Расчет теплопроводности стены по теплопроводности кирпича

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.

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 теплопроводности	Регион
1	2 м2•°С/Вт	Крым
2	2,1 м2•°С/Вт	Сочи
3	2,75 м2•°С/Вт	Ростов—на—Дону
4	3,14 м2•°С/Вт	Москва
5	3,18 м2•°С/Вт	Санкт—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:

Материал	Величина теплопроводности	Плотность
Бетонные	1,28—1,51	2300—2400
Древесина дуба	0,23—0,1	700
Хвойная древесина	0,10—0,18	500
Железобетонные плиты	1,69	2500
Кирпич с пустотами керамический	0,41—0,35	1200—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.

Дача48.ру

Всё своими руками

• Строительство
• Инженерное оборудование
• Ремонт
• Интерьер
• Инструмент
• Участок

Расчет толщины стен

Стены должны быть теплыми! Что такое теплые? Это по теплопроводности опережающие СНиП! Для начала нужно разобраться какими они должны быть в соответствии со СНиПом. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Первым делом возникает вопрос: «а сколько дней в году длиться отопительный сезон?», может нам вообще ничего отапливать не надо и живем мы в Индии. Однако суровые реальности подсказывают, что из 365 дней 202 температура воздуха ≤ 8 °C. Но это в моей Липецкой области, а в вашей наверняка другие цифры. Какие? На этот вопрос вам ответит СНиП 23-01-99. В нем ищем таблицу №1 в ней ищем 11 столбик и свой населенный пункт. Цифра на пересечении и есть количество дней где температура ниже 8 градусов.

Зачем все это было нужно? Для того чтобы открыть СНиП 23-02-2003, найти в нем формулу, и определить градусо-сутки отопительного периода. Величина показывает температурную разницу наружного и внутреннего воздуха, то есть «на сколько нагревать». Умноженную на количество этих суток, то есть «сколько суток нагревать»

Ну узнали. Толк-то от этого какой? А такой! На Данном этапе мы получаем какую-то цифру, в моем случае получилась 5050. По этой цифре, того же самого СНиПа в таблице 4 ищем чему равно нормируемое значение сопротивление теплопередаче стен (3-й столбик). Получается что-то между 2,8-3,5 путем интерполяции находим точное значение (если надо и интересно) или берем максимальное. У меня получилось 3,2°С/Вт.

Теперь, чтобы посчитать толщину стены, нам необходимо воспользоваться формулой R = s / λ (м2•°С/Вт). Где R — сопротивление теплопередаче, s — толщина стены (м), а λ — теплопроводность. Теперь представим, что мы решили построить свою стену из газосиликатных блоков, полностью. В моем случае это блоки Липецкого силикатного завода. Нужно узнать коэффициент теплопроводности. Для этого идем на сайт производителя вашего материала, находим свой материал и смотрим описания характеристик. В моем случае это блоки из ячеистого бетона и коэффициент теплопроводности равен 0,10-0,14. Возьмем 0,14 (влажность и все такое). По вышеуказанной формуле нам нужно найти S. S = R * λ, то есть S = 3,2 * 0,14 = 0,45 м.

Хорошая получилась стена. И дорогая. Наверное есть способ сэкономить. Что если мы возьмем блок толщиной 20 см и сделаем из него стену. Получим сопротивление теплопередачи у такой стены равное 1,43 (м2•°С/Вт), а в нашем регионе 3,2 (м2•°С/Вт). Маловато будет! А что если мы сделаем многослойную стену и снаружи стены используем пенопласт, а лучше минеральную вату, потому как они с примерно одинаковыми коэффициентами теплопроводности, но минвата экологически чище и не горит к томуже. Да и мышки ее как-то не жалуют. Нам осталось добрать теплопередачи. 3,2 — 1,43 = 1,77 (м2•°С/Вт). Теперь тут опять все просто. Так как стена у меня трехслойная и снаружи еще обложена кирпичом, то нужно подобрать утеплитель который лучше всего подходит для этого дела. Я выбрал ROCKWOOL КАВИТИ БАТТС максимально обозначенная теплопроводность у него λ = 0,041 Вт/(м·К) по ней и посчитал, S = 1.77 * 0.041 = 0.072. У меня получилась стена из газосиликатного блока 20 см и 7 см каменной ваты. Согласитесь лучше чем 45 см газосиликата? А может плюнуть на все и сделать каркасник с утеплителем? Можно))) в Канаде и многих европейских странах все так и делают. Но мы то русские! Поэтому обложим все это хозяйство облицовочным кирпичом, и будет у нас красиво и практично! Почему мы в расчет не принимали облицовочный кирпич? Просто он не несет никаких энергосберегающих функций. Более того в нем необходимо сделать вентиляционные зазоры. Но это уже другая история.

В конечном итоге, решив, что требования СНиПов постоянно повышаются, я сделал утеплитель толщиной 10 см. Тем более, что стоило это не на много дороже.

Теплотехнический расчет

Приведенное сопротивление теплопередаче R о r , м 2 ·°С/Вт, для

наружных стен следует определять согласно [4] для фасада здания либо для одного промежуточного этажа. Однако, этот расчет достаточно сложен, так как требует учета всех изменений фасада здания и всех теплопроводных включений ограждения. В связи с этим, можно принимать коэффициент теплотехнической однородности r с учетом теплотехнических однородностей оконных откосов и примыкающих внутренних ограждений проектируемой конструкции для:

панелей индустриального изготовления не менее величин, установленных в таблице А.13 [2, табл. 6];

для стен жилых зданий из кирпича не менее 0,74 при толщине стены 510 мм, 0,69 – при толщине стены 640 мм и 0,64 – при толщине стены 780 мм.

Соответственно приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной конструкции можно определять по формуле:

4. Наружные ограждающие конструкции должны удовлетворять расчетному температурному перепаду t 0 между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, определяемому по формуле (6); при этом расчетный температурный перепад не должен превышать нормируемых величин t n , установленных в таблице А.14 [4, табл. 5].

где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице А.15 [4, табл. 6];

t int – то же, что и в формуле (4);

t ext – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, для всех зданий, кроме производственных зданий,

предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по таблице А.4 [3, табл. 1].

R о r – то же, что и в формуле (5); int – то же, что и в формуле (3).

I пример. Исходные данные : Необходимо проверить соответствие наружной стены индивидуального жилого дома, построенного в г. Новокузнецке, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Стена выполнена из кирпичной кладки с утеплением с наружной стороны и последующим оштукатуриванием, внутренняя отделка – обшивка вагонкой (рисунок 2). Внутренняя температура воздуха в помещениях t int = + 20 о С.

1 – обшивка вагонкой; 2 – пароизоляция; 3 – кирпичная кладка; 4 – минеральный клеевой состав; 5 – теплоизоляция из минераловатных полужестких матов; 6 – армирующая стеклосетка; 7 – грунтовка; 8 – мокрая штукатурка

Рисунок 2 – Конструкция стены индивидуального жилого дома

Зона влажности по приложению Б – сухая; влажностный режим помещений при температуре 20 о С и влажности в пределах 50

– 60 % по таблице А.7 – нормальный; условия эксплуатации конструкции по таблице А.8 – А.

Толщины и коэффициенты теплопроводности слоев (по таблице А.6):

1 слой – вагонка из сосны (поперек волокон) толщина 1 = 30 мм, коэффициент теплопроводности материала 1 = 0,14 Вт/(м · о С); 2 слой – пароизоляция из рубероида (толя, пергамина) – 1 слой – 2 =

3 мм, коэффициент теплопроводности материала 2 = 0,17 Вт/(м · о С); 3 слой – кирпичная кладка из обыкновенного полнотелого глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 3 = 250 мм, коэффициент теплопроводности материала 3 = 0,7 Вт/(м · о С); 4 слой – утеплитель из плит из стеклянного штапельного волокна

«URSA» 0 = 85 кг/м 3 , 4 = 200 мм, коэффициент теплопроводности материала 4 = 0,046 Вт/(м · о С); 5 слой – штукатурка из цементно-песчаного раствора 0 1800 кг/м 3

5 = 20 мм, коэффициент теплопроводности материала 5 = 0,76 Вт/(м · о С).

Термическим сопротивлением слоев клея, армирующей сетки и грунтовки можно пренебречь за малостью.

1. По таблице А.5 и А.3 определяем среднюю температуру и продолжительность отопительного периоды для г. Новокузнецка: t ht

= – 8 о С; z ht = 230 сут.

По формуле (4) находим

D d = ( t int – t ht ) · z ht = (20 – (– 8)) · 230 = 6440 ( о С · сут.).

По таблице А.1 и формуле (7) определим требуемое сопротивление теплопередаче:

R req = a D d + b = 0,00035 · 6440 + 1,4 = 3,654 (м 2 ·°С/Вт).

2. Сопротивление теплопередаче стены по глади рассчитываем по формуле (3):

R o = R si + R k +R se = 1 / int + i / i + 1 / ext =

=1/8,7 + 0,03/0,14 + 0,003/0,17 + 0,25/0,7 + 0,2/0,046 + 0,02/0,76 +

+1/23 = 5,1215 (м 2 ·°С/Вт),

здесь коэффициенты int и ext для стеновых ограждений взяты из таблиц А.11 и А.12 соответственно.

3. С учетом неоднородности ограждающей конструкции стены в виде теплопроводных включений крепежных элементов в соответствии с толщиной стены 0,5 м принимаем минимальный коэффициент неоднородности r = 0,74.

Общее сопротивление теплопередаче стены с условием коэффициента неоднородности составит

R о r = R o · r = 5,1215 · 0,74 = 3,7899 (м 2 ·°С/Вт).

Следовательно, условие «а» [4] выполняется:

R о r = 3,7899 м 2 ·°С/Вт > R req = 3,654 м 2 ·°С/Вт.

4. По таблице А.14 определим нормируемый температурный перепад на внутренней поверхности стены: t n = 4 о С.

Расчетный температурный перепад определится по формуле (6):

t 0 n ( t int t ext ) 1(20 ( 39)) = 1,7894 о С, R о r int 3,78998,7

здесь коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, для стен n = 1 (по таблице А.15),

температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 для г. Новокузнецка по таблице А.5: t ext = – 39 о С.

t 0 = 1,7894 о С t n = 4 о С,

следовательно, условие «б» [2] также выполняется, и такая конструкция стены удовлетворяет требованиям тепловой защиты зданий.

II пример. Исходные данные : Необходимо проверить соответствие наружной стены жилого дома, построенного в г. Новокузнецке, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Стена выполнена из эффективной кирпичной кладки с утеплением внутри и невентилируемым воздушным зазором, внутренняя отделка – сухая штукатурка из гипсокартона (рисунок 3). Климатические параметры и условия работы конструкций аналогичны примеру I.

1 – сухая штукатурка; 2 – кирпичная кладка; 3 – утеплитель

ISOLVER KL-E; 4 – ветрозащитный утеплитель ISOLVER RKL; 5 –

невентилируемый воздушный зазор; 6 – лицевой кирпич.

Рисунок 3 – Конструкция стены из эффективной кладки

Толщины и коэффициенты теплопроводности слоев (по таблице А.9):

1 слой – сухая штукатурка из гипсокартона (ГОСТ 6266) 0 = 800 кг/м 3 толщина 1 = 12 мм, коэффициент теплопроводности материала 1 = 0,19 Вт/(м · о С); 2 слой – кирпичная кладка из обыкновенного полнотелого глиняно-

го кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 2 = 380 мм, коэффициент теплопроводности материала 2 = 0,7 Вт/(м · о С);

3 слой – плитный утеплитель ISOLVER KL-E (из стекловолокна) 3 = 150 мм, коэффициент теплопроводности материала 3 = 0,046 Вт/(м · о С);

4 слой – утеплитель ISOLVER RKL (стекловатная ветрозащитная плита с покрытием из тонкой стеклоткани), 4 = 45 мм, коэффициент теплопроводности материала 4 = 0,035 Вт/(м · о С);

5 слой – замкнутая воздушная прослойка толщиной 20 мм R a1 = 0,15 м 2 ·°С/Вт (вертикально расположенная, при температуре воздуха о С) – таблица А.10; 6 слой – лицевой кирпич, 6 = 120 мм, коэффициент теплопровод-

ности материала 6 = 0,7 Вт/(м · о С).

1. Аналогично примеру I находим

D d = 6440 ( о С · сут.), R req = 3,654 (м 2 ·°С/Вт).

2. Сопротивление теплопередаче стены по глади рассчитываем по формуле (3):

R o = R si + R k +R se = 1 / int + i / i + R a1 + 1 / ext =

=1/8,7 + 0,012/0,19 + 0,38/0,7 + 0,15/0,046 + 0,045/0,035 + 0,15 +

+ 0,12/0,7 +1/23 = 5,6325 (м 2 ·°С/Вт),

3. С учетом неоднородности ограждающей конструкции стены в виде теплопроводных включений крепежных элементов в соответствии с толщиной стены 0,68 м принимаем минимальный коэффициент неоднородности r = 0,69.

Общее сопротивление теплопередаче стены с условием коэффициента неоднородности составит

R о r = R o · r = 5,6325 · 0,69 = 3,8864 (м 2 ·°С/Вт).

Следовательно, условие «а» [4] выполняется:

R о r = 3,8864 м 2 ·°С/Вт > R req = 3,654 м 2 ·°С/Вт.

4. Нормируемый температурный перепад на внутренней поверхности стены: t n = 4 о С.

Расчетный температурный перепад определится по формуле (6):

t 0 n ( t int t ext ) 1(20 ( 39)) = 1,745 о С. R о r int 3,88648,7

t 0 = 1,745 о С t n = 4 о С,

следовательно, условие «б» [4] также выполняется, и такая конструкция стены удовлетворяет требованиям тепловой защиты зданий.

III пример. Исходные данные : Необходимо проверить соответствие наружной стены многоэтажного жилого дома, построенного в г. Новокузнецке, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Стена выполнена из монолитного железобетона с утеплением с наружной стороны и устройством вентилируемого фасада (рисунок 4). Климатические параметры и условия работы конструкций аналогичны примеру I.

1 – сухая штукатурка; 2 – монолитный железобетон; 3 – пенополистирол; 4 – пенополиуретан; 5 – вентилируемый зазор; 6 – фасадная плита «Виколор».

Рисунок 4 – Конструкция стены из монолитного железобетона

Толщины и коэффициенты теплопроводности слоев (по таблице А.9):

1 слой – сухая штукатурка из гипсокартона (ГОСТ 6266) 0 = 800 кг/м 3 толщина 1 = 12 мм, коэффициент теплопроводности материала 1 = 0,19 Вт/(м · о С); 2 слой – монолитный железобетон – 2 = 200 мм, коэффициент теп-

лопроводности материала 2 = 1,92 Вт/(м · о С); 3 слой –экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс», тип 35 0 =

35 кг/м 3 3 = 120 мм, коэффициент теплопроводности материала 3

4 слой – пенополиуретан 0 = 88 кг/м 3 , 4 = 40 мм, коэффициент теплопроводности материала 4 = 0,05 Вт/(м · о С);

5 слой – вентилируемый зазор не менее 22 мм.

6 слой – фасадная плита «Виколор» 6 = 8 мм.

Так как вентилирование воздушного зазора осуществляется наружным воздухом, термические сопротивление зазора и фасадной плиты в расчет не принимаем.

1. Аналогично примеру I находим

D d = 6440 ( о С · сут.), R req = 3,654 (м 2 ·°С/Вт).

2. Сопротивление теплопередаче стены по глади рассчитываем по формуле (3) с учетом того, что значение коэффициента теплоотдачи на поверхности, обращенной в сторону вентилируемой воздушной прослойки равно 10,8 Вт/(м 2 · о С):

R o =1/8,7 + 0,012/0,19 + 0,2/1,92 + 0,12/0,029 + 0,04/0,05 + 1/10,8 =

3. С учетом неоднородности ограждающей конструкции стены в виде теплопроводных включений крепежных элементов принимаем минимальный коэффициент неоднородности r = 0,7.

Общее сопротивление теплопередаче стены с условием коэффициента неоднородности составит

R о r = R o · r = 5,3128· 0,7 = 3,7190 (м 2 ·°С/Вт).

R о r = 3,7190 м 2 ·°С/Вт > R req = 3,654 м 2 ·°С/Вт.

Следовательно, условие «а» [4] выполняется.

4. Нормируемый температурный перепад на внутренней поверхности стены: t n = 4 о С.

Расчетный температурный перепад определится по формуле (6):

t 0 1(20 ( 39)) = 1,8235 о С. 3,7198,7

t 0 = 1,8235 о С t n = 4 о С,

следовательно, условие «б» [4] также выполняется, и такая конструкция стены удовлетворяет требованиям тепловой защиты зданий.

IV пример. Исходные данные : Необходимо проверить соответствие наружной стены промышленного здания, построенного в г. Новокузнецке, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Стена выполнена из трехслойных железобетонных панелей на гибких связях с утеплителем из пенополистирола толщиной 130 мм. Панели имеют толщину 250 мм. Внутренняя температура воздуха в помещениях t int = + 16 о С.

Зона влажности по приложению Б – сухая; влажностный режим помещений при температуре 16 о С и влажности в пределах 50

– 60 % по таблице А.7 – нормальный; условия эксплуатации конструкции по таблице А.8 – А.

Толщины и коэффициенты теплопроводности слоев (по таблице А.9):

1 и 3 слои – железобетон, суммарная толщина 1,3 = 120 мм, коэффициент теплопроводности материала 1,3 = 1,92 Вт/(м · о С); 2 слой – пенополистирол 0 = 80 кг/м 3 2 = 130 мм, коэффициент теплопроводности материала 2 = 0,041 Вт/(м · о С);

1. По формуле (4) находим

D d = (16 – (– 8)) · 228 = 5472 ( о С · сут.).

По таблице А.1 и формуле (7) определим требуемое сопротивление теплопередаче для стен производственных зданий с сухим и нормальным режимами работы:

R req = a D d + b = 0,0002 · 5472 + 1 = 2,0944 (м 2 ·°С/Вт).

2. Сопротивление теплопередаче стены по глади рассчитываем по формуле (3):

R o = 1/8,7 + 0,12/1,92 + 0,13/0,041 + 1/23 = 3,3916 (м 2 ·°С/Вт),

3. По таблице А.13 принимаем минимальный коэффициент неоднородности для трехслойных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями r = 0,7.

Общее сопротивление теплопередаче стены с условием коэффициента неоднородности составит

R о r = 3,3916 · 0,7 = 2,3741 (м 2 ·°С/Вт).

R о r = 2,3741 м 2 ·°С/Вт > R req = 2,0944 м 2 ·°С/Вт.

Условие «а» [4] выполняется.

4. По таблице А.14 определим нормируемый температурный перепад на внутренней поверхности стены производственного здания с сухим и нормальным режимами работы:

t n = t int – t d , но не более 7 о С.

Значения температуры точки росы t d принимаем по таблице А.16 [2, приложение Р]. При внутренней температуре + 16 о С и относительной влажности воздуха 55 %: t d = 6,97 о С.

t n = t int – t d = 16 – 6,97 = 9,03 о С, следовательно, t n = 7 о С.

Расчетный температурный перепад определится по формуле (6):

t 0 1(16 ( 39)) = 2,6628 о С, 2,37418,7

t 0 = 1,7894 о С t n = 7 о С,

Условие «б» [4] также выполняется, и такая конструкция стены удовлетворяет требованиям тепловой защиты зданий.

Точный онлайн калькулятор теплопроводности стены

При выборе котла и определении необходимости дополнительного утепления дома важно знать теплопотери его конструкций, в частности наружных стен. Калькулятор теплопроводности стены онлайн поможет произвести расчеты быстро и точно.

Для чего нужен расчет

Теплопроводность данного элемента здания – свойство строения проводить тепло через единицу своей площади при разности температур внутри и снаружи помещения в 1 град. С.

Выполняемый упомянутым выше сервисом теплотехнический расчет ограждающих конструкций необходим для следующих целей:

• для выбора отопительного оборудования и типа системы, позволяющей не только компенсировать теплопотери, но и создать комфортную температуру внутри жилых помещений;
• для определения необходимости дополнительного утепления здания;
• при проектировании и строительстве нового здания для выбора стенового материала, обеспечивающего наименьшие теплопотери в определенных климатических условиях;
• для создания внутри помещения комфортной температуры не только в отопительный период, но и летом в жаркую погоду.

Внимание! Выполняя самостоятельные теплотехнические расчеты стеновых конструкций, пользуются методиками и данными описанными в таких нормативных документах, как СНиП ІІ 03 79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

От чего зависит теплопроводность

Теплопередача зависит от таких факторов, как:

• Материал, из которого возведено строение, – различные материалы отличаются по способности проводить тепло. Так, бетон, различные виды кирпича способствуют большой потере тепла. Оцилинрованное бревно, брус, пено- и газоблоки, наоборот, при меньшей толщине имеют меньшую теплопроводность, что обеспечивает сохранение тепла внутри помещения и намного меньшие затраты на утепление и отопление здания.
• Толщина стены – чем данное значение больше, тем меньше теплоотдача происходит через ее толщу.
• Влажность материала – чем больше влажность сырья, из которого возведена конструкция, тем больше он проводит тепла и тем быстрее она разрушается.
• Наличие воздушных пор в материале – заполненные воздухом поры препятствуют ускоренным теплопотерям. Если эти поры заполняются влагой, теплопотери увеличиваются.
• Наличие дополнительного утепления – облицованная слоем утеплителя снаружи или внутри стены по потерям тепла имеют значения в разы меньше чем неутепленные.

В строительстве наряду с теплопроводностью стен большое распространение приобрел такая характеристика, как термическое сопротивление (R). Рассчитывается она с учетом следующих показателей:

• коэффициента теплопроводности стенового материала (λ) (Вт/м×0С);
• толщины конструкции (h), (м);
• наличия утеплителя;
• влажности материала (%).

Чем ниже величина термического сопротивления, тем в большей мере стена подвержена теплопотерям.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций по данной характеристике выполняется по следующей формуле:

Пример расчета термического сопротивления:

• несущая стена выполнена из сухого соснового бруса толщиной 30 см (0,3 м);
• коэффициент теплопроводности составляет 0,09 Вт/м×0С;
• расчёт результата.

Таким образом, термическое сопротивление такой стены будет составлять:

Полученные в результате вычисления значения сравнивают с нормативными согласно СНиП ІІ 03 79. При этом учитывают такой показатель, как градусо-сутки периода, в течение которого продолжается отопительный сезон.

Если полученное значение равно или больше нормативного, то материал и толщина стеновых конструкций выбраны правильно. В противном случае следует произвести утепление здания для достижения нормативного значения.

При наличии утеплителя его термическое сопротивление рассчитывают отдельно и суммируют с аналогичным значением основного стенового материала. Также если материал стеновой конструкции имеет повышенную влажность, применяют соответствующий коэффициент теплопроводности.

Для более точного расчета термического сопротивления данной конструкции к полученному результату добавляют аналогичные значения окон и выходящих на улицу дверей.

Цены на кирпич

Допустимые значения

Выполняя теплотехнический расчет наружной стены, учитывают также и регион, в котором будет располагаться дом:

• Для южных регионов с теплыми зимами и небольшими перепадами температур можно возводить стены небольшой толщины из материалов со средней степенью теплопроводности – керамический и глиняный обожженный одинарный и двойной, кирпич, пено- и газобетон большой плотности. Толщина стен для таких регионов может быть не более 20 см.
• В то же самое время для северных регионов целесообразнее и экономически выгоднее строить ограждающие стеновые конструкции средней и большой толщины из материалов с большим термическим сопротивлением – оцилиндрованное бревно, газо- и пенобетон средней плотности. Для таких условий возводят стеновые конструкции толщиной до 50–60 см.
• Для регионов с умеренным климатом и чередующимися по температурному режиму зимами подходят стены из материалов с высоким и средним значением термического сопротивления – газо- и пенобетон, брус, оцилиндрованное бревно среднего диаметра. В таких условиях толщина стеновых ограждающих конструкций с учетом утеплителей составляет не более 40–45 см.

Важно! Наиболее точно рассчитывает термическое сопротивление стеновых конструкций калькулятор теплопотерь, в котором учитывается регион расположения дома.

Теплопередача различных материалов

Одним из основных факторов, влияющих на теплопроводность стены, является стройматериал, из которого она возведена. Такая зависимость объясняется его строением. Так, наименьшей теплопроводностью обладают материалы с небольшой плотностью, у которых частицы располагаются достаточно рыхло и имеется большое количество пор и пустот, заполненных воздухом. К ним относятся различные виды древесины, легких пористых бетонов – пено-, газо-, шлакобетоны, а также пустотные силикатные кирпичи.

К материалам с высокой теплопроводностью и низким термическим сопротивлениям относятся различные виды тяжелых бетонов, монолитный силикатный кирпич. Такая особенность объясняется тем, что частицы в них располагаются очень близко друг к другу, без пустот и пор. Это способствует более быстрой передаче тепла в толще стены и большой теплопотере.

Таблица. Коэффициенты теплопроводности строительных материалов (СНиП ІІ 03 79)

Материал	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м×0С
Железобетон	1,69
Бетон на основе гравия, щебня из природного камня	1,51
Силикатный кирпич на песчано-цементном растворе	0,70
Туфобетон	0,64
Глиняный кирпич на песчано-цементном растворе	0,56
Глиняный кирпич обыкновенный	0,52
Пемзобетон	0,52
Пустотный керамический кирпич с плотностью 1300 кг/м3	0,47
Пустотный керамический кирпич с плотностью 1400 кг/м3	0,41
Шлакобетон	0,41
Газобетон и пенобетон	0,29
Древесина	0,09-0,1

Расчет многослойной конструкции

Теплотехнический расчет наружной стены, состоящей из нескольких слоев, производится следующим образом:

• по формуле, описанной выше, высчитывается значение термического сопротивления каждого из слоев «стенового пирога»;
• значения данной характеристики всех слоев складывают вместе, получая суммарное термическое сопротивление стеновой многослойной конструкции.

Исходя из данной методики, можно производить и расчет толщины утеплителя для стен. Для этого необходимо недостающее до нормы термическое сопротивление умножить на коэффициент теплопроводности утеплителя – в итоге получится толщина слоя утеплителя.

С помощью программы ТеРеМОК теплотехнический подсчет выполняется автоматически. Для того чтобы калькулятор теплопроводности стены выполнил расчеты, в него необходимо внести следующие исходные данные:

• тип здания – жилое, производственное;
• материал стены;
• толщина конструкции;
• регион;
• требуемая температура и влажность внутри здания;
• наличие, тип и толщина утеплителя.

Важно! Результатом работы онлайн-сервиса является величина сопротивления теплопередачи стеновых конструкций, ее соответствие норме, а также рекомендуемая толщина утеплителя для устранения теплопотерь.

Полезное видео: как самостоятельно подсчитать теплопотери в доме

Таким образом, теплотехнический расчет ограждающих конструкций является очень важным как для строящегося дома, так и для уже давно построенного здания. В первом случае правильный теплорасчет позволит сэкономить на отоплении, во втором – подобрать оптимальный по толщине и составу утеплитель.