Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет толщины для наружных стен жилого дома

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).

Читайте так же:
Как сделать расшивку облицовочного кирпича

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.

Расчет теплопроводности стены

Чтобы определить, какой толщины возводить стену при постройке дома, нужно научиться рассчитать теплопроводность стен. Этот показатель зависит от используемых строительных материалов, климатических условий.

Нормы толщины стен в южных и северных регионах будут различаться. Если не сделать расчет до начала строительства, то может оказаться так, что в доме зимой будет холодно и сыро, а летом слишком влажно.

Чтобы этого избежать, нужно высчитать коэффициент сопротивления теплопередачи материала для постройки стен и утеплителя.

Для чего нужен расчет

Чтобы сэкономить на отоплении и способствовать созданию здорового микроклимата в помещении, нужно правильно рассчитать толщину стен и утеплительных материалов, которые будем использовать при строительстве. По закону физики, когда на улице холодно, а в помещении тепло, то через стену и кровлю тепловая энергия выходит наружу.

Если неправильно рассчитать толщину стен, сделать их слишком тонкими и не утеплить, это приведет к негативным последствиям:

  • зимой стены будут промерзать;
  • на обогрев помещения будут затрачиваться значительные средства;
  • сместиться точка росы, что приведет к образованию конденсата и влажности в помещении, заведется плесень;
  • летом в доме будет так же жарко, как и под палящим солнцем.

Чтобы избежать этих неприятностей, нужно перед началом строительства просчитать показатели теплопроводности материала и определиться, какой толщины возводить стену, и каким теплосберегающим материалом ее утеплять.

От чего зависит теплопроводность

Проводимость тепла рассчитывают исходя из количества тепловой энергии, проходящей через материал площадью 1 кв. м. и толщиной 1 м при разнице температур внутри и снаружи в один градус. Испытания проводят в течение 1 часа.

Проводимость тепловой энергии зависит от:

  • физических свойств и состава вещества;
  • химического состава;
  • условий эксплуатации.

Теплосберегающими считаются материалы с показателем менее 17 ВТ/ (м·°С).

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.

Читайте так же:
Лего кирпич состав смеси для изготовления

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.

Допустимые значения в зависимости от региона

Минимально допустимое значение проводимости тепла для различных регионов указано в таблице:

Показатель теплопроводностиРегион
12 м2•°С/ВтКрым
22,1 м2•°С/ВтСочи
32,75 м2•°С/ВтРостов—на—Дону
43,14 м2•°С/ВтМосква
53,18 м2•°С/ВтСанкт—Петербург

У каждого материала есть свой показатель проводимости тепла. Чем он выше, тем больше тепла пропускает через себя этот материал.

Показатели теплопередачи для различных материалов

Величины проводимости тепла материалами и их плотность указаны в таблице:

МатериалВеличина теплопроводностиПлотность
Бетонные1,28—1,512300—2400
Древесина дуба0,23—0,1700
Хвойная древесина0,10—0,18500
Железобетонные плиты1,692500
Кирпич с пустотами керамический0,41—0,351200—1600

Теплопроводность строительных материалов зависит от их плотности и влажности. Одни и те же материалы, изготовленные разными производителями, могут отличаться по свойствам, поэтому коэффициент нужно смотреть в инструкции к ним.

Расчет многослойной конструкции

Если стену будем строить из различных материалов, допустим, кирпич, минеральная вата, штукатурка, рассчитывать величины следует для каждого отдельного материала. Зачем полученные числа суммировать.

В этом случае стоит работать по формуле:

Rобщ= R1+ R2+…+ Rn+ Ra, где:

R1-Rn- термическое сопротивление слоев разных материалов;

Ra.l– термосопротивление закрытой воздушной прослойки. Величины можно узнать в таблице 7 п. 9 в СП 23-101-2004. Прослойка воздуха не всегда предусмотрена при постройке стен. Подробнее о расчетах смотрите в этом видео:

На основании этих подсчетов можно сделать вывод о том, можно ли применять выбранные стройматериалы, и какой они должны быть толщины.

Последовательность действий

Первым делом, нужно выбрать строительные материалы, которые будете использовать для постройки дома. После этого рассчитываем термическое сопротивление стены по описанной выше схеме. Полученные величины следует сравнивать с данными таблиц. Если они совпадают или оказываются выше, хорошо.

Если величина ниже, чем в таблице, тогда нужно увеличить толщину утеплителя или стены, и снова выполнить подсчет. Если в конструкции присутствует воздушная прослойка, которая вентилируется наружным воздухом, тогда в учет не следует брать слои, находящиеся между воздушной камерой и улицей.

Как выполнить подсчеты на онлайн калькуляторе

Чтобы получить нужные величины, стоит ввести в онлайн калькулятор регион, в котором будет эксплуатироваться постройка, выбранный материал и предполагаемую толщину стен.

В сервис занесены сведения по каждой отдельной климатической зоне:

  • t воздуха;
  • средняя температура в отопительный сезон;
  • длительность отопительного сезона;
  • влажность воздуха.

Температура и влажность внутри помещения – одинаковы для каждого региона

Сведения, одинаковые для всех регионов:

  • температура и влажность воздуха внутри помещения;
  • коэффициенты теплоотдачи внутренних, наружных поверхностей;
  • перепад температур.

Чтобы дом был теплым, и в нем сохранялся здоровый микроклимат, при выполнении строительных работ нужно обязательно выполнять расчет теплопроводности материалов стены. Это несложно сделать самостоятельно или воспользовавшись онлайн калькулятором в интернете. Подробнее о том, как пользоваться калькулятором, смотрите в этом видео:

Для гарантировано точного определения толщины стен можно обратиться в строительную компанию. Ее специалисты выполнят все необходимые расчеты согласно требованиям нормативных документов.

Как теплопроводность пенобетона сравнить с коэффициентом теплопередачи силикатного кирпича

Теплопроводность пенобетона – один из основных показателей, влияющих на стремительное повышение интереса к данному материалу. Наряду с небольшим весом и значительными габаритами, идеальной геометрией и другими особенностями, существенно упрощающими и удешевляющими процесс строительства, теплоизоляционные характеристики пенобетона делают его одним из самых популярных материалов.

Коэффициент теплопроводности пенобетона может быть разным и зависит от числа, величины пор внутри ячеистого материала, уровня плотности. Марки с самыми высокими теплоизоляционными характеристиками демонстрируют невысокую прочность, материал с большой теплопроводностью способен выдерживать большие нагрузки. И часто главная задача при выборе марки пеноблока – сохранение баланса: оптимального уровня прочности и высокого теплосбережения.

По мере повышения коэффициента теплопроводности ухудшаются теплоизоляционные свойства материала: это значит, что зимой тепло будет уходить из дома быстро, а летом конструкция станет стремительно нагреваться. Пенобетон изготавливают из цемента, песка, воды и специального пенообразователя. Вещество вспенивает смесь, благодаря чему в структуре материала появляются воздушные поры закрытого типа. В них находится воздух, который сохраняет тепло.

Чем больше пор – тем более высокие характеристики теплоизоляции, но тем менее плотный и более хрупкий материал. Показатель теплопроводности меняется от марки к марке (у D100 минимальный, у D1200 – максимальный). Но в общем, если сравнивать пенобетон и другие строительные материалы (кирпич обычный или силикатный, бетон), ячеистый бетон значительно превосходит показатели остальных вариантов, немного уступая лишь дереву.

Виды пеноблоков

Пенобетон производят по единой технологии путем смешивания основных компонентов, разливки смеси в формы, сушки под давлением и высокой температурой в автоклаве, дальнейшей нарезки и складирования. Производство осуществляется по единой технологии, но вот состав раствора для заливки может быть разным. Чем меньше пенообразователя добавлено в смесь, тем более плотным и прочным, тяжелым получится материал.

Но за счет уменьшенного числа пор способность сохранять тепло у такого материала понижается пропорционально уменьшению количества пустот в структуре. По уровню плотности (а значит, и весу, прочности, теплопроводности) пенобетон делят на три основных категории – для теплоизоляции, строительства и комбинированный тип.

Зависимость сопротивления теплопередаче от плотности бетона

Воздух – эффективный натуральный теплоизоляционный материал. За счет того, что структура пеноблоков пористая, они хорошо сохраняют тепло и демонстрируют невысокий показатель теплопроводности (если сравнивать с другими строительными материалами). Так, значение намного ниже, чем у бетона или кирпича.

Обычным пользователям значения теплопроводности не говорят ни о чем, поэтому сравнить строительные материалы можно в таком примере: для получения стены, способной демонстрировать показатель теплопроводности на уровне 0.18 Вт/м*К, нужно применить пеноблоки марки D700 величиной 600х300х200 миллиметров. Для получения аналогичного значения при строительстве из шлакоблоков толщина стены должна быть минимум 108 сантиметров, из кирпича – около 140 сантиметров.

Коэффициент теплопроводности меняется от марки к марке и напрямую влияет на плотность/прочность материала. Блоки с минимальной прочностью и небольшим весом используют для выполнения мероприятий по теплоизоляции, подходят они для строительства межкомнатных перегородок, на которые будут воздействовать минимальные нагрузки. Плотность таких блоков должна быть на уровне 400-500 кг/м3.

Пенобетон с высоким показателем плотности (в районе 1000-1200 кг/м3) за счет уменьшенного размера и числа ячеек в структуре более плотный и прочный, но теплопередача выше. Такой материал используют для возведения несущих стен малоэтажных зданий. Средней плотности пеноблоки (в районе 600-700 кг/м3) демонстрируют свойства на среднем уровне: могут выдерживать оптимальные нагрузки и достаточно теплостойкие.

Расчет теплопроводности стен из пенобетона

Выполняя расчеты перед строительством здания, очень важно учитывать уровень теплопроводности, который влияет на выбор пеноблоков, а также поиск оптимальной толщины стены, возведенной из материала. Сначала определяются с вариантом выполнения стен: это могут быть кирпич/блок/штукатурка или блок, покрытый штукатуркой с обеих сторон.

Для выполнения расчетов нужно знать показатель коэффициента теплопередачи выбранных материалов, которые используются для строительства стены. Так, кирпич демонстрирует значение 0.56, штукатурка на уровне 0.58, блоки могут давать разные значения в зависимости от марки (обязательно нужно смотреть в таблице). Также важно учитывать коэффициент сопротивления стен теплопередаче – средний показатель обычно равен 3.5.

От общего значения 3.5 отнимают показатель сопротивления теплопередаче слоя штукатурки в 2 сантиметра (0.02/0.58=0.03), 12 сантиметров кирпича (0.12/0.56=0.21), если выбран первый вариант, либо 4 сантиметра штукатурки (0.04/0.58=0.06), если выбран второй вариант создания стен.

В первом варианте (если применяется кирпич) стена из пенобетона должна обеспечить показатель сопротивления теплопередаче на уровне 3.26. Так, если для строительства выбран пеноблок марки D600, толщина стены должна быть 45.6 сантиметра (3.26х0.14=456 миллиметров), если D800 – толщина стены нужна 68.4 сантиметра (3.26х0.21=684 миллиметра). Сделать стены тоньше и добиться нужных значений можно с использованием теплоизоляционных материалов.

  • Оптимальная марка – обозначается индексом D, означает плотность, вес, прочность, теплопроводность. Чем выше марка, тем больше прочность/плотность, теплопроводность и вес.
  • Толщина стены – высчитывают в каждом случае отдельно, с учетом используемых материалов, теплоизоляции и других аспектов.
  • Качество пенобетона – материал лучше выбирать автоклавный, созданный в условиях завода, с применением специального оборудования, проверкой качества, выдачей сертификатов и гарантией соответствия всем указанным характеристикам.

Теплопроводность пенобетона – один из ключевых показателей, который обязательно нужно учитывать при выборе материала и составлении проекта будущего строения, выполнении расчетов, планировании всех этапов строительства.

Теплопроводность кирпичной стены

Статистика свидетельствует, что несмотря на последние разработки в области строительства и применением новых технологий, а вместе с ними и новых строительных материалов в домостроении, застройщики по прежнему не забывают о старом добром друге строителя — кирпиче. И все потому, что кирпич обладает множеством

положительных качеств, благодаря которым он продолжает оставаться номером один в строительстве жилых домов.

Свойства кирпичных стен

Во-первых, кирпич относится к негорючим материалам. Во-вторых, его высокая экологичность обусловлена тем, что для его производства используется глина — проверенный временем абсолютно безопасный материал. В-третьих, за счет свойства кирпича пропускать воздух, кирпичные стены «дышат», поэтому внутри кирпичного дома создается благоприятная среда для проживания. К несомненным плюсам стен из кирпича нужно отнести и их устойчивость к природным капризам.

Кирпичные стены обладают прекрасными шумоизоляционными свойствами и славятся своей долговечностью. В дополнение ко всему кирпич обладает не только богатой гаммой цветовых решений(красный, белый, кремовый, розовый, желтый и т.д.), но и разнообразием в форме и фактуре. Поэтому если Вы хотите построить для себя, крепкий, красивый и неповторимый по дизайну дом, выбирайте кирпич. Кстати, изготовить кирпич можно и самостоятельно.

И вместе с тем, строительство из кирпича отличается своей высокой стоимостью. Так как кирпичные стены получаются очень тяжелыми, то они требуют для себя более мощного фундамента(возрастают затраты на обустройство фундамента). Кроме того из-за высокой теплопроводности кирпича для постройки домов с круглогодичным проживанием, требуется возведение более толстых стен(минимум 510 мм).

Коэффициент теплопроводности

Способность стены передавать тепло — называется «теплопроводностью стены». Для числового определения параметров теплопроводности применяют коэффициент теплопроводности — λ (лямбда) , измеряемый в Вт/(м2*С°). Суть коэффициента: чем он меньше, тем ниже будут затраты на отопление.

Теплопроводность кирпича сильно варьируется в зависимости от его состава, влажности и плотности. То есть чем выше плотность кирпича, тем его теплопроводность выше. Например теплопроводность силикатного кирпича(90 % — кварцевый песок плюс 10 % извести), ниже теплопроводности керамического кирпича(обожженная глиняно-песчаная смесь). Следовательно силикатный кирпич способен дольше, чем керамический удерживать тепло, поэтому его в основном применяют в отделке кирпичных фасадов.

По плотности кирпичную продукцию делят на три большие группы:

  • обыкновенный кирпич, плотность 1700—1800 кг/м³ ;
  • условно-эффективный кирпич (1400—1600 кг/м³);
  • эффективный кирпич (менее 1100 кг/м³);

В первую группу входят полнотелые кирпичи, коэффициент λ которой составляет 0,6-0,7 Вт/(м2*С°). Вторую группу представляют пустотные кирпичи с долей пустот от 5 до 40 % и λ = 0,35-0,5 Вт/(м2*С°). И наконец третья группа — это группа поризованных кирпичей с коэффициентом λ= 0,18-0,25 Вт/(м2*С°).

Благодаря такому многообразию форм и составу кирпича, а так же широкой вариативности кирпичной кладки, эксплуатационные характеристики и толщину кирпичной стены можно варьировать. Снижение коэффициента теплопроводности достигается путем создания во время кладки замкнутых воздушных камер.

Расчет теплопроводности кирпичной стены

Так какой же толщины должна быть кирпичная стена, чтобы она смогла защитить нас от российских морозов? Как дорого это будет стоить? И тут нам не обойтись без помощи современных технологий в домостроении. Так например применение «эффективной» кладки позволяет нам не только не разориться на строительстве но и позволяет качественно утеплить кирпичную стену. Суть приема в том, что кладется не сплошная кирпичная стена, а всего два ряда кирпичей, с заполнением пространства между ними утеплителем. Существенно уменьшить толщину стены и одновременно снизить ее теплопроводность позволяют последние разработки в области утепления фасадов.

Для того чтобы понять сколько нам придется тратить на отопление дома, при той или иной конструкции кирпичной стены, нам необходимо заранее просчитать теплосопротивление выбранной конструкции кирпичной стены.

Как правило кирпичная стена жилого дома состоит из нескольких слоев. И для того чтобы определить ее теплосопротивление, нужно предварительно рассчитать теплосопротивление каждого ее слоя. Обозначим коэффициент теплосопротивления за R,тогда теплосопротивление стены из одного слоя можно рассчитать по формуле: R = δ / λ

где — λ (лямбда) коэффициент теплопроводности материала из которого состоит слой, а δ (дельта) — толщина этого слоя в метрах. Суммируя полученные значения по каждому из слоев получаем теплосопротивление всей конструкции. Ну и для того чтобы понять насколько она получится теплой, нужно полученное значение сравнить с табличным значением теплосопротивления для города или района в котором ведется строительство.

Применяя данную схему, можно самостоятельно просчитать теплосопротивление любой конструкции стены и выбрать в итоге для себя тот вариант, который Вас полностью удовлетворит по оптимальному соотношению цена-качество, и именно для вашего региона строительства.

Рекомендую посмотреть также и видео по данной теме:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector