Инструкция
Определение теплопроводности материалов осуществляется через коэффициент теплопроводности, который представляет собой меру способности пропускать тепловой поток. Чем ниже значение этого показателя, тем выше изоляционные свойства материала. При этом теплопроводность не зависит от плотности.
Численно величина теплопроводности равна количеству тепловой энергии, которая проходит через участок материала толщиной 1 м и площадью 1 кв.м за 1 секунду. При этом разность температур на противоположных поверхностях принимается равной 1 Кельвину. Количество теплоты – это энергия, которую приобретает или теряет материал при передаче тепла.
Формула теплопроводности выглядит следующим образом:Q = λ*(dT/dx)*S*dτ, где:Q – теплопроводность;λ – коэффициент теплопроводности;(dT/dx) – градиент температуры;S – площадь поперечного сечения.
При расчете теплопроводности строительной конструкции ее делят на составляющие и суммируют их теплопроводность. Это позволяет определить меру способности конструкции дома (стены, крыши, окна и пр.) пропускать тепловой поток. Фактически теплопроводность строительной конструкции – это комбинированная теплопроводность ее материалов, включая воздушные промежутки и пленку наружного воздуха.
На основе значения теплопроводности конструкции определяется объем теплопотерь через нее. Эта величина получается при умножении теплопроводности на расчетный временной промежуток, общую площадь поверхности, а также на разность температур наружной и внутренней поверхностей конструкции. Например, для стены площадью 10 кв.м с теплопроводностью 0,67 при разности температур 13°, теплопотери за 5 часов составят 0,67*5*10*13 = 435,5 Дж*м.
Коэффициенты теплопроводности различных материалов содержатся в таблице теплопроводности, например, для вакуума он равен 0, а для серебра, одного из самых теплопроводимых материалов, 430 Вт/(м*К).
При строительстве наряду с теплопроводностью материалов следует учитывать явление конвекции , которое наблюдается в материалах в жидком и газообразном состоянии. Это особенно актуально при разработке системы водяного отопления и аэрации. Для уменьшения теплопотерь в этих случаях устанавливают поперечные перегородки из войлока, шерсти и других изоляционных материалов.
При установке отопительных устройств в жилых домах, производственных и офисных зданиях нередко требуется знать объем системы отопления . Хорошо, когда такие данные предоставляет заказчик, но такое случается не всегда. Существуют методики оценки общего объема системы и отдельных ее компонентов в зависимости от мощности.
Инструкция
Для расчета объема теплоносителя в отопительной системе при ее замене или реконструкции воспользуйтесь специальными расчетными таблицами, имеющимися в справочных изданиях. Так, одна секция алюминиевых радиаторов имеет объем теплоносителя 0,45 л., секция новых чугунных батарей – 1 л., секция старых чугунных батарей – 1,7 л. В одном погонном метре трубы диаметром 15 мм – 0,177 л теплоносителя, а если используются трубы диаметром, например, 32 мм, то объем составит 0,8 л и так далее.
Один из распространенных случаев, когда требуется выяснить объем системы отопления – установка расширительного бака и подпиточных насосов. Суммарный объем системы отопления при этом рассчитайте путем сложения объемов котла, отопительных приборов (радиаторов) и трубопроводной части системы по формуле:V = (VS x E) / d, где V - объем расширительного бака; VS - общий объем системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.д); Е - коэффициент расширения жидкости (в процентах); d - эффективность расширительного бака.
При расчетах учитывайте такой фактор как расширение жидкости. Для водяных систем отопления оно приблизительно составляет 4%. В случае использования в системе этиленгликоля коэффициент расширения составит примерно 4,4%.
Для менее точного расчета объема системы отопления используйте формулу, основанную на мощности: 1 кВт = 15 л. Для таких приблизительных расчетов требуется знать мощность системы отопления , при этом необходимость детально рассчитывать объем трубопроводов, радиаторов, самого котла и других элементов системы отпадает. Пример: если отопительная мощность для жилого дома равна 50 кВт, то суммарный объем системы отопления VS рассчитывается так:VS = 15 х 50 = 750 л.
При проведении расчетов учитывайте, что в случае применения в системе отопления новых и современных радиаторов и труб объем системы будет несколько меньшим. Подробную информацию можно отыскать в технической документации производителя оборудования.
Источники:
- Расчет мембранных расширительных баков
- «Справочник проектировщика», И.Г. Староверов, 1990
- объем отопления
Деревянные балочные перекрытия – самый экономичный вариант для дома. Они очень легки в монтаже, да и при изготовлении. По сравнению с железобетонными и со стальными балками у деревянных низкая теплопроводность. Но любые балки следует внимательно рассчитать и установить.
Вам понадобится
- - линейка;
- - калькулятор;
- - рубанок.
Инструкция
Рассчитайте прочность на изгиб сечения, учитывая соотношение 5:7, что означает – если берете в высоту балку 7 мер, то в ширину надо взять 5 мер. Балка с таким соотношением будет очень прочной как на кручение, так и на изгиб. Знайте: если взять ширину больше, чем высота балки, то появится излишний прогиб. Если взять наоборот, то появится изгиб в сторону.
Допустимый прогиб балки перекрытия считайте исходя из такого соотношения – 1/200 или 1/300 от длины балки. К примеру, если взять балку , длина которой 600 метров, то после расчетов мы получим, что прогиб составляет 2 или 3 сантиметра.
Рубанком подточите балку со стороны, которой балка обращается вниз, на величину допустимого прогиба. То есть придайте ей своего рода вид арки. Так вы добьетесь того, что потолок не будет опускаться вниз «пузырем», ведь посередине балка станет тоньше, а по краям останется все по-прежнему.
Установите балку – сразу видно, что она дугой выгнута к верху. Так будет не постоянно, от действия нагрузок балка перекрытия выпрямится.
Учтите собственный вес балки, он ведь тоже дает нагрузку. Для междуэтажных перекрытий выбирайте балки с нагрузкой веса 190кг/м2, но не более 220 кг/м2, нагрузка эксплуатационная (временная) – 200 кг/м2. Укладывайте балки перекрытия по сечению пролета, который короче. Шаг монтажа равен шагу установки каркасных стоек.
Видео по теме
Обратите внимание
Не делайте балки перекрытия больше 20-30 сантиметров, чтобы не получить толщину перекрытия 0,5 метра - это нерациональное использование пространства строящегося дома.
Стоит отметить, что оптимальный пролет (с учетом, что балка деревянная) принимается не меньше 2,5 метра, но не больше 4 метров. Балки, которые вы уложили рядом и они одной высоты свои нагрузки суммируют. Чтобы перекрытия выдерживали большую нагрузку, укладывайте балки по вертикали, то есть одна на другую и не забывайте скреплять между собой.
Источники:
- Балки перекрытия. Межэтажные и чердачные перекрытия. Расчет сечения и длины балок перекрытия
При возведении здания следует обязательно помнить о его тепловой изоляции. Участки, где строительные правила по укладке утеплителя нарушаются, называют мостиками холода. Обычно в них со стороны более высокой температуры (внутри помещения) появляется влага, или точка «росы», что приносит собой образования грибка и плесени. Неграмотное утепление своего жилья принесет истощение семейного бюджета.
Инструкция
Определите конструкцию наружных стен. Он зависит от следующих факторов: климатических, экономических, конструктивных особенностей объекта и других. Определите отделку поверхностей наружных стен (внутренней и внешней). Схема наружной и внутренней отделки зависит от решения экстерьера и интерьера строения. Это автоматически добавляет несколько слоев в толщину стены дома.
Рассчитайте сопротивление теплопередачи выбранной стены (Rпр.) Эту величину можно найти по формуле, при этом нужно знать материал, из которого изготовлена стена, и его толщину: Rпр.=(1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н)), где R1, R2, R3 – сопротивление теплопередачи каждого слоя стены, α(в) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, α(н) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.
Рассчитайте минимально допустимое значения сопротивления теплопередачи (Rмин.) для климатической зоны где ведется строительство по формуле R=δ/λ, δ – толщина слоя материала в метрах, λ - теплопроводность материала (Вт/м*К). Теплопроводность можно увидеть на упаковке материала или определить по специальной таблице теплопроводности материала, например, для пенопласта ПСБ-С 15, плотностью до 15 кг/м3 , она равна 0,043 Вт/м, для минеральной ваты, плотностью 200 кг/м3 , - 0,08 Вт/м.
Теплопроводность – способность материала обмениваться теплом с окружающей средой. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем материал холоднее . Наивысшая теплопроводность у железобетона, металла, мрамора, низшая - у воздуха. Тем самым материалы, в основе которых лежит воздух, например, пенополистирол являются чрезвычайно теплыми. 40 мм пенопласта = 1м кирпичной кладки. Коэффициент имеет постоянное значение для каждой климатической зоны, его можно найти в справочнике ДБН В.2.6-31:2006 (Тепловая
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 .
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 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):
- Стены = 2,8
- Перекрытия (пол 1 этажа, чердак или потолок мансарды) = 3,7
- Окна и двери = 0,35
Чтобы сделать , используем формулу расчета и , 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 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.
В последнее время очень остры дискуссии по поводу утепления стен. Одни советуют утеплять, другие считают это экономически неоправданным. Рядовому застройщику, не обладающему особыми познаниями в теплофизике сложно разобраться во всем этом. С одной стороны теплые стены ассоциируются с меньшим расходом на отопление. С другой стороны «цена вопроса» — теплые стены обойдутся дороже застройщику.
Для чего нужен калькулятор теплопроводности стен
В каждом отдельном случае следует считать необходимую толщину теплоизоляционного материала для стен вашего дома и рассчитать, сколько вы сэкономите на отоплении после отопления и через какое время у вас окупятся приобретенные материалы и все работы. Мы подобрали наиболее удобные и понятные сервисы для расчета необходимой толщины теплоизоляционного материала.
Теплотехнический калькулятор. Расчет точки росы в стене
Калькулятор онлайн от smartcalc.ru позволит рассчитать оптимальную толщину утеплителя для стен дома и жилых помещений. Вы сможете рассчитать толщину теплоизоляции и рассчитать точку росы при утеплении дома различными материалами. Калькулятор smartcalc.ru позволяет наглядно увидеть место выпадения конденсата в стене. Это самый удобный теплотехнический калькулятор расчет утепления и точки росы.
Калькулятор толщины утеплителя для стен, потолка, пола
С помощью данного калькулятора вы сможете рассчитать толщину утеплителя для стен, кровли, потолка дома и других строительных конструкций в соответствии с регионом вашего проживания, материала и толщины стен, а также других важных параметров при теплоизоляции. Подбирая разные теплоизоляционные материалы на калькуляторе, вы сможете найти оптимальную толщину утеплителя для стен своего дома.
Калькулятор KNAUF. Расчет толщины теплоизоляции
Данный калькулятор позволяет произвести расчет толщины теплоизоляции стен в основных городах РФ в различных конструкциях на теплотехническом калькуляторе KNAUF, созданном профессионалами из KNAUF Insulation. Все расчеты производятся по требованию СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Бесплатный онлайн калькулятор расчета теплоизоляции KNAUF, сервис имеет удобный и понятный интерфейс.
Калькулятор Rockwool расчёта толщины теплоизоляции стен
Калькулятор разработан специалистами Rockwool для помощи в расчёте необходимой толщины теплоизоляции и оценке экономической эффективности её установки. Произвести теплотехнический расчет, подобрать подходящую марку теплоизоляции и рассчитать необходимое количество пачек минваты очень просто.
Как убрать точку росы из стены при утеплении
Методический материал для самостоятельного расчета толщины стен дома с примерами и теоретической частью.
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 R общ 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.
| Материал стены | Сопротивление теплопередаче (м 2 ·°С/Вт) / область применения (°С·сут) |
||||
| конструкционный | теплоизоляционный | Двухслойные с наружной теплоизоляцией | Трехслойные с изоляцией в середине | С невентили- руемой атмосферной прослойкой | С вентилируемой атмосферной прослойкой |
| Пенополистирол | |||||
| Минеральная вата | |||||
| Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки) | Пенополистирол | ||||
| Минеральная вата | |||||
| Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой | Ячеистый бетон | ||||
| 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).
Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче R о (м 2 ·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как
R о = R 1 + R 2 +R 3 , где:
R 1 =1/α вн, где α вн - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;
R 2 = 1/α внеш, где α внеш - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;
R 3 - 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 α внеш равным 10,8 Вт/(м 2 ·°С).
Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.
Уточненные значения градусо-суток отопительного периода, указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.
Часть 4. Расчет минимально допустимой толщины стены на примере газобетона для Московской области.
Рассчитывая толщину стеновой конструкции, берем те же данные, что указаны в Части 1 настоящей статьи, но перестраиваем основную формулу: δ = λ·R, где δ - толщина стены, λ - теплопроводность материала, а R - норма теплосопротивления по СНиП.
Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона с теплопроводностью 0,12 Вт/м°С в Московской области со средней температурой внутри дома в отопительный период +22°С.
- Берем нормируемое теплосопротивление для стен в Московском регионе для температуры +22°C: R req = 0,00035·5400 + 1,4 = 3,29 м 2 °C/Вт
- Коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 (габариты 625х400х250 мм) при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
- Минимальная толщина стены из газобетонного камня D400: R·λ = 3,29·0,147 Вт/м∙°С=0,48 м.
Вывод: для Москвы и области для возведения стен с заданным параметром теплосопротивления нужен газобетонный блок с габаритом по ширине не менее 500 мм, либо блок с шириной 400 мм и последующим утеплением (минвата+оштукатуривание, например), для обеспечения характеристик и требований СНиП в части энергоэффективности стеновых конструкций.
Таблица 3. Минимальная толщина стен, возводимых из различных материалов, соответствующих нормам теплового сопротивления согласно СНиП.
| Материал | Толщина стены, м | проводность, | |
| Керамзитоблоки | Для строительства несущих стен используют марку не менее D400. |
||
| Шлакоблоки | |||
| Силикатный кирпич | |||
| Газосиликатные блоки d500 | Использую марку от D400 и выше для домостроения |
||
| Пеноблок | строительство только каркасным способом |
||
| Ячеистый бетон | Теплопроводность ячеистого бетона прямо пропорциональна его плотности: чем «теплее» камень, тем он менее прочен. |
||
| Минимальный размер стен для каркасных сооружений |
|||
| Кирпич керамический полнотелый | |||
| Песко-бетонные блоки | При 2400 кг/м³ в условиях нормальной температуры и влажности воздуха. |
Часть 5. Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.
Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:
R общ = R 1 + R 2 +…+ R n + R a.l где:
R 1 -R n - термосопротивления различных слоев
R a.l - сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)
Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок - 400 мм, минеральная вата - ? мм, облицовочный кирпич - 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м 2 *Град С/Вт (г. Оренбург).
R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4
Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м 2 ×°С/Вт
Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м 2 ×°С/Вт
Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м 2 ×°С/Вт (<3,4).
Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =3.4-1,09=2,31 м 2 ×°С/Вт
δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) - среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).
Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.
