тепла

Но теплые стены могут быть и однослойными, если используются пористые облегченные материалы — автоклавный газобетон, другие виды легких бетонов, поризованной керамики (Применение крупнопористого керамзитобетона для строительства стен).

Требуемая толщина автоклавного газобетона для региона Москвы по условию энергосбережения не менее 55 см. Такая толщина влечет значительное удорожание и фундамента. Для выполнения санитарные требований по тепловому комфорту достаточно и 25 см газобетона, но потери тепла будут значительными.

Стоит ли строить однослойные стены из легких пористых материалов?

Достаточно ли теплые стены в один слой

Расчеты показывают, что стены из легких материалов в нашем климате не удовлетворяют требованиям СНиП при их обычной толщине – 36 — 44 см.

Ведь коэффициент теплопроводности газобетона Д400 при рабочей влажности приблизительно равен 0,2 — 0,25 м2х°С/Вт, и это лучшая ситуация с влажностью и качеством самого материала, чаще 0,23 — 0,29 м2х°С/Вт (производители этих материалов «стыдливо» замалчивают теплопроводность продукции, и указывают значения коэффициента теплопроводности для полностью сухого воздуха , примерно 0,15 — 0,17 м2х°С/Вт).

Таким образом, однослойные стены из пористых материалов при разумной толщине стены, перекрывают по теплосбережению требования нормативов только лишь примерно на 50 — 70% для большинства климатических зон. Но насколько это критично?

Чем компенсируются потери тепла через стены

Если руководствоваться требованиями по температуре внутренней поверхности стен то теплосберегающих свойств однослойных стен из легких материалов хватает с запасом.

Нужно учитывать, что потери тепла через стены обычно находятся на уровне 20 — 25% от всех теплопотерь дома. Большинство же тепла уходит с вентиляцией (как уходит тепло с вентиляцией), а также через проемы (теплые окна ) и через кровлю (утепление чердачного перекрытия ).

Недостаток сопротивления теплопередаче на 20 — 40% у стен не является чем-то существенным в плане экономии, и не повлечет банкротства. Просто все же имеется целесообразность его не допускать при строительстве.

Сохранить однослойность стены (преимущества простой однослойной стены) и поднять ее сопротивление теплопередаче поможет теплая штукатурка. (Свойства легких и теплых штукатурок )

Еще недостатки стен из пористых материалов

Важнее недостаток теплоемкости у таких стен. Желательно в доме из легких материалов обустраивать тяжелые теплоемкие стяжки (как делать теплые полы по прочному перекрытию) или же строить каменные камины и печи как украшение и резервное отопление, а также внутренние стены из тяжелых материалов, так как внутренняя теплоемкость обеспечивает температурную стабильность — условие теплового комфорта. Его обеспечение системами отопления, вентиляции и кондеционирования затратно и не качественно.

Стены из пористых материалов обладают и другими недостатками — большая хрупкость грозит трещинами, требует особый фундамент, «не держится гвоздь» и др.

Долговечность утеплителя — важнейший вопрос

Прочность стен определяется в проекте их толщиной, армировкой, проемами и др. Остается заметить, что для одноэтажных и двухэтажных частных домов надежными считаются стены из плотных материалов при толщине от 30 см (проектировщики могут закладывать и от 20 см с армопоясами) и от 36 см для пористых материалов (в проектах может быть от 25 см).

С утеплением стен тесно увязан вопрос их долговечности. Минеральная вата и пенополистиролы — недолговечные материалы, так как в них находится разлагающиеся синтетика и (или ) органика. Срок их службы — 25 — 35 лет.

Чем плотнее сами материалы тем и больше срок службы.
Рекомендуется применять минеральную вату для вентилируемого фасада с плотностью от 80 кг/м куб (непродуваемая может находиться без супердиффузионной мембраны) а под штукатурку – 120 – 150 кг/м куб.

Минеральные утеплители — газобетон с плотностью 100 — 200 кг/м куб и пеностекло, служат дольше, как и сами стены из минеральный материалов, ориентировочно более 100 лет.

Двухслойные стены с минеральной ватой и пенополистиролами потребуют капитального ремонта — замены слоя утеплителя.

Различные факторы для выбора

Экологическая составляющая вопроса — главнейшая. Нельзя внутри жилого помещения размещать разлагающиеся минеральную вату и пенополистирол в качестве заполнителей или утепления. Их назначение — наружное утепление.

Также нужно не забывать, что двухслойные и трехслойные стены строятся дольше, требуют квалификации, они аварийно-опасные при нарушении парообмена (при влагонакоплении), что в свою очередь вызывается нарушением конструкции или неграмотным использование утеплителей, чувствительные к разрушающим воздействиям атмосферы,

Однослойные стены — просты, быстро строятся, и устойчивы к воздействиям, не склонны к авариям. Однослойные стены по указанным качествам имеют весомое преимущество. Но они чаде не достаточно теплосберегающие….

Парообмен однослойных стен также должен регулироваться, — нельзя запирать выход пара из пористых материалов наружной облицовкой. Изнутри, — наоборот, следует разместить паронерпроницаемую отделку или паробарьер.

Цена вопроса и сложность выбора

Цена же на однослойные и двухслойные стены, с учетом особенностей фундамента (для однослойных стен потребуется шире), приблизительно одинаковая. Трехслойные стены могут быть дороже, но там переплачивают за отделку клинкерным кирпичем. Трехслойные стены с теплоизолятором

Таким образом, вопрос о выборе утепленных стен для дома, не имеет однозначного ответа. Возможно, что на сегодняшний день оптимальным представляется применение для строительства частного дома долговечного и недорогого утеплителя газобетон низкой плотности совместно с теплоемкими тяжелыми стенами, но что будет завтра…

teplodom1.ru

Теплопотери сквозь конструкционные материалы

Теплопроводность является одним из способов потерь тепла жилыми помещениями. Эта характеристика выражается количеством тепла, способным проникнуть сквозь единицу площади материала (1 м2) за секунду при стандартной толщине слоя (1 м). Физики объясняют выравнивание температур различных тел, объектов путем теплопроводности природным стремлением к термодинамическому равновесию всех материальных веществ.

Таким образом, каждый индивидуальный застройщик, отапливая помещение в зимний период, получает потери тепловой энергии, уходящей из жилища сквозь наружные стены, полы, окна, кровлю. Чтобы сократить расход энергоносителя для обогрева помещений, сохранив внутри них комфортный для эксплуатации микроклимат, необходимо рассчитать толщину всех ограждающих конструкций на этапе проектирования. Это позволит сократить бюджет строительства.

Таблица теплопроводности строительных материалов позволяет использовать точные коэффициенты для стеновых конструкционных материалов. Нормативы СНиП регламентируют сопротивление фасадов коттеджа передаче тепла холодному воздуху улицы в пределах 3,2 единиц. Перемножив эти значения, можно получить необходимую толщину стены, чтобы определиться с количеством материала.

Например, при выборе ячеистого бетона с коэффициентом 0,12 единиц достаточно кладки в один блок длиной 0,4 м. используя более дешевые блоки из этого же материала с коэффициентом 0,16 единиц, потребуется сделать стену толще – 0,52 м. Коэффициент теплопроводности сосны, ели составляет 0,18 единиц. Поэтому, для соблюдения условия сопротивления теплопередаче 3,2, потребуется 57 см брус, которого не существует в природе. При выборе кирпичной кладки с коэффициентом 0,81 единица толщина наружных стен грозит увеличением до 2,6 м, железобетонных конструкций – до 6,5 м.

На практике стены изготавливают многослойными, закладывая внутрь слой утеплителя или обшивая теплоизолятором наружную поверхность. У этих материалов коэффициент теплопроводности гораздо ниже, что позволяет уменьшить толщину многократно. Конструкционный материал обеспечивает прочность здания, теплоизолятор снижает теплопотери до приемлемого уровня. Современные облицовочные материалы, используемые на фасадах, внутренних стенах, так же обладают сопротивлением теплопотерям. Поэтому, в расчетах учитываются все слои будущих стен.

Вышеуказанные расчеты будут неточными если не учесть наличие в каждой стене коттеджа светопрозрачных конструкций. Таблица теплопроводности строительных материалов в нормативах СНиП обеспечивает легкий доступ к коэффициентам теплопроводности данных материалов.

Пример расчета толщины стены по теплопроводности

При выборе типового или индивидуального проекта застройщик получает комплект документации, необходимый для возведения стен. Силовые конструкции в обязательном порядке просчитаны на прочность с учетом ветровых, снеговых, эксплуатационных, конструкционных нагрузок. Толщина стен учитывает характеристики материала каждого слоя, поэтому, теплопотери гарантированно будут ниже допустимых норм СНиП. В этом случае заказчик может предъявить претензии организации, занимавшейся проектированием, при отсутствии необходимого эффекта в процессе эксплуатации жилища.

Однако, при строительстве дачи, садового домика многие владельцы предпочитают экономить на приобретении проектной документации. В этом случае расчеты толщины стен можно произвести самостоятельно. Специалисты не рекомендуют пользоваться сервисами на сайтах компаний, реализующих конструкционные материалы, утеплители. Многие из них завышают в калькуляторах значения коэффициентов теплопроводности стандартных материалов для представления собственной продукции в выгодном свете. Подобнее ошибки в расчетах чреваты для застройщика снижением комфортности внутренних помещений в холодный период.

Самостоятельный расчет не представляет сложностей, используется ограниченное количество формул, нормативных значений:

  • теплосопротивление стены – 3,5 либо больше этого числа (согласно СНиП), является суммой теплосопротивлений всех слоев, из которых состоит несущая стена
  • коэффициент теплопроводности строительных материалов – каждый производитель конструкционного материала, светопрозрачных конструкций, утеплителя указывает его в обязательном порядке, однако, лучше дополнительно свериться с таблицей в нормативах СНиП
  • теплосопротивление отдельного слоя стены – вычисляется путем умножения толщины слоя (м) на коэффициент теплопроводности материала

Например, чтобы привести толщину кирпичной стены в соответствие с нормативным теплосопротивлением, потребуется умножить коэффициент для этого материала, взятый из таблицы на нормативное теплосопротивление:

0,76 х 3,5 = 2,66 м

Подобная крепость излишне затратна для любого застройщика, поэтому, следует снизить толщину кладки до приемлемых 38 см, добавив утеплитель:

  • облицовка в полкирпича 12,5 см
  • внутренняя стена в кирпич 25 см

Теплосопротивление кирпичной кладки в этом случае составит 0,38/0,76 = 0,5 единиц. Вычитая из нормативного параметра полученный результат, получаем необходимое теплосопротивление слоя утеплителя:

3,5 – 0,5 = 3 единицы

При выборе базальтовой ваты с коэффициентом 0,039 единиц, получаем слой толщиной:

3 х 0,039 = 11,7 см

Отдав предпочтение экструдированному пенополистиролу с коэффициентом 0,037 единиц, снижаем слой утеплителя до:

3 х 0,037 = 11,1 см

На практике, можно выбрать 12 см для гарантированного запаса либо обойтись 10 см, учитывая наружные, внутренние облицовки стен, так же обладающие теплосопротивлением. Необходимый запас можно добрать без использования конструкционных материалов либо утеплителей, изменив конструкцию кладки. Замкнутые пространства воздушных прослоек внутри некоторых типов облегченных кладок так же обладают теплосопротивлением.

Их теплопроводность можно узнать из нижеприведенной таблицы, находящейся в СНиП.

Например, 10 см прослойка замкнутого контура обеспечивает теплоспопротивление 0,18 либо 0,15 единиц при отрицательных, положительных температурах, соответственно. Сантиметровый воздушный зазор добавляет несущей стене 0,15 или 0,13 единиц теплосопротивления (зимой, летом, соответственно).

koffkindom.ru


Categories: Стены

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.