Zabor-33.ru

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

Сопротивление теплопередаче стены кирпич

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:
Пустотность кирпича для несущих стен

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.

Теплопередача и паропроницаемость ограждающих конструкций из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича

Ограждающие стены из газобетона с облицовкой из силикатного кирпича, поэтажно опирающиеся на перекрытие, широко применяются в конструкциях монолитных и каркасно-монолитных жилых зданий. И сметные расчеты, и практика строительства показали экономическую эффективность и технологичность.

Конструкция ограждающей стены

Коэффициент теплопроводности сухого полнотелого силикатного кирпича — 0,56 Вт/(м•0C), а кладки из него — 0,69 Вт/(м•0C) [1]. Теплопроводность кладки полнотелых керамических кирпичей составляет 0,98 Вт/(м•0C). Как видно, коэффициент теплопроводности полнотелого силикатного кирпича меньше коэффициента теплопроводности полнотелого керамического кирпича, значит, тепло он держит лучше. Поэтому для строительства фасадов зданий целесообразно использовать силикатный кирпич, который имеет лучшие теплоизолирующие свойства. Силикатный кирпич превосходит керамику по морозостойкости, и в варианте полнотелой окраски привлекает архитекторов возможностями выразительного оформления фасадов.

Газобетон как теплоизоляционный материал получил широкое распространение в каркасно-монолитном строительстве.

Комбинированная конструкция из кирпича и газобетона находится под внешними климатическими воздействиями, с одной стороны, и под воздействием пара, возникающего внутри помещений и движущегося наружу, с другой стороны. Стеновые заполнения из газобетона с наружной облицовкой кирпичом выполняют как с воздушной прослойкой, так и без нее (рис. 1).

Рис. 1. Стеновые заполнения из газобетона с наружной облицовкой кирпичом (с воздушным зазором и без него)

Прослойку используют для предупреждения переувлажнения газобетонного слоя ограждающей стены.

Требуемое сопротивление теплопередаче
Определим требуемое сопротивление теплопередаче для жилого здания например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режимом помещения.

При проектировании ограждающих конструкций должны соблюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».
Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху;

tв= 20 0 C — расчетная температура внутреннего воздуха согласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»;

tн= –26 0 C — расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;

Читайте так же:
Кирпич облицовочный для стен квартиры

t н = 4 0 C — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности;

aв— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности с

Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП=(tв–tот. пер.)•zот. пер. =4 796 0C сут. Здесь, согласно СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», zот. пер. = 220 дней — продолжительность периода со средней суточной температурой ≤ 8 0С, а tот. пер.= 1,8 0C — средняя температура этого периода.

В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем

Термическое сопротивление ограждающей конструкции

Требуемое сопротивление теплопередаче применительно к рассматриваемой конструкции стены будет определять лишь минимальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Выбор проектной толщины слоя должен являться результатом технико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то требуется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользователя жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следует рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопросами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.

Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не являлись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обеспечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кирпича определим по его геометрическими размерам, толщину воздушной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологической реализуемостью.

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:
Поризованный кирпич для несущих стен

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.

Дом Дачу своими руками

Все о расчете термосопротивления стен

  • Главная
  • Все мои стройки по годам
    • Покупка участка, 04 год
    • Фундамент, 05 год
    • 1 этаж, 06 год
    • Мансарда, 07 год
    • Крыша, 08 год
    • Баня, 09 год
    • Битва за. 10 год
    • Переезд и отделка. 11 год
    • Снова отделка 12 год
    • Жизнь в доме 13 год
    • Не стоим на месте, 14 год
    • Украшаем дом, делаем не как у всех, 15 год
    • Дело — газовая труба, 16 год
    • Продолжим дела в доме. 17 год
    • Живем размеренно и неторопливо. и стойко. 18 год
    • ЖКХ мафия в России, найдем ли справедливость. 19 год
  • Дела внутри дома
    • Как подключить свой дом к электросетям и выжить, повесть
    • Проблемы после постройки, подборка
    • Опыт эксплуатации, отдельные единицы оборудования дома
    • Проект дома в Аркон
  • Проекты
    • Проект мангала
    • Строительные программы
    • Модернизация бура
    • ГОСТЫ и СНИПы
    • Библиотека строительной литературы
    • Библиотека проектов домов
  • Мои статьи
    • эксергия дома
    • тепло стен
    • замес бетона
    • отмостка-цоколь
    • оформление земли в аренду
    • недострой в БТИ
    • недострой в собственность
    • мои инструменты
    • читать далее..
  • Карта сайта

Как рассчитать термосопротивление стены и для чего это нам нужно

Прежде чем браться за этот расчет, пришлось вспомнить школьный курс физики. В нем было выяснено, что все тепловые процессы в природе происходят за счет обмена энергией при тепловом движении молекул и являются процессами теплопередачи. Теплопередача осуществляется тремя способами:

теплопроводностью — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц, приводит к выравниванию температур.

конвекцией — перемещением макроскопических частей массы среды (жидкости, газа), приводящим к теплообмену;

излучением — посредством электромагнитных волн (например, инфракрасных).

В тепловых процессах внутри дома присутствуют все три вида. В генераторе тепла (котле) за счет теплопроводности нагревается поверхность змеевика, далее конвекцией теплоносителя тепло подается к отопительному прибору. В отопительном приборе тепло за счет теплопроводности переносится на наружную поверхность, где нагревает воздух комнаты: возникает конвекция воздуха, при которой в радиаторах значительная часть тепла передается излучением, а в конвекторах — лишь несколько процентов. За счет конвекции воздух нагревает стены. Сквозь толщу стены тепло переходит за счет теплопроводности на ее наружную сторону, а с нее — конвекцией — в атмосферу. Внутри двойной рамы окна тепло также передается конвекцией, и чем больше расстояние между стеклами, тем больше конвективный поток.

Теплотехнические свойства строительных материалов в основном определяются коэффициентом теплопроводности (КТ) — очень важной характеристикой. КТ зависит от плотности материала ограждения, влажности воздуха, от средней температуры, при которой происходит теплопередача. Чем больше этот коэффициент, тем интенсивнее передается тепло. Наиболее характерна его зависимость от плотности (кг/м3) — чем плотнее материал, тем лучше он передает тепло. Рыхлые, пористые материалы — хорошие теплоизоляторы. Увлажнение материала также повышает коэффициент теплопроводности, т.е. ухудшает теплоизолирующие свойства материалов.

Для помещений с нормальной влажностью воздуха (50-60%), расположенных в нормальной зоне влажности, значения коэффициента теплопроводности некоторых материалов, наиболее часто применяемых в ограждающих конструкциях, представлены в таблице № 1 ниже, для более детальной оценки данных свойств материалов, необходимо руководствоваться документом, выложенным тут (Строительная теплотехника СНиП II-3-79*).

Основной показатель качества ограждающей конструкции (стены, перекрытия (тут тоже про них можно прочесть), полы, окна) — величина сопротивления материала теплопередаче R (от английского — resistance по аналогии с сопротивлением в электротехнике), измеряется в м2 °С/Вт. Термосопротивление определяют по формуле:

R=d/l, (1) где d = толщина слоя материала, (м), l =коэффициент теплопроводности материала, (Вт/м°С).

Чем больше полученное значение R при анализе материала, тем лучше его теплозащитные свойства, тем дом теплее. Чтобы увеличить сопротивление, нужно или увеличить толщину стены ограждающей конструкции или применять материал с меньшим коэффициентом теплопроводности, что очевидно из формулы (1).

Термосопротивления некоторых однородных строительных материалов представлены на рисунке ниже:

Термосопротивления строительных материалов

Из рисунка видно, что если взять лист пенополистирола толщиной всего 3 см, то примерно такое же сопротивление теплопередачи имеет кирпичная стена толщиной 510мм ( в два кирпича) или стена из бруса толщиной 100 мм. Понятно, что по стоимости эти материалы сильно различаются.

Ограждающая конструкция может состоять из нескольких слоев. При анализе R конструкции, сопротивления последовательно расположенных слоев суммируют. При разнородных конструкциях, расположенных перпендикулярно тепловому потоку из стены, (например, брусчатый каркас с заполнением утеплителем минеральной ватой – решение каркасных домов), вычисляются по формуле:

R=(F1+F2)/(F1/R1+F2/R2) (2) где R — общее термосопротивление стены, F1 — площадь слоя бруса, F2 —площадь мин.ваты, R1 —термосопротивление дерева, R2 — термосопротивление мин.ваты. При анализе каркасного дома термосопростивление по формуле (2) суммировать с анализом однородной ограждающей (до вентилируемой воздушной прослойки) и внутренней слоями (обычно ОСБ, ГКЛ, ГВЛ, фанера…).

На рисунке ниже показаны 3 фрагмента стены равной толщины (без обшивки) с указанным термосопротивлением.

стены равной толщины.

Расчет термосопротивления моего домика:

Исходные данные – плотность пенобетона D700-800 (наихудшие условия, беру блок с самой высокой плотностью), толщина стены 0,3 м. растворные швы 2 см.

Тогда, исходя из формулы (1) и таблицы получим R=0,3/0,23, R=1,3, это термосопротивление стены из пеноблока 30 см без учета растворных швов (кои очень толстые получились в связи с некачественным пенобетоном).

Теперь определим какое термосопротивление необходимо для моего региона (Пермь), для этого существует таблица из вышеуказанного документа (он тут):

для моего региона..

Для начала определения необходимо подсчитать градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), их следует определять по формуле: ГСОП = (tв — tот.пер.) zот.пер. , (3) где tв — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений; tот.пер., zот.пер. — средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82.

7096,4=(25-(-6,4))*226

Если принять данные согласно таблице № 2, то для Перми, необходимо конструировать стену с термосопротивлением не меньше 4,2. Это значит, что к своей пенобетонной стене я должен добавить слой с термосопротивлением 2,9, 2,9=x/(0,08 минвата) или (0,05 пенополистирол) тогда это может быть слой минеральной плиты плотностью 200 толщиной 0,23 м, пенополистирола плотностью 40 толщиной 0,14 м.

Вывод, для комфортного проживания, и минимальных затрат на отопление дома, в части касающейся ограждающих конструкций – стен, мне необходимо смонтировать слой утеплителя пенополистирола толщиной 15 см. Ну что ж, придет время, будем думать как это реализовать.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector