Теплопередача ограждающих конструкций — это сложный процесс, включающий конвекцию, теплопроводность и излучение. Все они происходят совместно при преобладании одного из них. Теплоизоляционные свойства конструкций ограждения, которые отражаются через сопротивление теплопередаче, должны соответствовать действующим строительным нормам.
В строительстве задают нормативные требования к величине потока тепла через стенку и через него определяют ее толщину. Одним из параметров для его расчета служит температурный перепад снаружи и внутри помещения. За основу берут самое холодное время года. Другим параметром является коэффициент теплопередачи К — количество тепла, переданного за 1 с через площадь 1 м2, при разности температуры наружной и внутренней среды в 1 ºС. Величина К зависит от свойств материала. По мере его снижения возрастают теплозащитные свойства стены. Кроме того, холод в помещение будет проникать меньше, если будет больше толщина ограждения.
Конвекция и излучение снаружи и изнутри также влияют на утечку тепла из дома. Поэтому за батареями на стенах устанавливают отражающие экраны из алюминиевой фольги. Подобную защиту делают также внутри вентилируемых фасадов снаружи.
Наружные стены составляют максимальную часть площади дома и через них энергетические потери достигают 35-45%. Строительные материалы, из которых изготовлены ограждающие конструкции, имеют разную защиту от холода. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух. Поэтому пористые материалы имеют самые низкие значения коэффициентов теплопередачи. Например, у строительного кирпича К = 0,81 Вт/(м2·оС), у бетона К = 2,04 Вт/(м2·оС), у фанеры К = 0,18 Вт/(м2·оС), а у пенополистирольных плит К = 0,038 Вт/(м2·оС).
В расчетах применяют величину, обратную коэффициенту К, - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. Оно является нормируемой величиной и не должно быть ниже определенного заданного значения, поскольку от него зависят затраты на отопление и условия пребывания в помещениях.
На коэффициент К влияет влажность материала ограждающих конструкций. У сырого материала вода вытесняет воздух из пор, а ее теплопроводность выше в 20 раз. В результате ухудшаются теплозащитные свойства ограждения. Влажная кирпичная стена пропускает на 30% больше тепла по сравнению с сухой. Поэтому фасад и крыши домов стараются облицовывать материалами, на которых вода не удерживается.
Потери тепла через стены и стыки проемов в значительной степени зависят от ветра. Несущие конструкции — воздухопроницаемые, и воздух через них проходит снаружи (инфильтрация) и изнутри (эксфильтрация).
Наружная облицовка вентилируемых фасадов устанавливается с зазором, в котором циркулирует воздух. Она не влияет на сопротивление теплопередаче стен, но хорошо противостоит ветровой нагрузке, уменьшая инфильтрацию. Воздух может проникать в места соединения оконных и дверных коробок со стенными проемами. Из-за этого уменьшается сопротивление теплопередаче окон на крайних участках. В этих местах помещают эффективную изоляцию, препятствующую оттоку тепла по наиболее короткому пути. Сопротивление теплопередаче стен и окон в местах сопряжения будет минимальным, и конденсат на стеклопакете не образуется, если расположить рамы посередине откоса.
Необходимые защитные свойства и энергосбережение достигается применением теплоизоляционных многослойных панелей, которыми защищают весь фасад дома снаружи и изнутри. Системы навесного вентилируемого фасада устанавливаются в любое время года и при любой погоде. За счет дополнительного утепления устраняются «мостики холода» и повышается комфорт проживания.
Через пол этажа потери тепла достигают 3-10%. Строители мало заботятся об их утеплении, оставляя щели. В лучшем случае производится их косметическая заделка цементным раствором. Если температура поверхности пола ниже, чем в помещении, на 2 ºС, значит, теплоизоляция цоколя выполнена некачественно.
Особенно велики потери тепла через крышу в одно- и двухэтажных домах. Они достигают 35%. Современные теплоизолирующие материалы позволяют надежно защитить потолок и крышу от действия внешней среды и потерь тепла изнутри.
В физическом смысле сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции характеризует уровень ее теплоизоляционных свойств и находится из соотношения
Защитные свойства стены определяются процессами температурного обмена на ее наружной и внутренней поверхностях, а также в толще материала. Для сложного ограждения суммарное сопротивление теплопередаче будет иметь вид:
где R1, R2, Rn характеризуют свойства отдельных слоев, а Rв, Rн— внутреннее и внешнее взаимодействие с воздухом.
На практике конструкции являются неоднородными и содержат элементы крепления слоев и прочие связи, образующие «мостики холода». Неоднородность конструкций может значительно снижать сопротивление теплопередаче всей конструкции. Поэтому его приводят к некоторому усредненному значению R0' для эквивалентного ограждения с равномерными свойствами по всей площади. Например, в расчетах толщины стен здания учитываются теплопотери в оконных и дверных откосах, воротах, отдельных элементах здания через величину приведенного сопротивления теплопередаче. На картинке стрелками показано, как теплопроводное бетонное перекрытие вытягивает тепло наружу.
Приведенное сопротивление теплопередаче определяется после определения всех основных площадок действия разных тепловых потоков. После этого, в соответствии с ГОСТ 26254-84, производится расчет по формуле:
F — площадь ограждающей конструкции;
Fn— площадь характерной n-й зоны;
R0n —сопротивление теплопередаче характерной n-й зоны.
Таким образом, фактические тепловые потоки через сложную конструкцию приводятся к равномерной теплопередаче через ее проекцию.
Согласно ГОСТ Р 54851-2011, удельный тепловой поток через ограждающие конструкции определяется из выражения:
где tвн и tн – температура воздуха в помещении, выбираемая по ГОСТ 30494, и температура снаружи, определяемая как средняя по самой холодной пятидневке за год.
Инфракрасная технология позволяет определять места, где сопротивление теплопередаче снижается. На картинке видно «мостики холода», где происходит большая потеря тепла. Температура в зоне синего цвета на 8 ºС меньше остальной.
Окна занимают небольшую часть поверхности дома, но даже у двойных стеклопакетов теплозащита в 2-3 раза слабее, чем у стен. Современные энергосберегающие окна по характеристике температурной защиты приближаются к свойствам стен.
Для каждого стеклопакета существуют свои эксплуатационные характеристики. На первом месте среди них стоит приведенное сопротивление теплопередачи, в зависимости от величины которого каждое изделие разделяют по классам.
Самый низкий класс - Д2 - представляют однослойные стеклопакеты с толщиной стекла 4 мм (R0' = 0,35 - 0,39 м·°С/Вт). Если окно имеет сопротивление теплопередаче стеклопакетов ниже приведенных минимальных значений, то его никак не классифицируют. По мере увеличения температурной защиты энергоэффективные окна снижают светопропускание.
Самый высокий класс сопротивления теплопередаче — А1 - представляют двухкамерные энергосберегающие окна с инертным газом и защитными покрытиями (R0' > = 0,8 м·°С/Вт). Их теплозащитные свойства выше, чем у некоторых стен из строительных материалов.
Сопротивление теплопередаче стеклопакетов зависит от следующих факторов:
Когда рассчитывается сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей, необходимо учитывать влияние краевой зоны, поскольку в месте соединения стеклопакета с профилем окна может выпадать конденсат. 
При монтаже также следует обращать внимание на качество уплотнения проемов. Через термографическое устройство можно увидеть, как холод проникает в дом через верхнюю и правую части двери (картинка снизу).
Какими бы эффективными ни были стеклопакеты, при свободном прохождении воздуха между рамами и стенами все их преимущества будут потеряны.
Выбор окон вместе с балконными дверями для каждого региона производится в соответствии с требуемой величиной сопротивления теплопередаче R0' и климатическими условиями, определяемыми количеством градусо-суток периода отопления.
Нормированные сопротивления теплопередаче стен и окон позволяют возводить энергоэффективные здания и сооружения. При расчетах температурных характеристик стен необходимо учитывать неоднородные свойства конструктивных элементов. Для поддержания микроклимата нужна надежная защита всех частей дома от холода. Это позволяют сделать современные утеплители.
fb.ru
Строительство домов, квартир, зданий требует соблюдения большого количества нюансов, факторов, которые при их несоблюдении способны повлиять на качество постройки. Существуют стандарты, нормы, от которых отходить не рекомендуется. До начала строительства необходимо создать план, произвести расчет по давлению, производимому на несущие конструкции другими неотъемлемыми частями здания. Коэффициент сопротивления теплопередаче показывает, насколько быстро материалы допустят холод с улицы в жилище.
Правильно рассчитать теплопередачу приведенного материала так же важно, как и другие данные. От результатов полученных данных зависит то, насколько жилище будет теплым, какие показатели экономии тепла в нем. Можно примерно рассчитать расход на энергию, затрачиваемую на отопление дома. Кроме того, будет ясна прочность, надежность сооружения.
Стенам и иным частям дома свойственно при больших морозах промерзание. Если не учитывать правила теплопередачи, дом может промерзнуть насквозь. Заморозка-размораживание приводит и повышенному износу частей жилища, они ветшают, после чего здание может стать аварийным. Высокое сопротивление теплопередаче наружных стен и дверей помогает справиться с проникновением холода.
Любой элемент в природе имеет различную степень проводимости. Тепло проходит сквозь него в зависимости от скорости движения частиц, которые способны передать температурные колебания. Чем частицы ближе находятся одна к другой, тем теплообмен будет проходить быстрей. Получается, что материал чем более плотный, тем быстрей он будет нагреваться или остывать. Плотность является основным фактором теплопередачи, показывая ее интенсивность.
Данные для камняВыражается данный показатель коэффициентом теплопроводности. Обозначение буквенное производится символом «λ». Единица измерения Вт/(м*Со). Чем больше численные данные этого коэффициента, тем лучше материал проводит тепло. Существует величина, обратная проводимости тепла, которая называется тепловое термическое сопротивление. Единица измерения: м2*Со/Вт. Буквенное обозначение «R».
Данные по регионамНормируемое сопротивление теплопередаче можно посмотреть в справочниках. Важно придерживаться норм, чтобы не пришлось дополнительно утеплять дом, так как холод легко проникает сквозь стены. Правильному теплообмену, такому, какой бы подходил для данного региона, должно предшествовать утепление стен или верное употребление материалов.
Значения по регионамСовременные технологии предполагают использование нескольких слоев для стен, дверей, потому показатели тепловой проводимости в них могут объединяться. Для показа общей степени проводимости тепла, принята величина «приведенное сопротивление теплопередачи».
Данные для стеклопакетовРассчитать ее можно точно так же, как и предыдущие данные. Но учитывать следует несколько показателей теплопроводности. Второй вариант произведения расчётов теплоотдачи – использование однородного аналога многослойной стенки. Он должен пропускать такое же количество тепла за такое же количество времени. Разница в температурах для внутренней части помещения и внешней должна быть тоже одинаковой.
Расчет приведенного сопротивления теплопередаче производится не на квадратный метр, а на целую комнату или на весь дом. Показатель помогает обобщить данные о проводимости тепла всего жилища, а точнее материалов, из которых оно изготовлено. Сопротивление теплопередаче для пола также необходимо учитывать.
Любая стена, дверь, окно служит для ограждения от внешних природных воздействий. Они способны в разной степени защитить жилище от холодов, так как коэффициент проводимости тепла у всех разный. Для каждого такого ограждения коэффициент рассчитываться должен по-разному. Точно также ведется расчет для внутренних перегородок, стен, дверей, неотапливаемых частей дома.
Если в жилище имеются части, которые не протапливаются, необходимо утеплять стены между ними и другими помещениями так же качественно, как и внешние. Воздух – плохой переносчик тепла, потому что там частицы находятся в значительном отдалении друг от друга. Выходит, что если изолировать некоторые воздушные массы герметично, получится неплохая изоляция от холода. Для уточнения данных, производится расчет приведенного сопротивления теплопередаче. Данные показывают, насколько хорошо утеплено жилище, нет ли необходимости в дополнительном утеплении.
Современные материалыВ старых домах делали всегда по 2 рамы, чтобы между ними находилось некоторое количество воздушных масс. Теперь по такому же принципу делаются стеклопакеты, но воздух между стеклами откачивается полностью, чтобы частиц, проводящих тепло, вообще не было. Термическое сопротивление теплопередаче в них значительно превышает показатели старых окон. Входные двери делаются по такому же принципу. Стараются сделать небольшой коридор, предбанник, который сохранит тепло в доме.
Если в жилище установить дополнительные резиновые уплотнители, несколько слоев, это позволит повысить теплоизоляционные свойства. Современные входные двери создаются многослойными, там помещается несколько разных слоев утеплительного материала. Конструкция становится практически герметичной, дополнительное утепление часто не требуется. Сопротивление теплопередаче стен обычно не такое хорошее, потому используются дополнительные материалы для утепления жилища.
Данные после расчета теплового сопротивления помогут показать, насколько хорошо утеплен дом, какое количество тепла теряется в процессе. Таким образом, можно точно подобрать оборудование для утепления, правильно рассчитать мощность. Для примера будет произведен расчет одной из стен и дверей каркасного дома с керамическим кирпичом. Требуемое сопротивление теплопередаче будет подсчитано и можно будет понять, насколько хороши данные материалы для строительства и утепления дома.
Утепление изнутриКласс сопротивления для каждого материала разный. С обратной стороны он утеплен экструдированным пенополистиролом, толщина которого составляет 100 мм. Стены по толщине будут в 2 кирпича, что равняется 500 мм. Формула для вычисления сопротивления теплопередачи:
R = d/λ, где d-толщина компонентов стены, λ-коэффициент теплопроводности.
По справочнику необходимо посмотреть данные λ. Это число 0,56 для кирпича и 0,036 – для полистирола.
R=0,5/0,56=0,89 – для кирпича.
R=0,1/0,036=2,8 – для полистирола.
Общий показатель теплосопротивления будет суммой этих величин. R=0,89+2,8=3.59. Данные, которые приведены, имеют численное значение. Его можно сравнить с данными с улицы, верные в данном регионе и понять, правильно ли применены утеплители. Можно определить класс по приведенному выше сопротивлению теплопередачи.
Чтобы тепловое термическое сопротивление было увеличено, использовать следует современные материалы, в которых показатели проводимости тепла максимально низкие. Количество таких материалов сейчас увеличивается. Популярными стали:
Пример защиты от внешнего воздухаПри проектировании жилища необходимо учитывать погодные условия местности. Если данные не учтены, термическое сопротивление теплопередачи могут быть недостаточными, что позволит холоду проникать сквозь стены. Обычно, если такое происходит, используются утеплители. Иногда утепление производится внутри дома, но обычно данная операция проводится по наружным стенам. Утепляются несущие элементы и части, расположенные в непосредственном контакте с улицей.
Утепление жилищаПоказатели современных теплоизоляционных материалов очень высокие, потому их не нужно использовать много. Обычно для утепления хватает толщины до 10 мм. Не стоит забывать о паропроницаемости стен, дверей и утеплительных компонентов. Правила строительства требуют, чтобы этот показатель повышался из внутренних частей к внешним. Потому утеплять газобетонные или пенобетонные стены можно только минеральной ватой, показатели которой верны для приведенных требований.
Внутреннее утепление
Кроме потерь тепла через стены дома, оно может уходить через кровлю. Потому важно утеплять не только наружные элементы, но и уложить материал над потолком, чтобы жилище было надежно утеплено. Если нет возможности применять необходимый материал, можно сконструировать зазор для вентиляции. В любом случае не стоит забывать, что теплосопротивление для материалов является одной из важнейших величин. Обязательно стоит учитывать ее при возведении нового дома.
jsnip.ru
При строительстве частных и многоквартирных домов приходится учитывать множество факторов и соблюдать большое количество норм и стандартов. К тому же перед строительством создается план дома, проводятся расчеты по нагрузке на несущие конструкции (фундамент, стены, перекрытия), коммуникациям и теплосопротивлению. Расчет сопротивления теплопередаче не менее важен, чем остальные. От него не только зависит, насколько будет дом теплым, и, как следствие, экономия на энергоносителях, но и прочность, надежность конструкции. Ведь стены и другие элементы ее могут промерзать. Циклы заморозки и разморозки разрушают строительный материал и приводят к обветшалости и аварийности зданий.
Любой материал способен проводить тепло. Этот процесс осуществляется за счет движения частиц, которые и передают изменение температуры. Чем они ближе друг к другу, тем процесс теплообмена происходит быстрее. Таким образом, более плотные материалы и вещества гораздо быстрее охлаждаются или нагреваются. Именно от плотности прежде всего зависит интенсивность теплопередачи. Она численно выражается через коэффициент теплопроводности. Он обозначается символом λ и измеряется в Вт/(м*°C). Чем выше этот коэффициент, тем выше теплопроводность материала. Обратной величиной для коэффициента теплопроводности является тепловое сопротивление. Оно измеряется в (м2*°C)/Вт и обозначается буквой R.
Для того чтобы определить теплоизоляционные свойства того или иного строительного материала, используют коэффициент сопротивления теплопередаче. Его значение для различных материалов дается практически во всех строительных справочниках.
Так как большинство современных зданий имеет многослойную структуру стен, состоящую из нескольких слоев различных материалов (внешняя штукатурка, утеплитель, стена, внутренняя штукатурка), то вводится такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче. Оно рассчитывается так же, но в расчетах берется однородный аналог многослойной стены, пропускающий то же количество тепла за определенное время и при одинаковой разности температур внутри помещения и снаружи.
Приведенное сопротивление рассчитывается не на 1 м кв., а на всю конструкцию или какую-то ее часть. Оно обобщает показатель теплопроводности всех материалов стены.
Все внешние стены, двери, окна, крыша являются ограждающей конструкцией. И так как они защищают дом от холода по-разному (имеют различный коэффициент теплопроводности), то для них индивидуально рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. К таким конструкциям можно отнести и внутренние стены, перегородки и перекрытия, если в помещениях имеется разность температур. Здесь имеются в виду помещения, в которых разность температур значительная. К ним можно отнести следующие неотапливаемые части дома:
В случае если эти помещения не отапливаются, то стену между ними и жилыми помещениями необходимо также утеплять, как и наружные стены.
В воздухе частицы, которые участвуют в теплообмене, находятся на значительном расстоянии друг от друга, а следовательно, изолированный в герметичном пространстве воздух является лучшим утеплителем. Поэтому все деревянные окна раньше делались с двумя рядами створок. Благодаря воздушной прослойке между рамами сопротивление теплопередаче окон повышается. Этот же принцип применяется для входных дверей в частном доме. Для создания подобной воздушной прослойки ставят две двери на некотором расстоянии друг от друга или делают предбанник.
Такой принцип остался и в современных пластиковых окнах. Единственное отличие – высокое сопротивление теплопередачи стеклопакетов достигается не за счет воздушной прослойки, а за счет герметичных стеклянных камер, из которых откачан воздух. В таких камерах воздух разряжен и практически нет частиц, а значит, и передавать температуру нечему. Поэтому теплоизоляционные свойства современных стеклопакетов намного выше, чем у старых деревянных окон. Тепловое сопротивление такого стеклопакета – 0,4 (м2*°C)/Вт.
Современные входные двери для частных домов имеют многослойную структуру с одним или несколькими слоями утеплителей. К тому же дополнительное теплосопротивление дает установка резиновых или силиконовых уплотнителей. Благодаря этому дверь становится практически герметичной и установка второй не требуется.
Расчет сопротивления теплопередаче позволяет оценить потери тепла в Вт и рассчитать необходимое дополнительное утепление и потери тепла. Благодаря этому можно грамотно подобрать необходимую мощность отопительного оборудования и избежать лишних трат на более мощное оборудование или энергоносители.
Для наглядности рассчитаем тепловое сопротивление стены дома из красного керамического кирпича. Снаружи стены будут утеплены экструдированным пенополистиролом толщиной 10 см. Толщина стен будет два кирпича – 50 см.
Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле R = d/λ, где d – это толщина материала, а λ – коэффициент теплопроводности материала. Из строительного справочника известно, что для керамического кирпича λ = 0,56 Вт/(м*°C), а для экструдированного пенополистирола λ = 0,036 Вт/(м*°C). Таким образом, R (кирпичной кладки) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (м2*°C)/Вт, а R (экструдированного пенополистирола) = 0,1 / 0,036= 2,8 (м2*°C)/Вт. Для того чтобы узнать общее теплосопротивление стены, нужно сложить эти два значения: R = 3,59 (м2*°C)/Вт.
Всю необходимую информацию для индивидуальных расчетов конкретных построек дает представленная ниже таблица сопротивления теплопередаче. Образец расчетов, приведенный выше, в совокупности с данными таблицы может также использоваться и для оценки потери тепловой энергии. Для этого используют формулу Q = S * T / R, где S – площадь ограждающей конструкции, а T – разность температур на улице и в помещении. В таблице приведены данные для стены толщиной 1 метр.
| Материал | R, (м2 * °C)/Вт |
| Железобетон | 0,58 |
| Керамзитобетонные блоки | 1,5-5,9 |
| Керамический кирпич | 1,8 |
| Силикатный кирпич | 1,4 |
| Газобетонные блоки | 3,4-12,29 |
| Сосна | 5,6 |
| Минеральная вата | 14,3-20,8 |
| Пенополистирол | 20-32,3 |
| Экструдированный пенополистирол | 27,8 |
| Пенополиуретан | 24,4-50 |
Для того чтобы повысить сопротивление теплопередаче всей конструкции частного дома, как правило, используют строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Благодаря внедрению новых технологий в строительстве таких материалов становится все больше. Среди них можно выделить наиболее популярные:
Дерево является весьма теплым, экологически чистым материалом. Поэтому многие при строительстве частного дома останавливают выбор именно на нем. Это может быть как сруб, так и оцилиндрованное бревно или прямоугольный брус. В качестве материала в основном используется сосна, ель или кедр. Тем не менее это довольно капризный материал и требует дополнительных мер защиты от атмосферных воздействий и насекомых.
Сэндвич-панели – это довольно новый продукт на отечественном рынке строительных материалов. Тем не менее его популярность в частном строительстве очень возросла в последнее время. Ведь его основными плюсами является сравнительно невысокая стоимость и хорошее сопротивление теплопередаче. Это достигается за счет его строения. С наружных сторон находится жесткий листовой материал (ОСП-плиты, фанера, металлический профиль), а внутри - вспененный утеплитель или минеральная вата.
Высокое сопротивление теплопередаче всех строительных блоков достигается за счет наличия в их структуре воздушных камер или вспененной структуры. Так, например, некоторые керамические и другие виды блоков имеют специальные отверстия, которые при кладке стены идут параллельно ей. Таким образом, создаются закрытые камеры с воздухом, что является довольно эффективной мерой препятствия теплопередачи.
В других строительных блоках высокое сопротивление теплопередачи заключается в пористой структуре. Это может достигаться различными методами. В пенобетонных газобетонных блоках пористая структура образуется благодаря химической реакции. Другой способ – это добавление в цементную смесь пористого материала. Он применяется при изготовлении полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.
Если сопротивление теплопередачи стены недостаточно для данного региона, то в качестве дополнительной меры могут применяться утеплители. Утепление стен, как правило, производится снаружи, но при необходимости может применяться и по внутренней части несущих стен.
На сегодняшний день существует множество различных утеплителей, среди которых наибольшей популярностью пользуются:
Все они имеют очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому для утепления большинства стен толщины в 5-10 мм, как правило, достаточно. Но при этом следует учесть такой фактор, как паропроницаемость утеплителя и материала стен. По правилам, этот показатель должен возрастать наружу. Поэтому утепление стен из газобетона или пенобетона возможно только с помощью минеральной ваты. Остальные утеплители могут применяться для таких стен, если делается специальный вентиляционный зазор между стеной и утеплителем.
Теплосопротивление материалов – это важный фактор, который следует учитывать при строительстве. Но, как правило, чем стеновой материал теплее, тем меньше плотность и прочность на сжатие. Это следует учитывать при планировке дома.
businessman.ru
Чтобы построить теплый дом – требуется утеплитель. Против этого уже никто не возражает. В современных условиях построить дом, отвечающий требованиям СНиП, без применения утеплителя невозможно.
То есть, деревянный или кирпичный дом, конечно, построить возможно. И строят все также. Однако чтобы соответствовать требованиям Строительных Норм и Правил, его коэффициент сопротивления теплопередаче стен R должен быть не менее 3,2. А это 150 см обычной кирпичной стены.
Для чего, спрашивается, строить «крепостную стену» в полтора метра, когда можно для получения такого же показателя R=3,2 использовать всего 15 см высокоэффективного утеплителя – базальтовой ваты или пенопласта?
А если вы проживаете не в Подмосковье, а в Новосибирской области или в ХМАО? Тогда для вас коэффициент сопротивления теплопередаче для стен будет другим. Каким? Смотрите таблицу.
Таблица 4. Нормируемое сопротивление теплопередаче СНиП 23-02-2003 (текст документа):
Внимательно смотрим и комментируем. Если что-то непонятно, задаем вопросы через ФОРМУ СВЯЗИ или пишем в адрес редактора сайта – ответ будет у вас на электронной почте или в разделе НОВОСТИ.
Итак, в данной таблице нас интересует два вида помещений – жилые и бытовые. Жилые помещения, это, понятно, в жилом доме, который должен соответствовать требованиям СНиП. А бытовые помещения — это утепленные и отапливаемые баня, котельная и гараж. Сараи, кладовые и прочие хозяйственные постройки утеплению не подлежат, а значит, и показателей по теплосопротивлению стен и перекрытий для них нет.
Все требования, регламентирующие приведенной сопротивление теплопередаче по СНиП, разделяются по регионам. Регионы отличаются друг от друга продолжительностью отопительного сезона в холодное время года и предельными отрицательными температурами.
Таблицу, в которой указаны градусо-сутки отопительного сезона для всех основных городов России, можно увидеть в конце материала (Приложение 1).
Для примера, Московская область относится к региону с показателем D = 4000 градусо-суток отопительного периода. Для этого региона установлены следующие показатели СНиП сопротивления теплопередаче (R):
Чтобы сделать расчет толщины утеплителя, используем формулу расчета и таблицу для основных утеплителей, применяемых в строительстве. Все эти материалы есть на нашем сайте – доступны при переходе по ссылкам.
С расчетами по стоимости утепления все предельно просто. Берем сопротивление стены теплопередаче и подбираем такой утеплитель, который при своей минимальной толщине будет устраивать нас по бюджету и вписываться в требования СНиП 23-02-2003.
Смотрим теперь градусо-сутки отопительного сезона для своего города, в котором вы проживаете. Если вы живете не в городе, а рядом, то можете использовать значения на 2-3 градуса выше, так как фактическая зимняя температура в крупных городах на 2-3 градуса выше, чем в области. Этому способствуют большие теплопотери на теплотрассах и выброс тепла в атмосферу тепловыми электростанциями.
Таблица 4.1. Градусо-сутки отопительного сезона для основных городов РФ (Приложение 1):
Чтобы использовать данную таблицу в расчетах, где фигурирует нормируемое сопротивление теплопередаче, можно взять средние значения внутренней температуры помещений в +22С.
Но тут уж, как говорится, на вкус и цвет – кто-то любит, чтобы было тепло и ставит регулятор по воздуху своего газового котла на +24С. А кто-то привык жить в более прохладном доме и держит температуру помещений на уровне в +19С. Как видите, чем прохладнее постоянная температура в помещении, тем меньше у вас уходит газа или дров на отопление своего дома.
Кстати, доктора нам говорят, что жить в доме при температуре +19С гораздо полезнее, чем при +24С.
dom-data.ru
Базой для деятельности специалистов в строительной индустрии являются разнообразные государственные стандарты, системы норм и правил, разработанные наиболее квалифицированными профессионалами отрасли. Их актуальность не умаляется с годами. Более того, поиск неординарных архитектурных и дизайнерских решений делает их еще более необходимыми, так как даже самая оригинальна постройка должна быть в первую очередь пригодной для эксплуатации и удовлетворять требования современного человека. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции – один из ключевых параметров, который во многом влияет на санитарно-гигиенические и эксплуатационные характеристики архитектурных объектов. В этой статье мы расскажем вам о методике расчета данного и сопутствующих параметров, а также об актуальности данного вопроса в целом.
Ваш дом должен быть теплым и уютным, но это невозможно без учета сопротивления теплопередаче огражденийНеобходимо отметить, что здание по своей сути являет собой ни что иное, как замкнутый объем пространства, которые отделен от внешней среды при помощи разного типа ограждений. Внутренняя среда будет комфортной и пригодной для работы и проживания в том случае, если там будет царить определенный микроклиматический режим. Составляющими микроклимата любого помещения считают относительную влажность, а также температуру воздушного пространства, находящихся в состоянии непрерывной динамики, даже если человек практически не ощущает изменений среды. В нашей стране из-за определенной специфики климата теплообмен особенно активизируется в холодное время года, так как возникает существенный диссонанс между температурами снаружи и внутри помещений.
Сквозь наружные ограждающие конструкции объект выпускает тепловую энергию наружу. Однако, утраты компенсируются благодаря поступлениям энергии из отопительной системы, а также за счет незначительных по своей сути тепловыделений в быту и воздействия солнечной радиации. Таким образом, расчет требуемого сопротивления теплопередаче стен – очень важный этап в проектировании любого здания.
Схема стенПрежде, чем приступить к непосредственным расчетам параметров, необходимо изучить теоретические аспекты в таких вопросах, как:
Информация, которая понадобится вам при выполнении расчетов, в простой и понятной форме представлена в учебно-методических изданиях для студентов строительных специальностей.
Компенсация потерянного тепла осуществляется через источники внутри помещенийОсобенное внимание стоит уделить нормативной документации, в рамках которой специалисты объясняют при помощи каких формул и заданных коэффициентов найти требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций в каждом отдельном случае. Речь идет о таких документах, как:
Расчет теплопотерь через полВооружившись нормативной документацией, обозначенной выше, вы всегда сможете найти ответ на любой возникший в процессе работы вопрос и нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.
Условия климата, требуемые эксплуатационные свойства будущего помещения и прочее – все это влияет на то, по какой из конкретных методик будет осуществляться расчет основных показателей. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций стоит выбирать, опираясь на специфику конкретных перегородок или же стен. Рассматривая ограждения как специалист-теплотехник, их можно классифицировать следующим образом:
Выбор в пользу того или иного вида осуществляется в соответствии с максимальным количеством градусо-суток, за которые конструкция способна обеспечить требуемый уровень теплозащиты архитектурного объекта.
Классификация ограждающих конструкцийНаиболее популярным решением в отечественной строительной индустрии являются однослойные ограждения. Это обусловлено простотой их сооружения, а также невысокой стоимостью используемых строительных материалов. Рассматривая вариант возведение их двухслойных аналогов, стоит учесть, что конструкционно они предполагают наличие несущего элемента, которым, как правило, выступают монолиты из бетона, кирпича и железобетона, а также слоя с высокими теплоизоляционными показателями. Стоимость их возведения на порядок выше, однако, и свойства улучшены пропорционально. Говоря о трехслойных вариантах, стоит отметить, что строительство таких конструкций открывает широкие возможности в плане выбора материалов. Такие конструкции максимально прочны и долговечны.
Суть приведенного сопротивления передаче тепла являет собой ключевую теплозащитную характеристику любого типа наружного ограждения здания. Базисом, на котором строится система расчета данного показателя традиционно является средней величины площадь плотности потока тепла, который в заданных индивидуальных условиях проходит сквозь ограждение.
Специалисты предлагают предварительно рассчитывать температурные поля, соответственно ограждению, двух-, трех- или одномерного типа. Наиболее равномерный показатель теплоотдачи присутствует у тех многослойных сегментов ограждения, которые одновременно обладают однородными конструктивными, теплоизолирующими и другими типами слоев. Кроме того, описанные слои должны быть размещены строго перпендикулярно в отношении вектора движения тепла. Сопротивление теплопередаче именно на таких участках называют условным, а также характеризируют по глади.
Виды наружных ограждений зданияМежду тем, несмотря на наличие однородных, практически идеальных, сегментов заграждений, зачастую специалистам приходится иметь дело с неоднородными сегментами. Их наличие обусловлено рядом факторов:
Возникающие неоднородности теплотехнического характера, как правило, обладают линейным характером. К сегментам неоднородности относят все виды углов между ограждениями, места примыкания стен и перекрытий, стыки ограждений с подвалами и первым этажом, а также точки соединения соседствующих панелей и многое другое. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется через перерасчет на ЭВМ полей температуры двухмерного стационарного типа.
Говоря о многослойных ограждениях, стоит отметить, что специалисты, обеспечивая объективность и достоверность подсчетов, вводят целую систему связей между шарами облицовки. К облицовочным слоям относят соединительные ребра, а также шпонки и гибкие и перфорированные стержневые связи. Неоднородности в данном случае представлены в виде перекрытия и покрытия первых этажей, примыкания откосов, стыков углов стен.
Сопротивление теплопередаче стен, расположенных ниже уровня землиТаким образом, расчет приведенного сопротивления теплопередаче предполагает учет не только однородных слоев, но и неизменно возникающих сегментов неоднородности теплообмена, которые могут существенно снизить теплоизоляционные показатели зданий.
Государственные стандарты и своды правил предлагают нам формулы, ко которым можно рассчитать такие типы сопротивления, как нормативное, термическое и приведенное.
График распределения температурПри нормировании защиты здания от теплопотерь следует учитывать, что здание должно соответствовать требованиям двух из трех стандартных параметров, а именно:
Особенное внимание следует уделить последнему параметру, так как соответствие здание его требованиям является обязательным. По своей сути санитарно-гигиенический параметр представляет собой перепад температурного режима внутренней и внешней среды помещений, а также превышение температуры внутри здания точки росы.
Определение сопротивления в данном случае предполагает расчет градусо-суток периода отопления. Его можно узнать через умножение количества суток отопительного сезона на разность усредненной температуры внутри здания за год и соответствующего параметра внешней среды.
В данном случае используется формула типа Dd=(tint-tht)Zht.Само же нормативное сопротивление исчисляется по другой формуле, а именно – Rreq=aDd+b. То есть предполагается суммирование коэффициента b, стандартное обозначение которого приведено в СНиП 23-02-2003, и произведения полученных градусо-суток отопительного сезона с коэффициентом, значение которого также можно узнать из СНиПа, упомянутого выше. Необходимые коэффициенты приведены в таблице под номером 4.
Важно понимать, что при проектировании зданий нельзя пренебрегать определением нормативного сопротивления. Это обусловлено тем, что данный параметр существенно влияет на выбор технологии строительства, тип и количество используемых материалов, а также продолжительность процесса сооружения здания.
Схема теплопередачиВ связи с тем, что температура воздуха во внешней и внутренней среде помещений отличается, теплообмен между ними происходит непрерывно. В процессе прохождения потока тепла происходит снижения уровня температуры. Причиной тому является сопротивление теплопередаче, которые в свою очередь разделяется различные типы сопротивления, возникающие при трех категориях условий:
Формульное выражение реального сопротивление объекта будет выражено через формулу R0=R+Rsi+Rse. Кроме того, существует и понятие сопротивления теплопереходу, который объединяет теплоотдачу поверхностей одновременно и внутри, и снаружи. Подробные и вполне понятные руководства для исчисления сопротивления теплоотдачи любого типа ограждений, будь то стенки или перегородки, можно найти в государственных стандартах, а также прочих нормативных документах, упомянутых выше.
Схема двухслойной стеныВ процессе проектирования зданий важно всегда помнить о том, что на его качество и эксплуатационные характеристики влияет целый комплекс факторов, среди которых возможность сохранения тепла и, к примеру, вентиляции помещений занимают далеко не самое последнее место. Это утверждение, по сути, является справедливым для любого из обозначенных в нормативной документации факторов. Кроме того, расчет приведенного сопротивления теплопередаче стен и сопутствующих показателей помогут подобрать оптимальные условия для будущего объекта, выбрать лучшие стройматериалы и соорудить дом, который простоит десятки лет.
jsnip.ru
Коэффициент сопротивления теплопередаче можно определить как отношение разности температур () на краях изолирующего материала к величине потока тепла (Q), который проходит через него на единицу площади:
Особенно часто используют коэффициенты сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи в архитектуре и строительстве, характеризуя строительные материалы.
Коэффициент сопротивления теплопередачи связан с коэффициентом теплопроводности вещества (k) как:
где — толщина слоя вещества.
Чем выше R вещества, тем лучше его теплозащитные свойства.
Коэффициент сопротивления теплопередачи зависит от свойств вещества, таких как плотность, наличия пор в материале, влажности и т.д. Так, плотное вещество имеет меньший коэффициент сопротивления теплопередачи в сравнении с рыхлым материалом. Увеличение коэффициента при уменьшении плотности вещества объясняется тем, что поры вещества заполнены воздухом, который имеет низкий коэффициент теплопередачи. Рост влажности воздуха ведет к уменьшению сопротивления теплопередачи, так как при увлажнении материала происходит заполнение пор водой, а она имеет низкий коэффициент сопротивления теплопередаче, почти в 20 раз меньший, чем воздух.
Используя такой параметр как коэффициент сопротивления просто рассчитать тепловые потери стен и (или) перекрытий дома:
S — площадь.
Если система состоит из нескольких материалов с разными коэффициентами сопротивления теплопередаче, то общее сопротивление теплопередачи является их суммой. Так, если стены являются многослойными, то равно:
В соответствии со стандартами законодательством РФ определены минимальные величины коэффициента сопротивления теплопередаче стен и перекрытий жилых домов для регионов страны.
Основной единицей измерения коэффициента сопротивления теплопередаче в системе СИ является:
=м2К/Вт
ru.solverbook.com
Коэффициент сопротивления теплопередаче — это специальный расчёт оптимального показателя теплопередачи стеклопакетов. Поскольку площадь стеклопакета составляет значительную часть пластикового окна, оконная конструкция должна обладать максимальными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Для этого просчитывается коэффициент сопротивления теплопередаче.
Коэффициент сопротивления теплопередаче — это степень сопротивления изделия переноса тёплого воздуха. Благодаря этому расчёту можно узнать, какое количество тепла уйдёт из помещения с учётом разницы температуры в один градус.
Коэффициент сопротивления теплопередаче — это важный расчёт при установке окна. Чтобы обеспечить в любое время года оптимальные климатические условия, нужно поставить на окна качественные стеклопакеты. Таким образом, у вас получится сэкономить на потреблении электроэнергии, кондиционирование и отопление.
Понятие теплопередачи — это отдача тепла с одной стороны на другую. Таким образом, температурный показатель у одной стороны выше, чем у другой. Сам процесс проходит между конструкцией. Поэтому при выборе подходящих стеклопакетов учитывается коэффициент сопротивления теплопередач.
Коэффициент тепловой передачи определяется количеством тепла — Вт. Он проходит через стороны помещения — м2. При этом определяется между ними разница на один градус — Ro. В Российской федерации действует только такое обозначение, которое помогает правильно оценить теплозащитные свойства строительных конструкций.
Коэффициент сопротивления — это величина, которая оценивает качество теплозащитных функций окна. Таким образом, чем меньше проходит потерь тепла, тем выше будет показатель сопротивления теплопередаче.
Формула стеклопакета обозначает определённый набор символов, который являет собой основные характеристики состава стеклопакета. Таким образом, формула определяет значение толщины и ширины промежутков между стёклами.
Чтобы повысить теплоизоляцию стеклопакета, можно рассматривать несколько способов:
Стоит отметить, что однокамерные стеклопакеты на рынке представлены в двух вариантах показателя толщины стёкол — 24 и 32 мм. Но несмотря на разницу более чем в 10 мм они имеют одинаковые теплоизоляционные характеристики. Происходит это из-за конвекции между стёклами, поэтому расстояние между сторонами не может изменить коэффициент сопротивления.
Основным параметром выбора стеклопакета является коэффициент тепловой передачи. Не рекомендуется в жилых помещениях ставить стеклопакет с сопротивлением менее 0,45. Этот показатель является строительной нормой, и при соблюдении всех правил стеклопакеты не могут быть изготовлены менее этого значения.
Чтобы установить окна в квартире либо в загородном доме, рекомендуется ставить двухкамерный пакет. Однокамерное окно обладает низким показателем теплоизоляции, поэтому зачастую не отвечает требуемым строительным нормам.Для производства стеклопакетов с энергосберегающей системой применяется два вида стёкол — твёрдое и мягкое низкоэмиссионое покрытие. Мягкое стекло не настолько качественное и прочное, как твёрдое. Поэтому оно получило большую востребованность у потребителя.
Для увеличения коэффициента передачи тепла сопротивления стеклопакетов пространство между стёклами заполняются специальным газом — аргоном. При этом коэффициент сопротивления взрастает на десять процента. Идеальным решением для квартиры станут двухкамерные и однокамерные энергосберегающие конструкции. Они имеют высокий уровень теплоизоляции.
Многие производители рекомендуют применять инновационные технологии, которые обеспечивают низкую тепловую проводимость. Инновационные методы позволяют улучшить теплоизоляционные характеристики однокамерных, и двухкамерных конструкций. Таким образом, становится возможным уменьшить образование конденсата за счёт повышения температурного режима.
Дополнительный параметр — шумоизоляция, её можно внедрить при помощи следующих способов:
Снижение внешних шумов становится возможным только на несколько Дб. Таким образом, значительно не может быть понижен уровень восприятия человеком звуков. Воздействие акустического давления частоты и интенсивности звуковых колебаний напрямую влияют на человеческий орган и находится в зависимости от него.
Звукоизоляция представляет собой параметр стеклопакета, который может определить уровень снижения посторонних шумов, которые будут доноситься с улицы. Таким образом, при разнице звукоизоляции в 32 Дб, который оценивается в городе, как 70 Дб, ослабляется до 38 Дб. Улучшить показатели звукоизоляции возможно, подобрав асимметричные различной толщине воздушные камеры с разнообразной толщиной стёкол.
Теплопроводность показывает, насколько эффективными изоляционными свойствами будет обладать стеклопакет. При этом малое значение отображается как «к» — небольшая теплопередача в соответствии с незначительной потерей тепла через конструкцию. В то же время теплоизоляционные свойства являются высокими. При этом коэффициент теплопроводности выражается количеством тепла в Вт, который проходит через 1 м2, которая ограждает его конструкции с разницей в температуре в обоих средах на один градус. Измеряется показатель как Вт/м2.
Высокий показатель теплопроводности может быть у металлов, что отображается как низкая температура. В этом случае изделие не имеет воздушных камер, которые обладают низкой теплопроводностью. Для строительных конструкций такой вариант можно считать оптимальным и востребованным. Независимо от материала окна, производитель обязан отображать на своей продукции коэффициент теплопередачи специальной маркировкой.
Чтобы повысить сопротивление теплопередаче, понадобится использовать наружные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Новые технологии строительства и материалы позволяют достичь оптимальных результатов. Среди популярных и востребованных наружных материалов стоит отметить: керамзитный блок, дерево, пеноблок, сэндвич-панели, а также керамический блок.
Если имеется недостаточное сопротивление теплопередачи, это может зависеть от материала стены, к примеру, если речь идёт о кирпиче. Тогда необходимые меры могут быть применимы в качестве утеплителя. Утепление проводится только снаружи кирпича, но при необходимости может быть применимо по внутренней части для несущих стен. На сегодня существует множество утеплителей, которые повышают коэффициент сопротивления теплопередачи. К таким материалам стоит отнести пеностекло, экструдированный пенополистирол, минеральная вата, пенополиуретан и другие материалы.
Все они имеют определённые коэффициенты теплопроводности для утепления большинства стен при толщине в десять миллиметров, что является достаточным показателем. При этом нужно учитывать паропроницаемость утеплителя и материала. Остальные утеплители могут применяться для различных стен, для которых оставляется специальный зазор между стеной и утеплителем.
Надёжные компании-производители на своей продукции ставят коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакета на любых технологических операциях, особенно в процессе изготовления продукции. Прилагаемая таблица расчётов поможет определить коэффициент любого процесса, включая нанесение специальных покрытий и заполнение междустекольного пространства.
Этот показатель характеризуется не только конкретной функцией теплозащиты, но и качеством всего процесса производства и готового продукта. Таким образом, рекомендуется держать под контролем этот показатель и регулярно мерить разнообразные этапы изготовления готового образца продукции.
Важное место в строительстве занимает тепловое сопротивление материала. Чем стена теплее, тем будет меньший показатель плотности и прочности его. При планировке дома, заказывая услугу утепления стен, а также при покупке стеклопакетов важно учитывать коэффициент сопротивления теплопередачи. На этикетке у производителя можно найти таблицу с этим показателем, на маркировке и паспорте этого продукта. Стоит помнить, что для обеспечения нормальной теплопередачи в квартире коэффициент сопротивления должен быть не менее 0,45. Все меньшие значения не будут считаться эффективными.
remontoni.guru
