Masterdel1.ru

МастерДел №1
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кирпич для наружных стен коэффициент теплопроводности

Расчет толщины для наружных стен жилого дома

Часть 1. Сопротивление теплопередаче – первичный критерий определения толщины стены

Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.

Сопротивление теплопередаче – это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента – тем «теплее» материал.

Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:

R=δ/λ (м 2 ·°С/Вт), где:

δ – толщина материала, м;

λ — удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).

Полученную величину Rобщ сравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.

Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.

Таблица 1. Уровни теплозащиты рекомендуемых ограждающих конструкций наружных стен

Сопротивление теплопередаче (м 2 ·°С/Вт) / область применения (°С·сут)

Двухслойные с наружной теплоизоляцией

Трехслойные с изоляцией в середине

С невентили- руемой атмосферной прослойкой

С вентилируемой атмосферной прослойкой

Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)

Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой

Примечание. В числителе (перед чертой) – ориентировочные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены, в знаменателе (за чертой) — предельные значения градусо-суток отопительного периода, при которых может быть применена данная конструкция стены.

Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором – можно оставить «как есть», в третьем – обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.

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 Rо (м 2 ·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R1=1/αвн, где αвн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 × °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/(м 2 × °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/(м 2 ·°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, м 2 ·°С/Вт, ограждающих конструкций для стен

Астраханская обл., Ставропольский край, Краснодарский край

Белгородская обл., Волгоградская обл.

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

Утепление стены из керамических блоков

Однослойная стена из керамики обладает существенными преимуществами перед двухслойными стенами. Пористые керамические блоки — весьма долговечный материал, срок службы стены из подобного материала специалистами оценивается от 100 лет и более.

Если прямо сравнивать с двухслойными конструкциями стен, то их капитальный ремонт потребуется уже очень скоро, прогнозный срок 30 – 35 лет, и даже 20 лет – для некачественных пеополистиролов. Обычный дешевый утеплитель в этот срок выйдет из строя и в основном утратит свои уникальные свойства.

Другие преимущества стены из керамики в один слой

Однослойная керамическая стена гораздо устойчивее к всевозможным повреждениям чем двухслойная. Нарушения фасадной отделки не приведут к таким последствиям, как если бы нарушить отделку над минеральной ватой или пенополистиролом.
Также:

  • Отсутствует риск увлажнения при нарушении технологии строительства или повреждении слоев. Действительно, если нарушить принципы утепления в двухслойных стенах, то легко можно переувлажнить конструкцию.
  • однослойная стена в целом получается дешевле. Если качество материалов будет сопоставимым, то в любом случае конструкция в один слой будет иметь меньшую итоговую цену.
  • проще, быстрее строится. Во время строительства простота и технологичность зачастую диктуют и особенности конструкции. Нужно искать специалистов по утеплению, чтобы сделали второй слой правильно и т.д. Эти вопросы попросту отпадают.

Что известно

Из блоков поризованной керамики можно построить однослойную стену с удовлетворительными теплосберегающими свойствами для умеренного и теплого климата.

Но в холодных регионах однослойная стена из блоков не может обеспечить необходимую теплоизоляцию.

Там приходится (становится выгоднее) строить двухслойные стены, в которых несущий слой покрыт утеплителем.

Далее рассмотрим подробнее особенности стены из поризованной керамики, в каких случаях нужно утеплять стены из блоков, и как правильно это сделать…

Теплосберегающие свойства керамических блоков

Уменьшение теплопроводности в изделиях из поризованной керамики достигается за счет наличия множества закрытых полостей с воздухом. Производство керамических блоков во многом схоже с изготовлением обычного кирпича, но в материал добавляются компоненты, которые при обжиге сгорают, образуя поры.

Из такой массы формируют пустотелые блоки и кирпичи с большими внутренними полостями. В результате коэффициент теплопроводности керамического блока составляет 0,15 — 0,17 Вт/мК, а для пустотелого кирпича — 0,2 Вт/мК.

Влажность влияет на эти значения, но в гораздо меньшей степени чем для газобетонных блоков, у которых пористость меньше, и количество пор больше.

Как сделать теплой всю кладку и стену

Кладку керамических блоков рекомендуется делать на теплосберегающем растворе. Вертикальные швы в блоках с пазогребенными боковинами раствором не заполняются.

Керамические блоки большой точности изготовления, с неточностью размера по высоте не более 1 мм (шлифованные), можно укладывать на тонкий слой клея или на специальную клеящую пену.

В этих случаях коэффициент теплопроводности готовой кладки из керамических блоков по сравнению с самими блоками увеличивается не значительно.

Кладка и стена могут утратить возможные теплосберегающие свойтсва, если только применить обычный тяжелый раствор толстым слоем. Тогда образующиеся масштабные мостики холода, попросту нивелируют достижения теплой керамики.

Читать еще:  Как установить дверь встроенную в стену

Выбор блоков и раствора по теплопотерям

Блоки обычно выпускаются длиной 25, 38, 44 и 51 см. Они кладутся поперек стены, рельефной боковой поверхностью к соседним блокам. Тогда толщина стены равняется длине блока.

Рассмотрим пример. Для региона Москвы требуемое сопротивление теплопередаче стен дома составляет не менее чем 3,15 м2*К/Вт. Примерно такое же значение у кладки из керамических блоков толщиной 51 см выполненной на теплосберегающем растворе или на клею.

Но если применить обычный цементно-известковый раствор, то сопротивление теплопередаче стены будет составлять 2,7 — 2,8 м2*К/Вт.

Для строительства частных домов до 3 этажей в нехолодном климате выгодней использовать блоки вместо кирпича, кладка из которого дороже и значительно холоднее.

Уменьшить количество доборных блоков

Вертикальные швы между блоками с пазогребенной боковой поверхностью раствором не заполняются. Их заполнение необходимо в случае применения доборных блоков с ровными гранями или кирпичей.

Большое количество таких блоков может быть в углах, изгибах стен, возле проемов.
Если будут заполнены раствором вертикальные швы между блоками теплопроводность стены увеличится. Количество таких мест нужно минимизировать.

Проекты домов из керамических блоков предусматривают расстояния кратные целому числу блоков, поэтому применение доборных сведено к минимуму.
Для увеличения теплосбережения рекомендуется строить дом в соответствии с проектом.

Какого размера керамические блоки выбрать

Стена из керамических блоков с незаполненными вертикальными швами должна обязательно штукатурится с двух сторон для уменьшения воздухопроницания.

Снаружи должен применяться только специальный паропроницаемый штукатурный слой. Можно дополнительно увеличить теплосберегающие свойства стены, если снаружи применить теплую штукатурку слоем от 4 см толщиной.

Популярна технология, при которой стена из керамических блоков обкладывается пустотелым фасадным кирпичем. Кладка ведется без оставления воздушного зазора. Толщина стены увеличивается минимум на 12 см. При этом увеличиваются немного и теплоизоляционные характеристики.

Поэтому для южных регионов и на Украине чаще применяются керамические блоки длиной 38 см (толщина кладки 38 см) снаружи оштукатуренные слоем теплой штукатурки 4 -7 см, или обложенные пустотелым фасадным кирпичем. Такая стена будет иметь для регионов с мягкими зимами удовлетворительные теплосберегающие свойства.

Целесообразная ширина стены

Если сопротивление теплопередаче стены окажется ниже рекомендаций СНиП 23.02.2003, то восполнить недостачу и привести общие теплопотери здания в соответствии с требованиями нормативов, можно за счет увеличения утепленности других конструкций здания, в соответствии с проектными решениями.

Следует учитывать, что широкая стена предъявляет повышенные требования по прочности и размерам к фундаменту.

Стена из блоков поризованной керамики может быть шире чем цоколь не более чем на 20%, и до 30% при подтверждении расчетом на прочность в проекте.

Стену из керамики шире чем 63 см (51 + 12) строить экономически не выгодно, так как на утепление будет расходоваться значительное количество дорогого прочного материала (поризованной керамики) в котором нет надобности по требованиям прочности.

Собственно это и является условием для перехода на возведение двухслойных стен с узким несущим слоем в северных регионах.

Конструкция утепления стены из керамоблоков, теплоизоляционные мероприятия в различных местах кладки

В стене из керамических блоков встраиваются железобетонные и металлические элементы конструкции, которые обладают гораздо большей теплопроводностью, чем сама стена, поэтому они обязательно ограждаются со стороны улицы дополнительным слоем утеплителя.

  • Над оконными или дверными проемам устанавливаются ригели — железобетонные балки-перемычки. Это стандартные элементы специально предназначенные для проемов в широких стенах. С наружной стороны они ограждаются не менее чем 10 см слоем минеральной ваты и тонким слоем керамики.
  • Перекрытия на этажах и брус мауэрлат для кровли должны опираться на железобетонную раму, сделанную как цельная конструкция над всеми несущими стенами на уровне этажа, и равномерно распределяющую нагрузки на стены. Эта железобетонная рама (бетонный пояс) ограждаются со стороны улицы не менее чем 10 см умерено жесткого утеплителя минеральная вата и доборными керамическими блоками.
  • Внутренние несущие стены перевязываются кладкой с наружными стенами. Блоки внутренних стен со стороны улицы ограждаются аналогично.
  • Железобетонный цоколь, на который опираются несущие стены (кладка из керамических блоков может опираться только на монолитный ленточный фундамент достаточной жесткости согласно проекту), снаружи ограждается утеплителем экструдированный пенополистирол (обычно не менее 8 см толщиной согласно расчету) или пеностеклом толщиной от 12 см.

Как теплоизолировать стены из блоков в холодном климате

В холодном климате стены из поризованной керамики разумной толщины не могут удовлетворять требованиям по теплосбережению, поэтому должны изолироваться дополнительным (вторым) слоем утеплителя.

При этом несущий слой поризованной керамики делают сравнительно не широким , обычно ширина кладки составляет от 25 см. В качестве утеплителя для блоков применяют более паропроницаемые слои утепления из минеральной ваты или газобетона низкой плотности.

Применение пароизляционных материалов, — пенопласта, пенополистирола экструдированного, пеностекла, создает риски намокания самой несущей стены.

Какие утеплители применить

Для утепления стен из керамических блоков применяются следующие утеплители.

  • Жесткие плиты минеральной ваты плотностью от 125 кг/м куб и больше. Они наклеиваются на кладку, поверху штукатурятся тонким слоем паропрозрачной штукатурки.
  • Гибкие минераловатные плиты плотностью 45 — 80 кг/м куб. Они размещаются под обрешеткой фасадной отделки, накрываются пародиффузионной мембранной, дополнительно крепятся дюбелями. Подробней о создании вентилируемого фасада
  • Жесткие плиты гозобетона плотностью 100 — 200 кг/м куб.

В последнее время научились делать автоклавный газобетон низкой плотности с коэффициентом теплопроводности 0,05 — 0,06 Вт/моК и достаточной конструкционной прочностью, класса В1,0 (прочность на сжатие от 10 кг/м3, коэффициент паропроницания 0,28 мг/(м*год*Па).

Как сделать утепление

Плиты укладываются кладкой на фундамент (стартовую планку) и приклеиваются к несущему слою, штукатурятся паропрозрачной штукатуркой со стекловолоконной сеткой.

Указанные утеплители можно облицевать керамическим кирпичем с оставлением вентиляционного зазора, при этом стена окажется уже трехслойной, так как слой кирпича будет самонесущим, опирается на фундамент. Как создаются трехслойные стены с теплосбережением

Между утеплителем и кирпичной облицовкой оставляется вентиляционный зазор и обеспечивается восходящее движение воздуха по аналогии с вентилируемым фасадом.

При выборе утеплителя для стен из керамических блоков основным фактором остается долговечность материала.

Для жестких минераловатных плит от известных производителей устанавливается срок службы в 35 лет. Но для газобетонных блоков этот показатель больше. Поэтому в последнее время газобетон становится весомой альтернативой минеральной вате.

Расчет толщины стен из различных материалов

Для чего подбирают определенную толщину стены дома?

Естественно для обеспечения необходимых условий проживания:

— прочности и устойчивости;
— её теплотехнических характеристик;
— комфортности проживания в помещении со стенами из данного материала.

Согласно СНИПу 23-02-2003 нормативное значение сопротивления теплопередаче внешней стены дома зависит от региона. В таблице необходимое сопротивление теплопередаче наружней стены в Красноярске будет 4,84 м2·°C/В.

Вычисляем реальное сопротивление теплопередачи стены дома

Значение коэффициента теплопередачи стен зависит от типа и толщины каждого отдельно взятого материала, используемого для их возведения. Для определения этого коэффициента используют показатель Λ — W/(m²·K), т.е нужно разделить толщину материала (м) на коэффициент теплопроводности.

Пример:
Определим коэффициент теплопередачи наружней стены из 3D-панелей

Пенополистирол ПСБ-С-25 — 300 мм

Цементная штукатурка — 250 мм

1. В первую очередь следует определить коэффициенты теплопроводности применяемых материалов. Выбираем из таблицы:
пенополистирол ПСБ-С25 — 0,038 Вт/м*К
штукатурка цементная — 0,9 Вт/м*К

2. Теперь определяем коэффициенты сопротивления теплопередачи по формуле:

R =D/λ, где D — толщина слоя в м; λ — коэффициент теплопроводности W/(m²·K) взятый из таблицы

0,30 / 0,038 = 7,89
0,25 / 0,9 = 0,28

Наименование материалаТолщина материала, мКоэффициент теплопроводности, Вт/м*ККоэффициент сопротивление теплопередачи, м2 °С/Вт
Пенополистирол ПСБ-С250,300,0387,89
Штукатурка цементная0,250,90,28

3. Теперь просуммируем полученные величины и узнаем общий коэффициент сопротивление теплопередачи наружней стены 7,89 + 0,28 = 8,17 W/(m²·K)

Читать еще:  Крепление стен блок кирпич

Коэффициент сопротивление теплопередачи наружной стены из 3D-панелей 8,17 W/(m²·K) Рекомендуемое значение для Красноярска 4,84 (из таблицы), таким образом стена из 3D-панелей не только удовлетворяет «строгому» СНиП 23-02-2003, но и превосходит этот показатель, что гарантирует комфортное проживание в таком доме и позволяет экономить ваши деньги на отоплении и кондиционировании.

Определяем толщину стены из других строительных материалов что бы она соответствовала коэффициенту сопротивление теплопередачи наружней стены 8,17 W/(m²·K), как в 3D-панелях.

Используем формулу: D=λ*R, где
D — толщина слоя в м;
λ — коэффициент теплопроводности, W/(m²·K) взятый из таблицы;
R — Коэффициент сопротивление теплопередачи, м2 °С/Вт (в нашем случае это 8,17)

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности, Вт/м*КТолщина стены, м
3D-панель0,55
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)0,151,23
Керамзитобетон0,21,63
Пенобетон 1000 кг/м30,32,45
Сосна и ель вдоль волокон0,352,86
Дуб вдоль волокон0,413,35
Кладка из кирпича на цементно-песчасном растворе0,877,11
Железобетон1,713,89

Мы видим из таблицы, что при одинаковом коэффициенте сопротивление теплопередачи 8,17 м2 °С/Вт толщина стен из различных строительных материалов разная, что влияет на размеры и стоимость дома.

Толщина стен из 3D-панелей 550 мм, а если взять кирпич без утеплителя то нужно стоить стену толщиной 7110 мм.

Теплопроводность строительных материалов: таблица

Процесс строительства любого жилого или промышленного объекта начинается с разработки проекта. В нем необходимо предусмотреть взаимное расположение всех элементов конструкции, а также учесть качество применяемых материалов. Все они обладают разными физическими характеристиками. В каждом случае производители предусматривают коэффициенты теплопроводности строительных материалов.

Благодаря знанию данного параметра быстрее проводится разработка и постройка зданий, обеспечивающих экономию ресурсов. Внутри помещений образуется приятный микроклимат не только зимой, но и летом. Часто в таком случае помогает таблица теплопроводности материалов. В нее входят наиболее популярные строительные компоненты.

Определение базового понятия

Теплопроводность строительных материалов характеризуется возможностью перераспределения энергии от более теплых частиц к более прохладным участкам. Перераспределение будет происходить до тех пор, пока не сформируется тепловой баланс. Фактически на всех участках конструкции будет единая температура.

Явление имеет актуальность для всех ограждающих элементов домостроения, которыми являются:

  • наружные стены;
  • внутренние перегородки;
  • пол;
  • крыша;
  • потолок и другие перекрытия.

Теплопроводность утеплителей определяется временем, в течение которого за счет теплопередачи температурные условия внутри здания станут соответствовать условиям снаружи. Оптимальным является наиболее продолжительный процесс, растянутый на длительный временной интервал. В таком случае за счет применяемых материалов и фактур удастся оптимизировать расходы на эксплуатацию.

Сравнение показателей теплосбережения разных стройматериалов

Определяя, например, теплопроводность пенополистирола или каких-либо экструдированных его разновидностей, необходимо знать, что данный параметр позволяет определять какое количество тепловой энергии за установленную единицу времени проходит сквозь единицу поверхности. Применяется исчисление Вт/(м*градус). Соответственно, чем численное значение больше, тем эффективнее проводится тепло через указанное вещество, а все процессы, связанные с теплообменом станут проходить быстрее.

Создавая проект дома, бани, гаража или иной бытовой постройки, нужно самостоятельно учитывать данный фактор. При этом подбирать утеплители необходимо с минимальными значениями проводимости тепла.

Некоторые примеры практического применения

Практическая ценность такого знания заключается в том, чтобы сравнивать разные материалы всевозможной толщины с другими, определяя оптимальные параметры. Так теплопроводность пенопласта 50 мм в сравнении с кирпичной двухрядной кладкой будет примерно равной. Это значит, для того чтобы создать стену из кирпича сопоставимую с 10 см пенопласта, необходимо выкладывать ее в 4 кирпича, что является весьма затратным и нерациональным по использованию ресурсов.

Коэффициент теплопроводности кирпичей

Для сухой сосны коэффициент передачи тепла равен 0,17 Вт(м*град), а для пенобетона значение – 0,18, что является весьма близким. В таком случае оба вещества способны хранить тепло с идентичной способностью. Необходимо учитывать не только фактуру сырья, из которого изготовлена Важно! термическая отделка, но и его форму.

Примером служит разница пустотелого и полнотелого кирпича. В первом случае коэффициент составит 0,55, а во втором – 0,80 Вт(м*град). Наличие воздушной прослойки внутри блоков позволило почти в полтора раза повысить эффективность термоизоляции.

На практике опытные строители с успехом комбинируют различные материалы, используя их позитивные качества. Когда дом выложен из прочного кирпича, то для его утепления можно задействовать пенопласт. Его применяют снаружи и внутри здания, создавая многослойную конструкцию. Строители любят монтировать пенополистирол, так как он имеет один из минимальных коэффициентов, составляющий 0,03 Вт(м*град).

Взамен дорогим и долго строящимся домам из кирпичной кладки, приходят более прогрессивные технологии. Даже еще недавно популярные монолитные либо панельно-каркасные постройки уходят в прошлое. Их место занимают здания из ячеистого бетона. Он обладает показателями, сопоставимыми с характеристиками древесины. Стены не подвергаются сквозному промерзанию даже во время лютых морозов.

Шкала толщины стройматериалов при идентичных коэффициентах

Актуальный принцип применяется во время возведения каркасных легких домов, также его задействуют при возведении коттеджей, крупных складов, загородных супер- и мегамаркетов, всевозможных промышленных построек. При соблюдении технологии возведенное подобным образом здание из современных строительных материалов с минимальным коэффициентом проводимости можно эксплуатировать в различных климатических условиях.

Для щитовых конструкций формируют заготовки из листов OSB, между которыми крепится минвата или экструдированный пенополистирол. Такие стены вполне справляются с функцией по созданию комфортного микроклимата внутри помещения.

ВИДЕО: Как сделать теплотехнический расчет дома

Что может повлиять на изменение характеристик

На коэффициент теплопроводности могут оказывать влияние разные технологические факторы:

Пористость

Образуемые технологические пустоты внутри базового вещества не допускают однородности фактуры. В процессе прохода тепловой струи часть энергии передается в газовые пустоты. Так как установлено, что сухой воздух имеет коэффициент 0,02 Вт(м*град), то чем больше в фактуре пустот, тем будет больше понижаться коэффициент передачи тепловой энергии.

Размеры пор

Наибольшей эффективностью обладают малые замкнутые поры. За счет них существенно снижается скорость теплового потока. Для случаев с крупными порами необходимо добавлять явление перемещение тепла при помощи конвекции.

Плотность материала

Высокое значение данного показателя характеризуется достаточно близким расположением частиц внутри вещества. Таким образом между его составляющими тепло перемещается достаточно быстро. Для определения зависимости между плотностью и теплопроводностью используются специальные справочники.

Уровень влажности

Необходимо учитывать, что вода в чистом виде обладает теплопроводностью со значением 0,6 Вт/(м*град). Когда утеплитель промокает, то это значит, что на место воздушных ячеек проникает влага. Так как воздух имеет коэффициент 0,02, а вода 0,6, то структура теряет изоляционные свойства пропорционально степени увлажнения. Часто эта зависимость не линейная, а экспоненциальная.

Температура окружающей среды

Также оказывает влияние на итоговое значение. Для расчета берется формула λ=λо*(1+b*t), в которой под λо подразумевается коэффициент теплопроводности при нулевой температуре, b – определенная справочная величина термокоэффициента, а t – действующее значение в градусах Цельсия.

Имеет значение и то, где установлен утеплитель, чтобы увеличить или уменьшить показатели паропроницаемости и проводимости тепла

Чтобы обеспечить правильные параметры по теплоизоляции для здания, необходимо соблюдать действующие нормативные акты, к которым относятся следующие:

  • СП 23-101-2004 – используются в процессе создания проектов тепловой защиты;
  • СНиП23-01-99 – устанавливают параметры строительной климатологии;
  • СНиП 23-02-2003 – необходимы при актуальных расчетах термической защиты зданий.

Таблица теплопроводности строительных материалов

ВИДЕО: Из чего стоит дом построить

  • В чем разница между пароизоляцией и гидроизоляцией
  • Жидкая кожа для ремонта кожаных изделий
  • Лента ПСУЛ — что это такое и где используется
  • Точка росы и мостики холода

Теплотехнический расчёт наружных стен

В процессе разработки проекта дома очень тщательное внимание нужно уделить теплотехническому расчету наружных стен, чтобы в дальнейшем при эксплуатации не расплачиваться, в прямом смысле, за экономию материалов и неверный подбор ширин и типов ограждающих конструкций.

Определимся с основными вводными:

Место строительства: Тюмень и окрестности
Назначение здания: жилое

Читать еще:  Характеристика кирпича при кладке стен

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в зимний период согласно ГОСТ 30494-96 табл.1 составляет от +20 до +25 градусов, берем минимально допустимое:

Расчетная температура наружного воздуха text, определяется по таблице 1, столбец 5 СНиП 23-01-99 Строительная климатология:

Там же, в 11 столбце, нам понадобится продолжительность отопительного периода, когда среднесуточная температура ниже +8 °С:

Там же, столбец 12, средняя температура наружного воздуха за отопительный период:

Это константные величины для нашего региона. Любая переплата в надежность, или, другими словами в утепление конструкции, поможет сократить дополнительные ежегодные расходы на источнике обогрева (газ, дрова, электричество). Не стоит основываться на собственных воспоминаниях о климатических условиях, они кратковременны и неточны, а здание строится минимум на 50 лет.

Определение градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче:

Rreq= a × Dd + b = 0,00035 × 6120 + 1,4 =

Требуемое сопротивление тепловой защите:

Это основной показатель, с которым мы будем сравнивать все тепловые сопротивления полученных стен из различных материалов для города Тюмени. Для других регионов нужно его пересчитать, основываясь на СНИП.

Кроме этих данных нам потребуются толщины слоев и их коэффициенты теплопроводности λi. Обычно эти данные открыто публикуются производителями материалов, либо их усредненные показатели можно взять в приложении 3, СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.

В нашем примере в качестве утеплителя рассчитаем газоблок «Поревит» толщиной 200 мм, проверим достаточно ли его для утепления.

Название материалаШирина, мλ1, Вт/(м × °С)R1, м 2 ×°С/Вт
Кирпич фасадный (бессер)0,080,960,08 / 0,96 = 0,083
Воздух0,02
Поревит БП-200 (D500)0,20,120,2 / 0,12 = 1,666
Кирпич несущий0,120,870,12 / 0,87 = 0,138
Штукатурка0,020,870,02 / 0,87 = 0,023

Сумма термических сопротивлений всех слоев стены без учета слоя утеплителя

ΣRi = 0,083 + 0,138 + 0,023 = 0,244 м 2 ×°С/Вт

Требуемое сопротивление утеплителя

Rут = R тр — (0,115 + 0,044 + ΣRi) = 3,542 — (0,159 + 0,244) = 3,139 м 2 ×°С/Вт

0,115 = Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности стен

0,044 = Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности

Требуемая толщина утеплителя δут

δут = λ2 × Rут = 0,12 * 3,139 = 0,38 м = 380 мм

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20—40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;
б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

Мы получили толщину утеплителя 380 миллиметров, значит блока «Поревит» с толщиной 200 в кладке недостаточно. Блока шириной 380 мм нет в сортаменте, а потому следует использовать близкий по значению 400 мм.

Определим общее термическое сопротивление стены теперь уже с учетом утеплителя:

R = 0,115 + 0,044 + 0,244 + 0,4/0,12 = 3,736 м 2 ×°С/Вт

Если общее термическое сопротивление больше требуемого, значит расчет выполнен верно:

3,736 > 3,542 м 2 ×°С/Вт

Лирическое отступление

Некоторые могут возразить, мол, строят стены из чистого «Поревита» толщиной 300 мм и в домах тепло — это верно.

, не всегда уличная температура держится в своих минимальных значениях и 7–10 морозных дней можно потерпеть в прохладном здании, а , можно добиться комфортной температуры в помещении увеличив расход тепловой энергии (газ, дрова, электричество).

Полученный показатель дает лишь рекомендованную толщину стен, при соблюдении которой, получите температуру в в помещениях, при соблюдении технологий возведения прочих ограждающих конструкций: пол, потолок, окна, двери.

Типовые конструкции стен

Разберем варианты из различных материалов и различных вариаций «пирога», но для начала, стоит упомянуть самый дорогой и сегодня крайне редко встречаемый вариант — стена из цельного кирпича. Для Тюмени толщина стены должна быть 770 мм или три кирпича.

В противовес, достаточно популярный вариант — брус 200 мм. Из схемы и из таблицы ниже становится очевидно, что одного бруса для жилого дома недостаточно. Остается открытым вопрос, достаточно ли утеплить наружные стены одним листом минеральной ваты толщиной 50 мм?

Название материалаШирина, мλ1, Вт/(м × °С)R1, м 2 ×°С/Вт
Вагонка из хвойных пород0,010,150,01 / 0,15 = 0,066
Воздух0,02
Эковер Стандарт 500,050,040,05 / 0,04 = 1,25
Брус сосновый0,20,150,2 / 0,15 = 1,333

Подставляя в предыдущие формулы, получаем требуемую толщину утеплителя δут = 0,08 м = 80 мм.

Отсюда следует что утепления в один слой 50 мм минеральной ваты недостаточно, нужно утеплять в два слоя с перехлестом.

Любителям рубленных, цилиндрованных, клееных и прочих видов деревянных домов. Можете подставить в расчет любую, доступную вам, толщину деревянных стен и убедиться, что без внешнего утепления в холодные периоды вы: либо будете мерзнуть при равных расходах тепловой энергии, либо тратить больше на отопление. К сожалению, чудес не бывает.

Так же стоит отметить несовершенство стыков между бревнами, что неизбежно ведет к теплопотерям. На снимке тепловизора угол дома снятый изнутри.

Керамзитоблок

Следующий вариант так же набрал популярность в последнее время, керамзитоблок 400 мм с облицовкой кирпичом. Выясним какой толщины утеплитель нужен в этом варианте.

Название материалаШирина, м
Кирпич0,120,870,12 / 0,87 = 0,138
Воздух0,02
Эковер Стандарт 500,050,040,05 / 0,04 = 1,25
Керамзитоблок0,40,450,4 / 0,45 = 0,889

Подставляя в предыдущие формулы, получаем требуемую толщину утеплителя δут = 0,094 м = 94 мм.

Для кладки из керамзитоблока с облицовкой кирпичом требуется минеральный утеплитель толщиной 100 мм.

Газоблок

Газоблок 400 мм с нанесением утеплителя и оштукатуриванием по технологии «мокрый фасад». Величину внешней штукатурки в расчет не включаем из-за крайней малости слоя. Так же, в силу правильной геометрии блоков сократим слой внутренней штукатурки до 1 см.

Название материалаШирина, м
Эковер Стандарт 500,050,040,05 / 0,04 = 1,25
Поревит БП-400 (D500)0,40,120,4 / 0,12 = 3,3
Штукатурка0,010,870,01 / 0,87 = 0,012

Подставляя в предыдущие формулы, получаем требуемую толщину утеплителя δут = 0,003 м = 3 мм.

Здесь напрашивается вывод: блок Поревит толщиной 400 мм не требует утеплителя с внешней стороны, достаточно внешней и внутренней штукатурки или отделки фасадными панелями.

Несмотря на то, что мы получили для газобетона минимальную толщину утеплителя, это вовсе не значит что он не нужен — обязательно нужен.

Если объяснить это коротко, то коэффициенты теплороводности λ всех материалов указываются для идеальных условий: постоянная температура и влажность. В жизни же газобетон увлажняется из-за разности температур внутри и снаружи дома, при этом значительно теряет свои характеристики теплопроводности.

Заключение

Таинство теплотехнического расчета открывает не только возможность в подборе стеновых ограждений: пирог утепленной кровли, полы первого этажа и чердачные перекрытия, всё считается с применением этих формул. Для пола нужно учитывать, что температура в пространстве между землей и полом не опускается ниже +5 градусов, поэтому требуемое сопротивление тепловой защите R тр придется подобрать по-новой.

Станет ли дом тёплым и экономичным зависит только от вас, а в следующей статье мы разберём вопросы: конденсата, точки росы, правильного утепления газобетона и почему в качестве утеплителя стен не стоит использовать пенопласт и пенополистирол.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector