Расчет системы утепления дома

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность

Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Факторы, влияющие на теплопроводность

Коэффициент теплопроводности материала зависит от нескольких факторов:

При повышении данного показателя взаимодействие частиц материала становится прочнее. Соответственно, они будут передавать температуру быстрее. А это значит, что с повышением плотности материала улучшается передача тепла.

Пористость вещества. Пористые материалы являются неоднородными по своей структуре. Внутри них находится большое количество воздуха. А это значит, что молекулам и другим частицами будет сложно перемещать тепловую энергию. Соответственно, коэффициент теплопроводности повышается.

Влажность также оказывает влияние на теплопроводность. Мокрые поверхности материала пропускают большее количество тепла. В некоторых таблицах даже указывается расчетный коэффициент теплопроводности материала в трех состояниях: сухом, среднем (обычном) и влажном.

Выбирая материал для утепления помещений, важно учитывать также условия, в которых он будет эксплуатироваться

Основные параметры, от которых зависит величина теплопроводности

Не все строительные материалы одинаково теплоэффективны. На это влияют следующие факторы:

Пористая структура материала говорит о том, что подобное строение неоднородно, а поры наполнены воздухом. Тепловые массы, перемещаясь через такие прослойки, теряют минимум своей энергии. Поэтому пенобетон именно с замкнутыми порами считается хорошим теплоизолятором. Замкнутые поры пенобетона наполнены воздухом, который по праву считается лучшим теплоизолятором
Повышенная плотность материала гарантирует более тесную взаимосвязь частиц друг с другом. Соответственно, уравновешивание температурного баланса происходит намного быстрее. По этой причине плотный материал обладает большим коэффициентом проводимости тепла. Поэтому железобетон считается одним из самых «холодных» материалов. Высокая плотность даёт хорошую прочность железобетону, но также и «обделяет» его теплоэффективностью
Влажность – злокачественный фактор, повышающий скорость прохождения тепла

Поэтому так важно качественно произвести гидроизоляцию необходимых узлов здания, грамотно организовать вентиляцию и использовать максимально инертные к намоканию строительные материалы.

«Холодно, холодно и сыро. Не пойму, что же в нас остыло…» Даже Согдиана знает о том, что сырость и холод − вечные соседи, от которых не спрячешься в тёплом свитере

Зная, что такое проводимость тепла, и какие факторы на неё влияют, можно смело пробовать применять свои знания для расчётов будущих строительных конструкций. Для этого нужно знать коэффициенты используемых материалов.

Подбор нагревательного элемента

Котлы условно делятся на несколько групп в зависимости от типа используемого топлива:

• электрический;
• жидкотопливный;
• газовый;
• твердотопливный;
• комбинированный.

Среди всех предложенных моделей, наибольшей популярностью обладают аппараты, функционирующие на газе. Именно этот вид топлива является сравнительно выгодным и доступным. Кроме этого, оборудование подобного плана не требует особых знаний и навыков для его обслуживания, а КПД таких узлов довольно высокий, чем не могут похвастаться другие идентичные по функциональности агрегаты. Но вместе с тем газовые котлы уместны лишь в том случае, если ваш дом подключен к центрованной газовой магистрали.

Определение мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление, нужно определить пропускную способность нагревателя, поскольку именно от этого показателя зависит эффективность функционирования тепловой установки. Так, сверхмощный агрегат будет потреблять много топливных ресурсов, тогда как маломощный аппарат не сможет в полной мере обеспечить качественного обогрева помещения. Именно по этой причине расчёт системы отопления – это важный и ответственный процесс.

Можно не вдаваться в сложные формулы вычисления производительности котла, а попросту воспользоваться предложенной ниже таблицей. В ней указана площадь обогреваемого сооружения и мощность нагревателя, который сможет создать в нем полноценные температурные условия для проживания.

Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м2	Необходимая производительность нагревательного элемента, кВт
60-200	Не выше 25
200-300	25-35
300-600	35-60
600-1200	60-100

Теплотехнический расчет.

Приступаем непосредственно к теплотехническому расчету, а именно — нам необходимо подобрать толщину 2-го слоя (утеплителя) исходя из условий места строительства.В первую очередь — определяем норму тепловой защиты из условий соблюдения санитарных норм.Согласно формулы 3 из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» рассчитывается нормативное (или другими словами максимально допустимое) сопротивление теплопередачи, формула выгладит так:

где:n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6, из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для наружной стены (впрочем, в последнем актуализированном СП данный коэффициент упразднили!);

tint = 20°С — оптимальная температура в помещении, из исходных данных;

text = -30°С — температура наиболее холодной пятидневки, значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — данный показатель принимается по таблице 5, из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» он нормирует температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (стены);

αint = 8,7 Вт/(м2×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для наружных стен.

Выполняем расчет:

получили сопротивление теплопередачи из санитарных норм Rreq = 1.437 м2*℃/Вт;

Во вторую очередь, определяем сопротивление теплопередачи из условий энергосбережения.

Определяем градусо-сутки отопительного периода, для этого воспользуемся формулой, согласно пункта 5.3 в СНиП 23-02-2003″Тепловая защита зданий»:

Dd = (tint — tht)zht = (20 + 4,0)*214 = 5136°С×сут

Примечание: градусо-сутки ещё имеют сокращенное обозначение — ГСОП.

Далее, согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в зависимости от градусо-суток района строительства, рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле:

Rreq= a*Dd + b = 0,00035 × 5136 + 1,4 = 3,1976м2×°С/Вт,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в г. Муром,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4, столбец 3, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для стен жилого здания.таким образом, мы получили второе значение сопротивления теплопередачи исходя из энергоэффективности Rreq = 3,198 м2*℃/Вт;

Для дальнейшего расчета стены, мы принимаем наибольшее значение из двух рассчитанных нами показателей Rreq (1,437 и 3,198), и обозначим его как Rтреб = 3,198 м2*℃/Вт;

Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя нашей многослойной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где:δi- толщина слоя, мм;λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

Рассчитываем термическое сопротивление для каждого слоя1 слой (газобетонные блоки): R1 = 0,4/0,29 = 0,116 м2×°С/Вт.3 слой (облицовочный силикатный кирпич): R3 = 0,12/0,87 = 0,104 м2×°С/Вт.4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

где:

Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности,

αext принимается по таблице 14 для наружных стен;

ΣRi = 0,116 + 0,104 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

Толщина утеплителя равна:

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм:

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,343м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,198м2×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Вот мы и выполнили теплотехнический расчет стены и нам известны толщины всех слоёв, входящих в её состав. Для того, чтобы долго не разбираться с нормативной документацией и самому считать на калькуляторе все эти сложные формулы, можно воспользоваться калькулятором «Теплотехнический расчет стены», где Вам достаточно просто выбрать исходные данные, а сам расчет произведется автоматически.

строительство дома

строительные технологии

• Добавить комментарий
• 1335 просмотров

Теплорасчет ограждающих конструкций по объему здания

Обычно такой способ используется для тех строений, где высокие потолки – более 3 метров. То есть промышленные объекты. Минусом такого способа является то, что не учитывается конверсия воздуха, то есть то, что вверху всегда теплее, чем внизу.

Формула:

Q=V*41 Вт (34 Вт)

• V – наружный объем строения в м куб;
• 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания. Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то показатель равен 34 Вт.

Для общей формулы мы советуем дополнительно использовать коэффициенты – это число, на которое нужно умножить результат:

• Стекла в окнах: двойной пакет – 1;
• переплет – 1,25.

Материалы утеплителя:

• новые современные разработки – 0,85;

стандартная кирпичная кладка в два слоя – 1;
малая толщина стен – 1,30.
Температура воздуха зимой:

• -10 – 0,7;

-15 – 0,9;
-20 – 1,1;
-25 – 1,3.
Процент окон в сравнении с общей поверхностью:

• 10% – 0,8;

20% – 0,9;
30% – 1;
40% – 1,1;
50% – 1,2.

Все эти погрешности могут и должны быть учтены, однако, редко используются в реальном строительстве.

Основными элементами вентилируемого фасада являются:

1. несущая стена дома (кругляк или брус)
2. внешний слой утеплителя (на рисунке ТИМ установлен в два слоя).
3. система крепления теплоизоляции, для деревянного дома обычно используется деревянный брус нужных размеров. Именно параметры этих элементов конструкции (1-3), определяют параметры теплоизоляции стены дома.
4. ветро- и (или) влагозащитный слой, служит для защиты теплоизоляции от внешних воздействий (влаги, ветра) и выведения паров влаги из теплоизоляции в вентиляционный зазор.
5. вентилируемый зазор, служит для выведения паров влаги из конструкции.
6. наружный отделочный слой служит для защиты конструкции дома от внешних воздействий (вода, снег, ветер) и является элементом эстетического оформления внешнего вида дома.
7. элемент крепления наружного слоя.

Как видно из рисунка, принцип работы вентфасада следующий:

• пары влаги под действием парциального давления стремятся выйти из теплого помещения наружу (показано красной стрелкой)
• пройдя через ограждающую конструкцию и слой теплоизоляции, они попадают в вентиляционный зазор конструкции, где естественным путём, выводятся наружу. Вспомните школьную физику на тему «круговорот воды в природе».

Вывод: конструкция проста и надёжна в работе при её правильном устройстве.

Разбираем основные критерии выбора

В строительных магазинах можно найти бесчисленное многообразие материалов, но какой из них лучше для отделки стен? Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, но имеет смысл проанализировать ключевые критерии, исходя из которых, необходимо делать свой выбор.

Показатель теплопроводности (способность материала пропускать через себя тепло).

Это ключевой фактор, на который нужно обращать внимание — от него зависит эффективность защиты стен от холода (чем он меньше, тем лучше). Как правило, все современные материалы отвечают имеющимся требованиям

Очевидно, чем легче утеплитель, тем проще его крепить. К тому же, для особо тяжелых моделей придется сооружать дополнительный каркас прочности, что в значительной мере увеличит общие расходы. В данном аспекте за явным преимуществом выигрывает пенопласт.

Если вы собрались покрыть стены дома сайдингом, то этот аспект не важен. Зато есть ограничения для раствора и лакокрасочных веществ.

Для деревянных домов запрещено использовать аналоги, подвергающиеся горению. Поэтому нельзя отделывать стены снаружи, к примеру, стекловатой, которая возгорается за считанные мгновения. Впрочем, в России очень многие нарушают это предписание из-за выгодного соотношения цена-качество.

Наружная отделка стен слегка снижает эксплуатационный период (так как материалу приходится активнее противостоять влаге). Наиболее качественные модели имеют срок службы 25-50 лет, аналоги поскромнее 5-10. Учитывайте этот показатель — модель может быть немного дороже, но иметь эксплуатационный срок больше в 5-10 раз.

Статья по теме: Как вывести трубу от печи через стену

Главное достоинство деревянного дома — его экологическая чистота. Использование токсичных материалов сводит к минимуму сей факт.

Простыми словами — возможность материала «просушиваться». Если этот показатель будет низким, придется возводить на стене вентиляционные шахты, что усложняет работу и повышает траты на теплоизоляцию дома.

В частности, внимательно изучите имеющийся спрос на предмет соотношения «цена — качество». Дешевые модели могут иметь слишком слабую эффективность, поэтому придется использовать несколько слоев. Также не забывайте, что качественное наружное утепление стен деревянного дома в значительной мере сокращает энергозатраты. Поэтому такая процедура в скором времени полностью окупается.

В представленных ниже таблицах вы найдете много интересной информации.

1 — населенный пункт, 2 — средняя температура в отопительный период, 3 — его продолжительность, 4 — градусо-сутки, 5 — рекомендованный показатель сопротивления теплопередаче, 6 — рекомендуемая (минимальная) толщина теплоизоляционного слоя.

Эта таблица позволяет изучить эффективность теплоизоляционных материалов

Данные представлены в виде диаграммы — для наглядности

Утепление стен – выбираем утеплитель

Зимой, когда очень холодно, хочется сидеть в уютном кресле у камина и наслаждаться стаканчиком любимого напитка.  Хотите? Тогда готовьте сани с лета. Если заблаговременно позаботиться об утеплении стен, зимой будет тепло, а летом – нежарко.
Неопытный мастер сразу озадачено спросит сам себя: «а чем утеплять?». Первое, что приходит на ум, — вата или пенопласт. Пожалуй, это лидеры отрасли. Но насколько эти два материала эффективны и полезны для здоровья? Какой из них лучше и почему? Попытаемся разобраться в азах утепления стен и выборе утеплителя.

Холодные места

Перед тем, как заниматься утеплением, нужно определить самые холодные места и акцентировать на них внимание. Конечно, это можно сделать по старинке, потрогав стены на ощупь или прикинув на глаз

Для больших помещений лучше воспользоваться услугами специальных компаний, которые используют профессиональные приборы —  тепловизоры.

Материал для утепления стен

Самыми популярными материалами для утепления стен считаются минеральная вата и пенопласт (пенополистирол). Как правило, материал выбирается в зависимости от поставленной задачи.

Пенопласт чаще всего применяют для утепления кирпичных стен, этот материал прочный, недорогой, и хорошо подойдет при больших объемах работ и скромном бюджете. Однако у него есть свои серьезные недостатки – горючесть и повышенная токсичность, практически нулевой уровень поглощения шума.

Наиболее известные на рынке пенополистирольные утеплители: экструдированный пенополистирол Пеноплекс, экструзионный пенополистирол Технониколь, KNAUF Therm.

Минеральная вата не горит и обладает неплохими шумоизоляционными свойствами. Но цена плит из минеральной ваты будет дороже. И еще один недостаток — в некоторых случаях минеральная вата деформируется и в отличие от пенопласта, ее труднее монтировать, во избежание холодных зон понадобятся специальные крепежи.

Наиболее известные на рынке утеплители на основе минеральной ваты: Isover (изовер) – вата из стекловолокна, Rockwool (роквул) – минеральная вата на основе базальтовых волокон, Knauf Insulation (кнауф) – минеральная вата на основе стекловолокна.

Пример расчета теплоизоляции фундамента

Здесь, в качестве примера, выполним расчет теплоизолированного фундамента мелкого заложения (ТФМЗ) для дома без теплоизоляции пола на ленточном железобетонном фундаменте в г.Смоленск.

Рис.1. Схема теплоизоляции фундамента здания без теплоизоляции пола. 4 и 5 — теплоизоляция горизонтальная и вертикальная

Нагрузка на 1 погонный метр фундаментной ленты определяется согласно СНиП 2.01.07-85. Программу — калькулятор для расчета нагрузки на фундамент можно найти, если перейти по этой ссылке.

С помощью этого калькулятора определим нагрузку на ленту фундамента и ширину подошвы фундамента.

Далее требуется определить:

• • размеры вертикальной и горизонтальной теплоизоляции;
  • толщину грунтовой подушки.

Исходные данные:

• • В качестве теплоизолятора принимаем плиты теплоизоляции из экструдированного пенополистирола (XPS) марки 35;
  • Материал для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована — щебень с плотностью р=2040 кг/м3 и модулем деформации Е=65000 кПа.
  • Грунты основания представлены пылеватыми песками с плотностью р=1800 кг/м3 (18,0 кН/м3) и модулем деформации Е= 18000 кПа.

Последовательность расчета:

Шаг 1. Определение величины индекса мороза, ИМ. Указанный параметр находим для места строительства (г.Смоленск) по схематической карте ИМ (см. ниже). ИМ = 50000 градусочасов.

Шаг 2. Определение параметров вертикальной и горизонтальной теплоизоляции.

В таблице 1 индексу мороза ИМ=50000 градусочасов соответствуют следующие параметры теплоизоляции:

• • толщина вертикальной теплоизоляции by=0,06 м;
  • толщина горизонтальной теплоизоляции по периметру здания bh=0,061 м;
  • толщина горизонтальной теплоизоляции на углах здания bc=0,075 м;
  • ширина теплоизоляционной юбки Dh=0,6 м;
  • длина участков возле углов здания Lc=1,5 м.

Шаг З. Расчет толщины грунтовой подушки.

Товары для строительства и ремонта

⇆

Толщина грунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже 17 °С принимается не менее 0,2 м.

Ответ. На основе проведенного расчета окончательно принимаем:

• • толщину вертикальной теплоизоляции из плит by=0,06 м;
  • толщину горизонтальной теплоизоляции по периметру здания из плит bh=0,061 м;
  • толщину горизонтальной изоляции на углах здания из плит bc=0,075 м;
  • ширину теплоизоляционной юбки Dh=0,6 м;
  • длину участков возле углов здания с усиленной теплоизоляцией Lc=1,5 м;
  • толщину грунтовой подушки — 0,2 м.

При этом глубина котлована под ТФМЗ составит: 0,4 м +0,2 м = 0,6 м.

Теплоизоляция и утепление стен.

Из всех ограждающих конструкций здания стены имеют самую большую площадь соприкосновения с внешней средой и, соответственно, вносят наибольший вклад в теплообмен. Поэтому качественная теплоизоляция стен способна значительно сократить обогрев улицы.

В настоящее время теплоизоляция стен зданий выполняется в тремя основными способами:

1) Штукатурка фасада по теплоизоляционному материалу (пенополистирол и т.п.)
2) Многослойная конструкция стен (трехслойная, слоистая или колодцевая кладка, сэндвич-панели, трехслойные железобетонные панели).
3) Монтаж навесного фасада с использованием каменной (минеральной) или стекловаты.

В легких штукатурных системах утепления плита утеплителя фиксируется на стене с помощью клея и дюбелей, после чего на нее наносится тонкий слой штукатурки. Общая толщина слоев не превышает 15 мм. К утеплителю в таких системах предъявляются самые высокие требования. Кроме того, для выполнения монтажа легких штукатурных систем необходимо привлекать рабочих с высокой квалификацией, так как штукатурный слой необходимо наносить равномерно и прочным слоем.
Плита утеплителя в тяжелых штукатурных системах утепления фиксируется на стене арматурной сеткой и анкерами. Толщина слоев после утеплителя может достигать 50 мм. В такой фасадной системе металлическая несущая сетка защищает финишный слой от линейных тепловых деформаций. Здесь, также как и в легких штукатурных системах, предъявляются высокие требования к утеплителю. Кроме того, при использовании тяжелых систем утепления отпадает необходимость в привлечении рабочих высокой квалификации, так как нет необходимости выравнивать фасадную поверхность.

В фасадных системах с колодцевой кладкой и, так называемых, трехслойных системах, утеплитель располагается внутри ограждающих конструкций. Первым внутренним слоем является несущая стена. Второй слой – это утеплительный материал, толщина которого определяется требованиями по теплосбережению, т.е. на основании расчета. И третий (внешний) слой предназначен для защиты теплоизоляции от атмосферных воздействий.

Еще одна система утепления холодных стен фасадов — это вентилируемая фасадная система. Она похожа на колодцевую кладку с воздушным зазором, только вместо наружной стены используются разнообразные облицовочные материалы (плиты или листовые материалы). Теплоизолирующий материал крепится к стене при помощи несущего каркаса и анкерной системы крепления.

В российских условиях придается большое значение качеству теплоизоляции во время отопительного сезона. Поэтому считается наиболее эффективной теплоизоляция стен снаружи, т.к. в этом случае несущая конструкция стены находится всегда в зоне положительных температур и оптимальной влажности. Утепление стен изнутри возможно, но не рекомендуется, т.к. этот способ осложнен дополнительными (и строгими) требованиями к пароизоляции утеплительных материалов и применим только в исключительных случаях, когда невозможно изменить фасад здания по тем или иным соображениям.

Утепление деревянного дома имеет значительную особенность, а именно – теплоизоляция стыков несущих элементов (брус, сруб и т.д.). Традиционно для этой цели использовались такие естественные материалы как пакля и мох. В современном мире им на смену пришел столь же натуральный и экологичный, но более практичный утеплитель деревянного дома — им стал лен или джут.

Любая теплоизоляция, в том числе теплоизоляция стен, требует строго соблюдения технологических требований. Пренебрежение этими требованиями всегда приводит к тому, что эффект от теплоизоляции либо незначителен, либо отсутствует вовсе, так как сто маленьких дырочек – это одно открытое настежь окно. Очень часто собственники строения принимаясь за теплоизоляцию стен руководствуются лишь краткими указаниями менеджера, продавшего им утеплительный материал, и совершенно не знакомы с нюансами и тонкостями технологического процесса.

Теплотехнический расчет конструкций — что это такое и для чего нужно делать

Теплотехнический расчет наружной стены помогает получить точную цифру по объему тепла, который необходим, чтобы в здание было максимально комфортно находиться. Является основой для создания отопления. В любом помещение происходит теплообмен, отдается тепло во внешнюю среду, и эту отдачу необходимо возвращать обратно. Уровень потери тепла должен возвращаться внутрь в том же количестве.

Определить, сколько тепловой утрата следует восстановить для хорошего микроклимата, не проводя расчет теплопроводности стены верно в принципе невозможно. Результат почти со стопроцентной вероятностью будет с большим отклонением от правды.

В расчет стен по тепловым моментам профессионалы включают учет множества параметров, каждый из которых существенно воздействуют на данный показатель. Важны материалы, которые применяются, стороны света, температурные показатели воздуха и другие.

Если не провести подобный расчет, то приобретение системы отопления, отопительного котла, теплого пола и другого связанного с данным процессом оборудование может быть произведено не верно. В итоге можно столкнуться с проблемой недостаточного тепла, когда потеря его будет большей, чем возмещение.

Придется менять оборудование, а это дело дорогостоящее. С учетом сложности монтажа теплого пола потеря будет не только денежная, но временная. Когда установлен весь отделочный материал снятие материалов будет большой проблемой, ведь процедура не самая приятная для владельца. А жить в холодном жилом помещение, мало кому хочется.

Теплотехнический расчет наружной стены помогает получить точную цифру по объему тепла, который необходим, чтобы в здание было максимально комфортно находиться.

Можно выделить следующие плюсы проведения расчетов:

• Экономическая выгода за счет дальнейшей оплаты за отопление, когда проведены правильные работы по утеплению, то переплачивать каждый месяц по счету не приходится, в итоге процесс оправдывается финансово;
• Оптимальный микроклимат помогает избежать образования грибка и плесени на поверхности, что является опасным для здоровья человека, также данные образования вредят целостности материала;
• Траты на электроэнергию также будут меньше, ведь оборудование не должно будет работать излишне.

Когда проведены правильные работы по утеплению, то переплачивать каждый месяц по счету не приходится.

Требования и сопутствующая документация

Рассчитать теплопроводность стены можно только с учетом регламентирующих процесс документов. Разработано несколько документов, где прописаны нормы и правила работы. Вычисления будут зависеть от вида материала, из которого построен дом: газобетонные блоки, кирпич, газоблок, брус, сэндвич панели и другие. Каждый имеет свои нормы теплопроводности.

Используются следующие издания для правильного подсчета:

• Ориентируются на СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», это переизданная версия от 2003 года, профессионалы при работе используют данный норматив как основной;
• СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», также основана на более раннем издании 1999, служит основой для ориентира на климат региона, где расположено здание;
• СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», данный документ является раскрывающим 1-ый документ, в нем многие пункты расписаны подробнее;
• ГОСТ 30494-2011 с 2011 года «Здания жилые и общественные», прежняя версия издана в 1996, о специфике назначений зданий и их особенностях;
• Пособие для студентов строительных ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие». Помогает проще понять специфику задания, раскрывает многие моменты.

Вычисления будут зависеть от вида материала, из которого построен дом.

От чего зависит толщина?

Итак, перед тем, как рассчитать толщину утеплителя для стен, необходимо определить ряд параметров, от которых она зависит. Очевидно, что на толщину в первую очередь будут влиять климатические условия

Кроме того, важно также, из каких материалов построен дом, какой толщины стены и проч

Вот параметры, значения которых потребуются для предстоящих расчетов:

1. Коэффициент минимально допустимого сопротивления теплоотдаче в регионе.
2. Теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве и отделке стен, а также толщина каждого из слоев.
3. Теплопроводность самого утеплителя.

Параметр под первым номером определяется строительными нормативами. Значения по регионам приведены в соответствующем СНиП. Мы приведем ряд значений для крупных городов в таблице ниже.

Что касается теплопроводности стройматериалов и выбранного утеплителя, то данные значения можно получить из технической документации, прилагаемой к изделиям.

Пример расчета внешней трехслойной стены без воздушной прослойки

Чтобы было проще вычислять требуемые параметры, можно воспользоваться теплокалькулятором стен. В него требуется забивать определенные критерии, которые влияют на итоговый результат. Программа помогает быстро и без долгого вникания в математические формулы получить нужный результат.

Требуется по описанным выше документам найти конкретные показатели под выбранный дом. Первое выясняют климатические условия населенного пункта, а также климат помещения. Следом вычисляют прослойки стены, все которые есть в здание. Здесь учитываются и штукатурный слой, гипсокартон и утепляющие материалы, имеющиеся в доме. Также толщина газобетона или другого материала, из которой создана конструкция.

Теплопроводность каждого из этих слоев стены. Показатели указываются производителями каждого материала на упаковке. В итоге программа посчитает по необходимым формулам нужные показатели.

Чтобы было проще вычислять требуемые параметры, можно воспользоваться теплокалькулятором стен.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.

Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.

Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.

Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.

Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.

Потребление воды — 15 куб. м/мес.

Продолжительность отопительного периода — 6 мес.

Термическое сопротивление:

• основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
• утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Теплопотери через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.

Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.

Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Итоги по утеплению частного дома

Утеплять дом очень выгодно

, и в большинстве случаев даже необходимо, т.к. это обусловлено большим количеством преимуществ перед не утепленными домами, и позволяет сэкономить Ваш семейный бюджет.

Осуществив наружное и внутреннее утепление дома, Ваш частный дом станет подобен термосу. Из него не будет улетать тепло зимой и поступать жара летом, а все затраты на полное утепление фасада и крыши, цоколя и фундамента окупятся в течение одного отопительного сезона.

Для оптимального выбора утеплителя для дома

, мы рекомендуем Вам почитать нашу статью: Основные виды утеплителей для дома , в которой подробно рассмотрены основные виды утеплителей, используемых при утеплении частного дома снаружи и внутри, их плюсы и минусы.