Как рассчитать толщину стены по теплопроводности

Как рассчитать толщину утеплителя для дома?

Наружное утепление дома или квартиры – это весьма ответственное задание, к которому нужно отнестись со всей серьезностью. Принцип «тепло там — где сухо», как нельзя лучше описывает качественно выполненную теплоизоляцию. Ведь свойства утеплителя сведутся к «нулю», если утеплитель напитает влагу, поэтому основная задача изолировщиков — бороться с конденсатом и обеспечивать вывод паров из слоев теплоизоляции, а также рационально рассчитать необходимую толщину теплоизоляции.

Как лучше поступить

На сегодняшний день это можно сделать самостоятельно: произвести необходимые расчеты, выяснить оптимальные материалы для работы и самостоятельно их установить.

Можно предпочесть работу заказу крупной фирме, которая сможет за отдельную плату совершить точный расчет, подобрать материалы и приступить к их монтажу.

Конечно, в случае, если вы все сделаете сами, претензии выдвигать будет некому.

В случае с фирмой, вы сможете пожаловаться на некачественную, недобросовестную работу или же когда требуемый эффект от произведенных работ не был достигнут.

Для расчет теплопроводности стены можно воспользоваться специальными программами, специализированными онлайн-калькуляторами, которые помогут вам получить нужные цифры.

Или же вы сможете это сделать самостоятельно. Многие заблуждаются, думая, что сами не в состоянии произвести расчеты, подсчитать, сколько теплоизоляции для работы будет необходимо на комнату, квартиру или же дом. Это сделать необычайно просто, ведь рассчитать толщину необходимой теплоизоляции можно довольно просто: на всех материалах производители указывают коэффициент теплопроводности.

Этикетка с коэффициентом

О чего зависит толщина стенок?

Этот показатель в первую очередь определяется климатом региона, в котором строится дом. Важнейшее значение в расчетах имеет такой показатель, как уровень сопротивления теплоотдаче. Значения данного показателя в разных городах буду различаться. Чем холоднее климат, тем выше требуемый минимальный порог теплосопротивления стен.

Сопротивление теплопередаче регламентируется нормативными документами и имеет постоянное значение в рамках каждого региона.

Полную таблицу значений требуемого сопротивления теплопередаче по городам РФ можно скачать здесь Таблица теплосопротивлений.

Еще одним важным фактором является материал стен. Значение имеет теплопроводность всех материалов, входящих в состав так называемого «пирога».

Значения теплопроводности всех возможных стройматериалов можно найти в Таблица теплопроводности материалов.

Выполняем расчеты

Расчет толщины стен по теплопроводности является важным фактором в строительстве. При проектировании зданий архитектор рассчитывает толщину стен, но это стоит дополнительных денег. Чтобы сэкономить, можно разобраться, как рассчитать нужные показатели самостоятельно.

Скорость передачи тепла материалом зависит от компонентов, входящих в его состав. Сопротивление передачи тепла должно быть больше минимального значения, указанного в нормативном документе «Тепловая изоляция зданий».

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены в зависимости от применяемых в строительстве материалов.

δ это толщина материала, используемого для строительства стены;

λ показатель удельной теплопроводности, рассчитывается в (м2·°С/Вт).

Когда приобретаете стройматериалы, в паспорте на них обязательно должен быть указан коэффициент теплопроводности.

Значения параметров для жилых домов указаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003.

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Итак, немного теории, чтобы определиться с терминами и понять, как рассчитать теплосопротивление стены.

Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью.
Итак, теплопроводность – это количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).
То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла.

Как рассчитать теплопроводность стены?

Чтобы рассчитать теплосопротивление слоя нужно его толщину в метрах разделить на коэффициент теплосопротивления материалов, из которых он выполнен.
Как рассчитать коэффициент теплопроводности? Эти расчеты делаются в лабораторных условиях. Тем не менее, узнать его несложно: нормальный производитель всегда предоставляет эти данные, указан он и в СНиПе в разделе «Строительная теплотехника», правда, там представлены не все современные материалы. Если вы хотите знать теплосопротивление материалов, таблица с некоторыми из них представлена на данной странице.

Как пользоваться коэффициентом теплопроводности? В СНИПе указано два режима эксплуатации А и Б. Режим А подходит для сухих помещений (влажность меньше 50%) и для районов, удаленных от морских берегов. Для московского региона, например, подходит режим А. Таким образом, теплосопротивление стен по регионам может отличаться.

Теплосопротивление слоя =	толщина слоя (м)
	Коэффициент теплопроводности материала ( )

Теплосопротивление многослойной конструкции считается как сумма теплосопротивлений каждого слоя. (В случае с одним слоем все просто – его теплосопротивление и будет теплосопротивлением всей конструкции.)

Теплосопротивление конструкции = теплососпротивление слоя 1 + теплосоротивление слоя 2 + и т.д.

Единицы измерения теплосопротивления —

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены по теплопроводности на конкретных примерах.

Пример 1

Стена толщиной в полтора кирпича, или, если перевести в международную систему измерения, 0,37 метра (37 сантиметров). Как посчитать теплопроводность стены?

Все, кто имел опыт работы с кирпичом, знают, что кирпич может быть разным. И коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, соответственно, тоже разный. Кроме того, теплопроводность кирпичной стены на обычном цементно-песчаном растворе будет ниже, чем коэффициент отдельного кирпича. Как посчитать коэффициент теплопроводности стены в таком случае? Для расчетов будет правильно использовать именно значение для кладки.

Вид кирпича	Коэффициент теплопро- водности*,	Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе, плотность 1800 кг/м³*	Теплосопроти- вление стены толщи- ной 0,37 м,
Красный глиняный (плотность 1800 кг/м³)	0,56	0,70	0,53
Силикатный, белый	0,70	0,85	0,44
Керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м³)	0,41	0,49	0,76
Керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м³)	0,31	0,35	1,06

(*из межгосударственного стандарта ГОСТ 530-2007)

Итак, мы убедились, что не все кирпичи одинаковы. И теплопроводность кирпичной кладки в зависимости от вида кирпича может отличаться в 2 раза. Ваш дом из какого кирпича? А мы рассмотрим самый лучший результат (плотность кирпичной кладки полтора керамических пустотелых кирпича). В данном случае теплосопротивление кирпича 1,06 . Запомним результат и перейдем к следующему примеру.

Пример 2

Допустим, мы хотим построить дачный домик из бруса сечением 15 см. Снаружи и изнутри отделаем вагонкой. Что получим? Коэффициент теплосопротивления дерева поперек волокон (данные из СНиПов) составляет 0,14 . Теперь делаем расчет теплосопротивления стены: толщину материала разделим на коэффициент теплопроводности.

Для бруса (это 0,15 м дерева) теплосопротивление составит (0,15/0,14) 1,07 .

Для вагонки (толщина 20 мм или 0,02 м) – 0,143 . Да, вагонка с двух сторон, значит 0.143 х 2 = 0,286 . Справедливости ради заметим, что на практике теплосопротивлением вагонки чаще всего пренебрегают, так как на стыках она имеет еще меньшую толщину, следовательно, меньшее теплосопротивление материала.

Запомним общее расчетное теплосопротивление стены из 15-исантиметрового бруса, обшитого изнутри и снаружи вагонкой, –
1,356 .

Чтобы не было необходимости делать расчёт теплосопротивления стены для каждого материала, в приведенной здесь таблице мы собрали данные по теплосопротивлению материалов, часто используемых при строительстве домов.

Таблица теплосопротивления материалов

Снова обратимся к СНиПам: теплосопротивление наружной стены, например, в Московской области должно быть не меньше 3 . Помните цифры, которые мы получили? В Российской Федерации нет районов, для которых эта величина составляла хотя бы 1,5 (не говоря уже о значениях еще ниже). Для сравнения приведем такие данные: в Германии эта норма определена не менее 3,4 , в Финляндии — не менее 5 (это, разумеется, уже не по нашим СНиПам, а по их регламентирующим документам).

Эти требования — для домов постоянного проживания. Если дом (как написано в СНиПах) предназначен для сезонного проживания, либо отапливается менее 5 дней в неделю, эти требования на него не распространяются.
Итак мы можем сделать вывод, что в домах со стенами в 1,5 кирпича, либо из бруса в 15 см проживать постоянно… нежелательно. Но ведь живем же! Да, только цена отопления 1 м³ из года в год становится все выше. Со временем все домовладельцы перейдут к эффективному утеплению домов — экономические соображения заставят заранее рассчитать теплопроводность стены и выбрать наилучшее техническое решение.

Толщина отдельного элемента

толщина материалов для постройки стен

Совершая расчет толщины стены из кирпича, нужно учитывать еще и то, какой толщины будет непосредственно отдельный его элемент. В современном строительстве принято применять следующие его типы:

• одинарный;
• полуторный;
• двойной.

Самая обычная единица кирпича будет иметь следующие габариты — 25 х1,2х6,5 см. Такие размеры остаются неизменными еще с первой половины прошлого столетия, когда они были закреплены в соответствующей документации. У полуторного экземпляра размер будет составлять 25х12х8,8 см. Еще лучше для наружных стен будет использовать двойной вариант. Его габариты — 2,5 см х12смх13,8см.

Расчет теплоизоляционного слоя: формулы и примеры

Чтобы иметь возможность точно рассчитать величину утепления, необходимо найти коэффициент сопротивления теплопередачи всех материалов стены или другого участка дома. Он зависит от климатических показателей местности, поэтому вычисляется индивидуально по формуле:

tв — показатель температуры внутри помещения, обычно составляет 18-22ºC;

tот — значение средней температуры;

zот — длительность отопительного сезона, сутки.

Значения для подсчета можно найти в СНиП 23-01-99.

При вычислении теплового сопротивления конструкции, необходимо сложить показатели каждого слоя: R=R1+R2+R3 и т. д. Исходя из средних показателей для частных и многоэтажных домов определены примерные значения коэффициентов:

• стены — не менее 3,5;
• потолок — от 6.

Толщина утеплителя зависит от материала постройки и его величины, чем меньше теплосопротивление стены или кровли, тем больше должен быть слой изоляции.

Пример: стена из силикатного кирпича толщиной в 0,5 м, которая утепляется пенопластом.

Rст.=0,5/0,7=0,71 — тепловое сопротивление стены

R- Rст.=3,5-0,71=2,79 — величина для пенопласта

Имея все данные, можно рассчитать необходимый слой утеплителя по формуле: d=Rxk

Для пенопласта теплопроводность k=0,038

d=2,79×0,038=0,10 м — потребуются плиты пенопласта толщиной в 10 см

По такому алгоритму легко подсчитать оптимальную величину теплоизоляции для всех участков дома, кроме пола. При вычислениях, касающихся утеплителя основания, необходимо обратиться к таблице температуры грунта в регионе проживания. Именно из нее берутся данные для вычисления ГСОП, а далее ведется подсчет сопротивления каждого слоя и искомая величина утеплителя.

Дерево дереву рознь: толщина реальная и идеальная

Толщина стен дома из массива

При строительстве дома из оцилиндрованного бревна необходимо учитывать перепады по волнам — диаметр 200 мм на стыке дает 100-120 мм. Соответственно, в узких местах защита падает на 40-50 %. Теплоизоляцию нужно считать именно по характеристикам на стыках. Вторая опасность массива — трещины древесины и щели между венцами. Материал в первые месяцы (до полутора лет) проходит этап интенсивной усадки — дерево принимает окончательную форму, волокна скручиваются, трескаются. Трещины иногда доходят до центра бревна или раскалывают брус на две части.
При появлении трещин и щелей теплоизоляция падает. Если стена открытая (строители рекомендуют в первый год отказаться от отделки и утепления), то ее конопатят. В дальнейшем рекомендуется проводить осмотры, заделывать трещины и обновлять межвенцовую теплоизоляцию каждые 5-7 лет.

Толщина стен дома из клееного бруса

Ситуация более приятная — высокотехнологичный материал склеен из нескольких заранее просушенных ламелей. Форма не меняется с годами, многослойная структура защищает от глубоких трещин. В результате начальная теплоизоляция сохраняется на расчетном уровне. По крайней мере, отзывы владельцев о клееном брусе и отчеты аварийных инспекторов GOOD WOOD не сообщают о проблемах с ухудшением теплоизоляции. Теоретически толщина клееного бруса не ограничена, но в большинстве случаев используется стандартная толщина — 160, 175, 200, 240 мм.

Характеристики таких стен проверены настолько тщательно и подробно, что специалисты GOOD WOOD разработали калькулятор для расчета ежемесячных затрат на отопление большинства типовых проектов:

При строительстве домов из клееного бруса «под ключ» калькулятор помогает оценить расходы заранее и осознанно выбрать параметры стен, характеристики перекрытий, конструкцию окон.

Многослойные конструкции — альтернатива увеличению толщины стен

Для комфортного проживания без больших затрат на отопление в доме из газобетонных блоков можно использовать не только метод увеличения толщины стен. Еще один эффективный способ — возводить конструкции из двух или трех слоев с применением утеплителя и отделочного материала.

Популярные способы создания таких конструкций

• Облицовка кирпичом без утепления. При этом между слоями оставляют вентиляционный зазор. Кирпичная кладка осуществляется по стандартной технологии с применением гибких связей.
  

• Оштукатуривание. В случае с двухслойной конструкции помимо слоя штукатурки используется утеплитель. Для утепления чаще всего используется полужесткая базальтовая вата. Ее толщину следует подбирать в соответствии с СП 23-101-2004.
• Облицовка с утеплителем. В этом случае возводится 3-слойная конструкция. Используется вентфасад с утеплителем или отделка кирпичом с дополнительным утепляющим слоем между внутренней и внешней стеной.

  

  Наружное утепление дома со стенами из газобетона необходимо выполнять комплексно. При этом важно учитывать изоляцию цоколя и фундамента, создание отмостки. При монтаже нескольких слоев следует обращать внимание на то, что коэффициент их паропроницаемости должен идти по нарастающей изнутри наружу. В таком случае пар не будет накапливаться в ячеистых блоках и беспрепятственно выйдет на улицу.

  При строительстве дома из газобетона следует придерживаться такой толщины стен, чтобы обеспечивалась низкая теплопередача при высокой прочности конструкции. Принять во внимание оба эти фактора позволяет учет таких показателей при выборе газоблоков, как класс прочности, плотность и коэффициент теплопроводности. Большое значение для правильного расчета толщины стены из блоков газобетона имеют и климатические условия региона.

  0 0 голоса

  Рейтинг статьи