Меню Закрыть

Рассчитать теплопроводность стены: КАЛЬКУЛЯТОР ТЕПЛОПОТЕРЬ СТЕН ДОМА. РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ СТЕН ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНОВ

Содержание

Расчет толщины стены по теплопроводности из разных материалов

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

Толщина стен в южных и северных широтах должна отличаться

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 во многом зависит от материала стен

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

Сопротивление передаче тепла должно быть больше минимума, указанного в нормативах

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.

Формула расчета:

R=δ/ λ (м2·°С/Вт), где:

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

При расчете многослойной конструкции суммируйте показатели теплосопротивляемости всех материалов

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.

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.

Далее немного про паропроницаемость стен.

P.S.: Если в ручную считать немного лень, то вот тут я наваял калькулятор, который работает по этой формуле. Правда, он пока считает только однослойные стены.

 

Расчет теплопроводности стены — правила

Расчет теплопроводности стены

Каждый, кто строит дом или же собирается проводить ремонт, задается вопросом: какой толщины делать стены, какую теплоизоляцию и какой утеплитель лучше всего использовать.

Именно ответы на эти вопросы позволят сделать любой дом или квартиру уютными, комфортными и удобными для проживания.

Опять же, использование некачественных материалов и в недостаточных количествах, игнорирование утепления, как такового, могут привести к весьма печальным последствиям.

В таком доме просто будет сложно жить как в жару, так и в морозы. Температура в комнатах будет мало отличаться от температуры на улице.

Поэтому следует выяснить, какой же толщины должна быть теплоизоляция конкретно для вашего случая.

Как лучше поступить

На сегодняшний день это можно сделать самостоятельно: произвести необходимые расчеты, выяснить оптимальные материалы для работы и самостоятельно их установить.

Можно предпочесть работу заказу крупной фирме, которая сможет за отдельную плату совершить точный расчет, подобрать материалы и приступить к их монтажу.

Конечно, в случае, если вы все сделаете сами, претензии выдвигать будет некому.

В случае с фирмой, вы сможете пожаловаться на некачественную, недобросовестную работу или же когда требуемый эффект от произведенных работ не был достигнут.

Для расчет теплопроводности стены можно воспользоваться специальными программами, специализированными онлайн-калькуляторами, которые помогут вам получить нужные цифры.

Или же вы сможете это сделать самостоятельно. Многие заблуждаются, думая, что сами не в состоянии произвести расчеты, подсчитать, сколько теплоизоляции для работы будет необходимо на комнату, квартиру или же дом. Это сделать необычайно просто, ведь рассчитать толщину необходимой теплоизоляции можно довольно просто: на всех материалах производители указывают коэффициент теплопроводности.

Этикетка с коэффициентом

В чем необходимость расчета теплопроводности и монтажа теплоизоляции

Как уже говорилось, на это есть ряд причин:

  • отсутствие или недостаточность теплоизоляции приведет к промерзанию стен;
  • есть вероятность переноса так называемой точки росы, что, в свою очередь, вызовет появление конденсата на стенах, добавит излишнюю влажность в помещениях;
  • в жаркое время в помещениях будет хуже, чем под ярким солнцем на улице; в таких домах будет жарко, душно и неуютно.

Опять же, приведенные выше причины принесут вам и новые проблемы: та же влажность будет способствовать порче как используемых внутри помещения строительных материалов, так и мебели, техники. Это, в свою очередь, заставит вас тратить деньги на ремонт, обновление, приобретение новых вещей. Пример подобного можно с легкостью увидеть ниже.

Влага и роса в квартире

Так что теплоизоляция – это залог сохранности ваших денег в дальнейшем.

Как рассчитывать толщину теплоизоляции

Чтобы просчитать необходимую толщину, следует знать величину теплосопротивления, которая является постоянной, значение имеет разное, в зависимости от географического положения, то есть разное для каждого отдельно взятого района. За основу возьмем следующие показатели: теплосопротивление стен – 3.5м2*К/Вт, а потолка – 6м2*К/Вт. Первое значение назовем R1, а второе, соответственно, R2.

При расчетах стен или же потолка, или же пола, состоящих из более чем одного слоя, следует просчитать теплосопротивление каждого из них, а затем суммировать.

R= R+R1+R2 и т.д.

Соответственно, необходимая толщина теплоизоляции, ее слоя, будет получена путем следующих манипуляций и при помощи формул:

R=p/k, где pявляется толщиной слоя, а k – коэффициентом теплопроводности материала, который можно узнать у производителя.

Опять же, не забывайте, если есть несколько слоев, то по данной формуле следует просчитать каждый, и затем полученные результаты суммировать.

Пример таковых расчетов

Ничего сложного в этом процессе нет, можно с легкостью провести расчет для любого материала. В качестве примера мы можем взять расчет для дома из кирпича.

Скажем, толщина измеряемых стенок будет составлять 1.5 длины кирпича, а в качестве теплоизоляции решим использовать минвату.

Кирпич и минвата

Итак, нам требуется теплосопротивление стены не меньше 3.5. Для начала просчета нам потребуется узнать текущее тепловое сопротивление данной стены из кирпича.

Толщина составляет около 38 сантиметров, коэффициент теплопроводности составляет 0,56.

Соответственно, 0,38/0,56 = 0,68. Чтобы достигнуть показателя в 3.5, мы отнимем от него полученный результат (нам нужно 2,85 метр квадратный * К/Вт).

Теперь мы сделаем расчет толщины теплоизоляции, как уже говорилось выше, минеральной ваты: 2,85*0,045=0,128

Позволим себе немного округлить результат и получим следующее: при необходимости утеплить кирпичную стену, толщиной в полтора кирпича, нам потребуется толщина теплоизоляционного материала 130мм, при условии, что мы будем использовать минеральную вату. Если учитывать предстоящие внутренние и внешние работы, как отделочные, так и декоративные, можно позволить себе слой минваты в 100мм. Как видите, ничего сложного.

Что еще даст такой расчет

Используя такой расчет, вы сможете сравнивать различные типы утепления и теплоизоляции, сможете выбрать наиболее эффективный при наименьшем слое.

Если у вас проблема в пространстве, если же вы хотите сэкономить, то подобная работа позволит вам путем нехитрых манипуляций быстро выяснить, какой материал будет вам обходиться дешевле.

Если вы еще на этапе планировки дома, то сможете выяснить, что обойдется вам дешевле и менее трудоемко. Это может быть увеличение толщины кирпичной кладки, использование других типов теплоизоляционных материалов или же использование других строительных материалов для возведения стены, скажем, вместо кирпича использовать блоки и т.д.

Стена из блоков

Многие ленятся делать расчеты самостоятельно, в этом случае можно легко позволить себе воспользоваться калькуляторами, которые предлагаются в сети на многих страницах.

Здесь вы найдете массу шаблонов и заготовок, практически вся информация собрана в справочниках, вам нужно будет подставлять только тип строительных материалов, регион проживания и показатель толщины. В этом случае все вычисления будут происходить очень быстро и легко.

Онлайн калькулятор

Но в данном случае высока вероятность того, что на том или ином сайте жульничают: пытаются выставить материал, которым торгуют, в лучшем свете. В таком случае вероятна ошибка в расчетах, которая может дорого вам обойтись.

Не стоит бояться самостоятельных расчетов, для этого вам понадобятся только ручка, бумага и калькулятор.

Вы легко сможете в любой момент перепроверить свои расчеты или же показать их специалисту. Консультация со знакомым строителем выйдет гораздо дешевле, чем найм профессиональной компании.

Снова-таки, выбирая материалы, просчитывая необходимую толщину и цену на них, учитывайте и другие полезные свойства, которые вам могут быть интересны.

Например, пожаробезопасность, звукоизоляцию, водо- или влагонепроницаемость. Например, звукоизоляцией и теплоизоляцией обладает стекловата.

Стекловата

Да, к сожалению, такие материалы будут выходить несколько дороже, но все же, разница по цене в 10-20% с учетом того, что вы получите, скажем, не только теплоизоляцию, но еще и звукоизоляцию, стоит назвать хорошей покупкой и удачным решением.

Видео – расчет теплопроводности стены

На данном видео можно воочию увидеть, как производится расчет теплопроводности стены с помощью специализированной программы.

Расчет толщины стен дома | PoweredHouse

Прежде чем определиться с конструкцией стены, необходимо произвести некоторые простейшие расчеты, которые сделают картину будущих затрат на отопление более ясной.

Приобретая стеновой строительный материал, ознакомьтесь с его техническими характеристиками. Там, как правило, указан такой важный параметр, как коэффициент теплопроводности. На его основе определяется коэффициент теплового сопротивления конструкции, а также необходимая толщина стены. Толщину стены (δ) разделите на коэффициент теплопроводности материала (λ) и получите коэффициент теплового сопротивления конструкции (R): R = δ / λ.

По нормам сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть не менее 3,2 λ Вт/м •°С.

Пример расчета коэффициента теплового сопротивления конструкции:

1) Блок ячеистого бетона толщиной 300 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,3/0,12 = 2,5 Вт/м•°С. Вывод: показатель ниже нормы.

2) Блок ячеистого бетона толщиной 400 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,4/0,12 = 3,3 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть выше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей.

Для того чтобы определиться с толщиной будущей стены, необходимо использовать те же показатели, но использовать их в другом порядке: нормативный показатель сопротивления теплопередаче (λ) умножаем на коэффициент теплопроводности (R) и получаем толщины стены (δ), соответствующую современным нормам с точки зрения энергоэффективности: δ = λ х R.

Пример расчета необходимой толщины стены:

1) Коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон равен 0,18 Вт/м•°С, рассчитываем толщину стены: 0,18 х 3,2 = 0,576 м, значит, для того чтобы получить деревянную стену с нормативным сопротивлением теплопередаче, нужно, чтобы она составляла не менее 576 мм.

2) Определим необходимую толщину стены из кирпича. Кирпич глиняный плотностью 1800 или силикатный плотностью 1600 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,81 Вт/м•°С, следовательно толщина стены: 0,81 х 3,2 = 2,592 м.

3) Рассчитаем толщину стены из железобетона (коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м•°С): 2,04 х 3,2 = 6,528 м.

В то же время минераловатный утеплитель толщиной 14-15 см соответствует нормативу: λ = 0,044 Вт/м•°С х 3,2 = 0,14 м.

Для многослойных конструкций расчеты производятся аналогичным образом. При этом учитываются показатели каждого слоя.

Приведенные выше формулы, несмотря на некоторую простоту, позволят вам еще на стадии проектирования выбрать оптимальные материалы и толщину стены. Стоит добавить, что помимо теплопроводности материала есть еще и другие не менее важные показатели, поэтому подход к выбору материала должен быть комплексным.

Для самостоятельного расчета под конкретный регион рекомендуется воспользоваться следующими табличными данными:

Калькулятор теплопотерь стен дома. Расчет толщины стен для различных регионов.

Калькулятор расчета теплопроводности стен жилых домов разработан в строгом соответствии с СНиП П-03-79. Функционал позволяет рассчитать степень теплопроводности любой стены и сравнить его с требуемой СНИПом величиной. От Вас требуется указать предполагаемый регион строительства и выбрать материал и толщину стен.

Рассмотрим участвующие в вычислениях величины.

Статистические сведения для каждого региона определены в СНиП:

  • Темп. наружного воздуха — типичная минимальная температура наружного воздуха в зимний период.
  • Ср. темп. отопит. периода – среднесуточная температура наружного воздуха по отопительному периоду.
  • Продолжительность отопит. периода – среднестатистическая продолжительность отопительного периода в днях.
  • Условия эксплуатации в зонах влажности — зона влажности географического региона (A или B).

Используемые для расчетов константы из ГОСТ и СНиП, характеризующие внутренние жилые помещения (одинаковы для всех регионов):

Для расчетов также используются установленные характеристики для внутренних помещений.

Характеристики внутреннего помещения, используемые в вычислениях

  • Темп. внутреннего воздуха — положенная СНиПом минимальная температура внутреннего воздуха для жилых помещений.
  • Влажность внутреннего воздуха — предполагаемая влажность внутреннего воздуха помещения. При разной влажности материалы стен обладают различной теплопроводностью.
  • Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности – как быстро материал передает тепло вовнутрь помещения.
  • Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности — как быстро материал передает тепло во внешнюю среду.
  • Коэффициент теплотехнической однородности – коэффициент, позволяющий оценить теплотехническую однородность стенового материала.
  • Коэффициент полож. наружной поверхности
  • Нормируемый температурный перепад

Вышеуказанный СНиП также утверждает методики расчета теплопроводности стен, будь то стена из одного материала, или стеновой пирог из нескольких компонентов. Полученный по формулам коэффициент теплопроводности должен удовлетворять требованиям из этого же СНИП, т.е. быть выше двух коэффициентов, рассчитанным по разным формулам.

Приведем ряд рекомендаций, опубликованных специалистами НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ (НИИСФ) ГОССТРОЯ СССР.

Рекомендации разработчиков СНиП-II-3-79 по устройству стенового пирога

Рекомендации касаются проектирования ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Преимущество при проектировании стеновых конструкций следует отдавать многослойным наружным стенам с использованием эффективного теплоизоляционного материала Однослойные наружные стены показывают некоторую эффективность при использовании легкого бетона плотностью не выше 1000 кг/м3, ячеистого бетона плотностью менее 800 кг/м3. Также хорошо показывает себя кладка из пустотелых керамических или силикатных камней и кирпичей. Пирог многослойных стен необходимо проектировать таким образом, чтобы с теплой стороны (изнутри) располагался материал с большим коэффициентом теплопроводности, что обеспечивает более высокую температуру угла;

Если утеплитель располагается внутри, скажем, кирпичной кладки, его рациональнее располагать ближе к внешней поверхности стены. При проектировании помещений для районов с расчетной скоростью ветра в июле не менее 2 м/с допускается использовать покрытия с вентилируемой воздушной прослойкой. Оптимальная толщина вентилируемой воздушной прослойки в наружных стенах находится в пределах 0,05-0,1 а оптимальная высота — 5-6 м.

Рациональнее организовать в ограждающей конструкции несколько воздушных прослоек малой толщины, чем одну большей толщины, при этом воздушные прослойки должны располагаться ближе к наружной стороне ограждения;

Поскольку переувлажненные материалы стеновых конструкций хуже справляются со своей задачей, слои материалов следует располагать изнутри наружу в порядке увеличения паропроницаемости.

Наружные и внутренние стены следует предохранять от грунтовой влаги путем устройства гидроизоляции. Основная обязательная во всех случаях горизонтальная гидроизоляция в нижней части наружной стены или по всему верху цоколя должна быть расположена выше тротуара или отмостки здания, но ниже отметки пола первого этажа. Дополнительную горизонтальную гидроизоляцию следует предусматривать в стенах зданий с подвалами и цокольными этажами ниже уровня их пола.

Коэффициент теплопроводности материалов

На чтение 11 мин. Просмотров 1k. Опубликовано

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.  

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.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше  (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Наименование материалаКоэффициент теплопроводности Вт/(м·°C)
В сухом состоянииПри нормальной влажностиПри повышенной влажности
Войлок шерстяной0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Каменная минеральная вата 25-50 кг/м30,0360,0420,,045
Каменная минеральная вата 40-60 кг/м30,0350,0410,044
Каменная минеральная вата 80-125 кг/м30,0360,0420,045
Каменная минеральная вата 140-175 кг/м30,0370,0430,0456
Каменная минеральная вата 180 кг/м30,0380,0450,048
Стекловата 15 кг/м30,0460,0490,055
Стекловата 17 кг/м30,0440,0470,053
Стекловата 20 кг/м30,040,0430,048
Стекловата 30 кг/м30,040,0420,046
Стекловата 35 кг/м30,0390,0410,046
Стекловата 45 кг/м30,0390,0410,045
Стекловата 60 кг/м30,0380,0400,045
Стекловата 75 кг/м30,040,0420,047
Стекловата 85 кг/м30,0440,0460,050
Пенополистирол (пенопласт, ППС)0,036-0,0410,038-0,0440,044-0,050
Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)0,0290,0300,031
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 600 кг/м30,140,220,26
Пенобетон, газобетон на цементном растворе, 400 кг/м30,110,140,15
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 600 кг/м30,150,280,34
Пенобетон, газобетон на известковом растворе, 400 кг/м30,130,220,28
Пеностекло, крошка, 100 — 150 кг/м30,043-0,06
Пеностекло, крошка, 151 — 200 кг/м30,06-0,063
Пеностекло, крошка, 201 — 250 кг/м30,066-0,073
Пеностекло, крошка, 251 — 400 кг/м30,085-0,1
Пеноблок 100 — 120 кг/м30,043-0,045
Пеноблок 121- 170 кг/м30,05-0,062
Пеноблок 171 — 220 кг/м30,057-0,063
Пеноблок 221 — 270 кг/м30,073
Эковата0,037-0,042
Пенополиуретан (ППУ) 40 кг/м30,0290,0310,05
Пенополиуретан (ППУ) 60 кг/м30,0350,0360,041
Пенополиуретан (ППУ) 80 кг/м30,0410,0420,04
Пенополиэтилен сшитый0,031-0,038
Вакуум
Воздух +27°C. 1 атм0,026
Ксенон0,0057
Аргон0,0177
Аэрогель (Aspen aerogels)0,014-0,021
Шлаковата0,05
Вермикулит0,064-0,074
Вспененный каучук0,033
Пробка листы 220 кг/м30,035
Пробка листы 260 кг/м30,05
Базальтовые маты, холсты0,03-0,04
Пакля0,05
Перлит, 200 кг/м30,05
Перлит вспученный, 100 кг/м30,06
Плиты льняные изоляционные, 250 кг/м30,054
Полистиролбетон, 150-500 кг/м30,052-0,145
Пробка гранулированная, 45 кг/м30,038
Пробка минеральная на битумной основе, 270-350 кг/м30,076-0,096
Пробковое покрытие для пола, 540 кг/м30,078
Пробка техническая, 50 кг/м30,037

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2019, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Сравнивают самые разные материалы

Название материала, плотностьКоэффициент теплопроводности
в сухом состояниипри нормальной влажностипри повышенной влажности
ЦПР (цементно-песчаный раствор)0,580,760,93
Известково-песчаный раствор0,470,70,81
Гипсовая штукатурка0,25
Пенобетон, газобетон на цементе, 600 кг/м30,140,220,26
Пенобетон, газобетон на цементе, 800 кг/м30,210,330,37
Пенобетон, газобетон на цементе, 1000 кг/м30,290,380,43
Пенобетон, газобетон на извести, 600 кг/м30,150,280,34
Пенобетон, газобетон на извести, 800 кг/м30,230,390,45
Пенобетон, газобетон на извести, 1000 кг/м30,310,480,55
Оконное стекло0,76
Арболит0,07-0,17
Бетон с природным щебнем, 2400 кг/м31,51
Легкий бетон с природной пемзой, 500-1200 кг/м30,15-0,44
Бетон на гранулированных шлаках, 1200-1800 кг/м30,35-0,58
Бетон на котельном шлаке, 1400 кг/м30,56
Бетон на каменном щебне, 2200-2500 кг/м30,9-1,5
Бетон на топливном шлаке, 1000-1800 кг/м30,3-0,7
Керамическийй блок поризованный0,2
Вермикулитобетон, 300-800 кг/м30,08-0,21
Керамзитобетон, 500 кг/м30,14
Керамзитобетон, 600 кг/м30,16
Керамзитобетон, 800 кг/м30,21
Керамзитобетон, 1000 кг/м30,27
Керамзитобетон, 1200 кг/м30,36
Керамзитобетон, 1400 кг/м30,47
Керамзитобетон, 1600 кг/м30,58
Керамзитобетон, 1800 кг/м30,66
ладка из керамического полнотелого кирпича на ЦПР0,560,70,81
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)0,350,470,52
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1300 кг/м3)0,410,520,58
Кладка из пустотелого керамического кирпича на ЦПР, 1400 кг/м3)0,470,580,64
Кладка из полнотелого силикатного кирпича на ЦПР, 1000 кг/м3)0,70,760,87
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 11 пустот0,640,70,81
Кладка из пустотелого силикатного кирпича на ЦПР, 14 пустот0,520,640,76
Известняк 1400 кг/м30,490,560,58
Известняк 1+600 кг/м30,580,730,81
Известняк 1800 кг/м30,70,931,05
Известняк 2000 кг/м30,931,161,28
Песок строительный, 1600 кг/м30,35
Гранит3,49
Мрамор2,91
Керамзит, гравий, 250 кг/м30,10,110,12
Керамзит, гравий, 300 кг/м30,1080,120,13
Керамзит, гравий, 350 кг/м30,115-0,120,1250,14
Керамзит, гравий, 400 кг/м30,120,130,145
Керамзит, гравий, 450 кг/м30,130,140,155
Керамзит, гравий, 500 кг/м30,140,150,165
Керамзит, гравий, 600 кг/м30,140,170,19
Керамзит, гравий, 800 кг/м30,18
Гипсовые плиты, 1100 кг/м30,350,500,56
Гипсовые плиты, 1350 кг/м30,230,350,41
Глина, 1600-2900 кг/м30,7-0,9
Глина огнеупорная, 1800 кг/м31,4
Керамзит, 200-800 кг/м30,1-0,18
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией, 800-1200 кг/м30,23-0,41
Керамзитобетон, 500-1800 кг/м30,16-0,66
Керамзитобетон на перлитовом песке, 800-1000 кг/м30,22-0,28
Кирпич клинкерный, 1800 — 2000 кг/м30,8-0,16
Кирпич облицовочный керамический, 1800 кг/м30,93
Бутовая кладка средней плотности, 2000 кг/м31,35
Листы гипсокартона, 800 кг/м30,150,190,21
Листы гипсокартона, 1050 кг/м30,150,340,36
Фанера клеенная0,120,150,18
ДВП, ДСП, 200 кг/м30,060,070,08
ДВП, ДСП, 400 кг/м30,080,110,13
ДВП, ДСП, 600 кг/м30,110,130,16
ДВП, ДСП, 800 кг/м30,130,190,23
ДВП, ДСП, 1000 кг/м30,150,230,29
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1600 кг/м30,33
Линолеум ПВХ на теплоизолирующей основе, 1800 кг/м30,38
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1400 кг/м30,20,290,29
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1600 кг/м30,290,350,35
Линолеум ПВХ на тканевой основе, 1800 кг/м30,35
Листы асбоцементные плоские, 1600-1800 кг/м30,23-0,35
Ковровое покрытие, 630 кг/м30,2
Поликарбонат (листы), 1200 кг/м30,16
Полистиролбетон, 200-500 кг/м30,075-0,085
Ракушечник, 1000-1800 кг/м30,27-0,63
Стеклопластик, 1800 кг/м30,23
Черепица бетонная, 2100 кг/м31,1
Черепица керамическая, 1900 кг/м30,85
Черепица ПВХ, 2000 кг/м30,85
Известковая штукатурка, 1600 кг/м30,7
Штукатурка цементно-песчаная, 1800 кг/м31,2

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

НаименованиеКоэффициент теплопроводности
В сухом состоянииПри нормальной влажностиПри повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон0,090,140,18
Сосна, ель вдоль волокон0,180,290,35
Дуб вдоль волокон0,230,350,41
Дуб поперек волокон0,100,180,23
Пробковое дерево0,035
Береза0,15
Кедр0,095
Каучук натуральный0,18
Клен0,19
Липа (15% влажности)0,15
Лиственница0,13
Опилки0,07-0,093
Пакля0,05
Паркет дубовый0,42
Паркет штучный0,23
Паркет щитовой0,17
Пихта0,1-0,26
Тополь0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

НазваниеКоэффициент теплопроводности НазваниеКоэффициент теплопроводности
Бронза22-105Алюминий202-236
Медь282-390Латунь97-111
Серебро429Железо92
Олово67Сталь47
Золото318

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

Формула расчета теплового сопротивления

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

  1. Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5  кирпича.
  2. Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.

    Рассчитывать придется все ограждающие конструкции

  3. Считаем толщину минеральной ваты. Ее коэффициент теплопроводности 0,045. Толщина слоя будет: 2,82*0,045 = 0,1269 м или 12,7 см. То есть, чтобы обеспечить требуемый уровень утепления, толщина слоя минеральной ваты должна быть не меньше 13 см.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Нормы теплопроводности стены

Автор Евгения На чтение 21 мин. Опубликовано

Нормы теплопроводности стены

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).

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.

Нормируемое сопротивление теплопередаче по СНиП – таблица

Чтобы построить теплый дом – требуется утеплитель. Против этого уже никто не возражает. В современных условиях построить дом, отвечающий требованиям СНиП, без применения утеплителя невозможно.

То есть, деревянный или кирпичный дом, конечно, построить возможно. И строят все также. Однако чтобы соответствовать требованиям Строительных Норм и Правил, его коэффициент сопротивления теплопередаче стен R должен быть не менее 3,2. А это 150 см обычной кирпичной стены.

Для чего, спрашивается, строить «крепостную стену» в полтора метра, когда можно для получения такого же показателя R=3,2 использовать всего 15 см высокоэффективного утеплителя – базальтовой ваты или пенопласта?

А если вы проживаете не в Подмосковье, а в Новосибирской области или в ХМАО? Тогда для вас коэффициент сопротивления теплопередаче для стен будет другим. Каким? Смотрите таблицу.

Таблица 4. Нормируемое сопротивление теплопередаче СНиП 23-02-2003 (текст документа):

Внимательно смотрим и комментируем. Если что-то непонятно, задаем вопросы через ФОРМУ СВЯЗИ или пишем в адрес редактора сайта – ответ будет у вас на электронной почте или в разделе НОВОСТИ.

Итак, в данной таблице нас интересует два вида помещений – жилые и бытовые. Жилые помещения, это, понятно, в жилом доме, который должен соответствовать требованиям СНиП. А бытовые помещения — это утепленные и отапливаемые баня, котельная и гараж. Сараи, кладовые и прочие хозяйственные постройки утеплению не подлежат, а значит, и показателей по теплосопротивлению стен и перекрытий для них нет.

Все требования, регламентирующие приведенной сопротивление теплопередаче по СНиП, разделяются по регионам. Регионы отличаются друг от друга продолжительностью отопительного сезона в холодное время года и предельными отрицательными температурами.

Таблицу, в которой указаны градусо-сутки отопительного сезона для всех основных городов России, можно увидеть в конце материала (Приложение 1).

Для примера, Московская область относится к региону с показателем D = 4000 градусо-суток отопительного периода. Для этого региона установлены следующие показатели СНиП сопротивления теплопередаче (R):

  • Стены = 2,8
  • Перекрытия (пол 1 этажа, чердак или потолок мансарды) = 3,7
  • Окна и двери = 0,35

Чтобы сделать расчет толщины утеплителя, используем формулу расчета и таблицу для основных утеплителей, применяемых в строительстве. Все эти материалы есть на нашем сайте – доступны при переходе по ссылкам.

С расчетами по стоимости утепления все предельно просто. Берем сопротивление стены теплопередаче и подбираем такой утеплитель, который при своей минимальной толщине будет устраивать нас по бюджету и вписываться в требования СНиП 23-02-2003.

Смотрим теперь градусо-сутки отопительного сезона для своего города, в котором вы проживаете. Если вы живете не в городе, а рядом, то можете использовать значения на 2-3 градуса выше, так как фактическая зимняя температура в крупных городах на 2-3 градуса выше, чем в области. Этому способствуют большие теплопотери на теплотрассах и выброс тепла в атмосферу тепловыми электростанциями.

Таблица 4.1. Градусо-сутки отопительного сезона для основных городов РФ (Приложение 1):

Чтобы использовать данную таблицу в расчетах, где фигурирует нормируемое сопротивление теплопередаче, можно взять средние значения внутренней температуры помещений в +22С.

Но тут уж, как говорится, на вкус и цвет – кто-то любит, чтобы было тепло и ставит регулятор по воздуху своего газового котла на +24С. А кто-то привык жить в более прохладном доме и держит температуру помещений на уровне в +19С. Как видите, чем прохладнее постоянная температура в помещении, тем меньше у вас уходит газа или дров на отопление своего дома.

Кстати, доктора нам говорят, что жить в доме при температуре +19С гораздо полезнее, чем при +24С.

Нормы теплопроводности стены

Насколько хорошо наружные стены «хранят» тепло внутри дома показывает значение сопротивления теплопередаче. Рекомендуемое значение сопротивления теплопередаче внешней стены дома определяется в СНиП 23-02-2003 и зависит от размера градусо-суток отопительного периода данного района, т.е. зависит от региона, в котором строится дом.

В этом СНИП приведена Таблица 4 с округлёнными значениями градусо-суток отопительного периода и соответстующим значением сопротивления теплопередаче Rreq. Если число градусосуток некруглое, то согласно СНИП Rreq вычисляется по формуле:

Значения коэффициентов a и b приведены там же в СНиП 23-02-2003. Dd — это градусо-сутки отопительного периода, значение этого параметра вычисляется по формуле:

Здесь tint — это температура внутри дома; tht — средняя температура снаружи за весь отопительный период; zht — количество суток отопительного периода.

Приведу примерные минимальные значения сопротивления теплопередаче наружных стен для жилых зданий некоторых регионов России по этому СНиП. Напоминаю, что в ИЖС соблюдать этот строгий СНИП необязательно.

ГородНеобходимое сопротивление теплопередаче по новому СНИП, м 2 ·°C/Вт
Москва3,28
Краснодар2,44
Сочи1,79
Ростов-на-Дону2,75
Санкт-Петербург3,23
Красноярск4,84
Воронеж3,12
Якутск5,28
Иркутск4,05
Волгоград2,91
Астрахань2,76
Екатеринбург3,65
Нижний Новгород3,36
Владивосток3,25
Магадан4,33
Челябинск3,64
Тверь3,31
Новосибирск3,93
Самара3,33
Пермь3,64
Уфа3,48
Казань3,45
Омск3,82

Чтобы определить сопротивление теплопередаче стены, нужно разделить толщину материала (м) на коэффициент теплопроводности материала (Вт/(м·°C)). Если стена многослойная, то полученные значения всех материалов нужно сложить, чтобы получить общее значение сопротивления теплопередаче всей стены.

Допустим, у нас стена построена из крупноформатных керамических блоков (коэффициент теплопроводности 0,14 Вт/(м·°C)) толщиной 50 см, внутри гипсовая штукатурка 4 см (коэффициент теплопроводности 0,31 Вт/(м·°C)), снаружи цементно-песчаная штукатурка 5 см (коэффициент теплопроводности 1,1 Вт/(м·°C)). Считаем:

R = 0,5 / 0,14 + 0,04 / 0,31 + 0,05 / 1,1 = 3,57 + 0,13 + 0,04 = 3,74 м 2 ·°C/Вт

Рекомендуемое значение Rreq для Москвы 3,28, для Ростова-на-Дону 2,75, таким образом в этих регионах наша стена удовлетворяет даже «строгому» СНиП 23-02-2003.

Что будет, если сопротивление теплопередаче вашей стены в частном доме немного не соответствует требуемому значению по СНиП 23-02-2003? Ничего не случится, дом ваш не развалится, вы не замёрзнете. Это лишь означает, что вы больше будете платить за отопление. А вот насколько больше — зависит от типа топлива для котла и цены на него.

В статьях и СНиПах может встретиться выражение приведенное сопротивление теплопередаче стены. Что в данном случае означает слово «приведенное»? Дело в том, что стены не бывают однородными, стена это не идеально одинаковый абстрактный объект. Есть входящие внутрь стены перекрытия, холодные оконные перемычки, какие-то детали на фасаде, металлические крепежи в стене и другие так называемые теплотехнические неоднородности. Все они влияют на теплопроводность и соответственно сопротивление теплопередаче отдельных участков стены дома, причем обычно в худшую сторону.

По этой причине используется приведенное сопротивление теплопередаче стены (неоднородной), оно численно равно условной стене из идеально однородного материала. Т.е. получается, что рассчитанное сопротивление теплопередаче без учета теплотехнических неоднородностей будет в большинстве случаев превышать реальное, т.е. приведенное сопротивление теплопередаче.

Есть довольно сложные методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче, где учитываются стыки с перекрытиями, металлические крепежи утеплителей, примыкания к фундаменту и прочие факторы. Я писать их тут не буду, там пособие на десятки страниц с сотней формул и таблиц.

Что из этого следует? Необходимо строить будущую стену с сопротивлением теплопередаче, взятым «с запасом», чтобы подогнать его к реальному приведенному сопротивлению теплопередаче.

Буду рад вашим комментариям по теме статьи, каким-то дополнениям.
Помните, автор — обычный человек, у меня не всегда есть время ответить, если задаёте вопрос по своей стройке.

Показаны 25 последних комментариев. Показать все комментарии (39).

Дмитрий (07.02.2015 20:33)
Добрый вечер! С большим интересом читаю материалы на Вашем сайте. Спасибо Вам за проделанный труд. Посоветуйте, пожалуйста. Так как идет неуклонное ужесточение норм по утеплению стен, то, скорее всего, на перспективу нежелательно рассматривать однослойные стены, как бы этого не хотелось. Встретился такой вариант: кладка 1,5 кирпича, зазор 10 см, облицовка полкирпича полнотелой керамики. Зазор заливается ППУ плотностью около 30 кг/м куб. С учетом высокой адгезии должен получиться монолит с R>4. В закрытой конструкции ППУ разрушаться не должен, и таким образом, получается теплая стена с признаками однородной. Конечно, необходима качественная вентиляция. Подскажите, имеет ли право на жизнь данное решение?
Дмитрий (08.02.2015 18:17)
Дмитрий, по стеновому калькулятору посчитал – конденсат есть, но влагонакопление неопасное. Какой срок службы у ППУ, даже закрытого от солнца? Что с ним будет через 30 лет? И что вы понимаете под словом монолит? Будет две отдельные кирпичные кладки с ППУ между ними. Сопротивление теплопередаче, да, около 4.
Михаил (10.02.2015 13:41)
Дмитрий, добрый день! А что за числа (0,13 + 0,04) вы прибавили к 3,57?
Дмитрий (10.02.2015 16:36)
Михаил, это сопротивление теплопередаче наружной и внутренней штукатурок.
Руслан (10.04.2015 09:17)
Отличный сайт, только вот Читаю,читаю, а разобраться не могу.
Пирог: Сайдинг-20мм воздух-мембрана А- вата роклайт 100мм- воздух 50 мм- мембрана Б – имитация бруса 30 мм или дсп 20 мм.
Зимой замерзну? Живу в лен. области
Руслан (10.04.2015 09:22)
По тепловым характеристики каменная вата 100 мм равна 400 мм дерева. Из расчета этого и строю.
В брусовом доме с толщиной стены 400 мм я бы точно не замёрз.
А почитав какие люди пироги выдумывают, засомневался.
Дмитрий (19.04.2015 22:22)
Руслан, прошу прощения за задержку с ответом, уезжал надолго. В каркасниках для тепла самое главное утеплитель, по нему и считайте.
http://www.homeideal.ru/data/karkasnyedoma.html

Соответственно, сопротивление теплопередаче стены считайте по вате, остальным можно пренебречь:

0,1 м / 0,042 Вт/(м* гр.C) = 2,38 м2*гр.C/Вт

Маловато, но терпимо, хотя лучше, конечно, больше. Для Санкт-Петербурга сопротивление теплопередаче больше 3 рекомендуется по СНиП.

Руслан (22.04.2015 21:58)
Дмитрий, спасибо за ответ.
Конечно есть мысля снаружи проложить слой пенопласта (белого), а поверх сайдинг, но я так понял будет вата сыреть т.к. проницаемость разная. А вместе с ватой и весь каркас. Логично проложить изнутри, но с точки зрения экологичности.

П.С. Идеального дома не бывает. Всегда будет что-то, что сделает его просто хорошим.

Дмитрий (26.04.2015 00:03)
Руслан, не мудрите с ватой и пенопластом вместе. Выбирайте что-то одно. Я не рекомендуют пенопласт в вашем случае – читайте статью про ППС. Пенопласт должен закрываться с обеих сторон негорючими материалами. К тому же в каркасниках утеплитель должен занимать плотно всё пространство без пропусков, с минватой это можно сделать.
Руслан (12.05.2015 08:01)
Ок.Дмитрий спасибо за ответ.
Мария (03.06.2015 00:15)
Здравствуйте! Понравился Ваш сайт! Подскажите, пожалуйста, если стена изнутри наружу керамический блок 51, облицовочный кирпич вплотную, достаточно это для теплоизоляции? И еще как с точки зрения паропроницаемости? Прочла статью про ККБ. Боюсь, что специалистов нормальных, кто бы мог построить хорошо из ККБ,найти не получится. Может есть какой-то вариант из кирпича в комбинации с ККБ, но так чтобы строить было легче в плане придерживаемости инструкции?? Спасибо!
Дмитрий (03.06.2015 14:39)
Мария, здравствуйте.
51 блок + облицовочный вплотную – для европейской территории России сопротивление теплопередаче такой стены будет нормальным.
С паропроницаемостью тоже всё будет хорошо, только кирпич облицовочный покупайте многопустотный, а не полнотелый, у них несколько разные паропроницаемости.
Стройте всё по брошюре производителя, других вариантов нет.
Евгений (14.12.2015 00:52)
Вы приводите в таблице – “Необходимое сопротивление теплопередаче по новому СНИП, м2·°C/Вт” – правильно “максимальное значение теплопотерь”. Отсюда вывод: ваш пример не подходит ни где.
Светлана (06.04.2016 10:10)
Почему вы не учитываете коэффициент неоднородности ограждающей конструкции?
Евгений (10.05.2016 09:18)
Здравствуйте. Сайт отличный, всем знакомым буду советовать почитать. А о вермикулите и вермикулитовой штукатурке что нибудь знаете?
Андрей (26.01.2017 12:47)
Здравствуйте, нормальным ли будет такой пирог для дома ижс – облицовочный кирпич многопустотный (кладка в пол кирпича) вплотную через 10мм цементного раствора пеноблок d600 300мм внутренняя отделка известняковой штукатуркой 10-15 мм. Город Тверь. Достаточно ли будет сопротивление теплопередачи?
Владимир (18.04.2017 14:43)
Где указано, что данный СНиП не обязателен для ИЖС?
Спасибо.
Андрей (07.07.2017 20:23)
Скажите пожалуйста,вот построил пристройки из газобетона д500 толщиной 30см.Нужно ли его утеплять? Я лично хочу обшить профлистом снаружи и всё.Нужен совет?
Андрей (07.07.2017 20:25)
Пристройки жилой 3м на 5.5м
Николай (24.01.2018 12:20)
Благодарю за глубоко продуманный и выстраданный собственным опытом сайт! Читаю – и появляются вопросы. У меня по периметру дома с трёх сторон будут балконы шириной 1 метр ( продолжение монолитной плиты межэтажного перекрытия), площадь 33 кв. м., получается, их надо утеплять сверху. снизу и с торцов? Чем – может быть ЭППС?
Сергей (31.01.2018 22:43)
Хм, расчет показывает, что даже при минимальной теплопроводности сосны (0.09) толщины стены в 0,2 и даже 0,25 м совершенно недостаточно для любого города. Макс. сопротивление получается не более 2,2.
А ведь 0,2 м – стандартная толщина стены из бруса, а 0,25 м используют в Сибири.

Другой расчет показывает, что чтобы достичь сопротивления 3,28 (реком. для Москвы) при теплопроводности сосны 0,14, толщина стены должна быть аж 46 см! Где вы видели деревянные дома с такими стенами?

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 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.

Толщина утеплителя для стен

Однослойные стены, выполненные только из обычного керамического или силикатного кирпича, не соответствуют современным нормативным параметрам по теплосбережению.

Для обеспечения требуемых теплозащитных характеристик наружных стен необходимо использовать эффективный утеплитель, установленный с наружной стороны или в толще конструкции стен.

Применение утеплителя, в многослойных конструкциях наружных стен, позволяет обеспечить требуемую теплозащиту стен во всех регионах России. За счет применения утеплителя потери тепла снижаются приблизительно в 2 раза, уменьшается расход строительных материалов, снижается масса стеновых конструкций, а в помещении создаются требуемые санитарно-гигиенические условия, благоприятные и комфортные для проживания.

Расчет теплоизоляции стен

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R.

Требуемая толщина утеплителя наружной стены вычисляется по формуле:

  • αут – толщина утеплителя, м
  • R тр – нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены, м 2 · °С/Вт;
    (см. таблица 2)
  • δ – толщина несущей части стены, м
  • λ – коэффициент теплопроводности материала несущей части стены, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • λут– коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • r – коэффициент теплотехнической однородности
    (для штукатурного фасада r=0,9; для слоистой кладки r=0,8)

Для многослойных конструкций в формуле (1) δ/λ следует заменить на сумму

δi – толщина отдельного слоя многослойной стены;

λi – коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя многослойной стены.

При выполнении теплотехнического расчета системы утепления с воздушным зазором термическое сопротивление наружного облицовочного слоя и воздушного зазора не учитываются.

Таблица 1

МатериалПлотность,
кг/м 3
Коэффициент теплопроводности
в сухом состоянии λ, Вт/(м· о С)
Расчетные коэффициенты теплопроводности
во влажном состоянии*
λА,
Вт/(м· о С)
λБ,
Вт/(м· о С)
Бетоны
Железобетон25001,691,922,04
Газобетон3000,070,080,09
4000,100,110,12
5000,120,140,15
6000,140,170,18
7000,170,200,21
Кладка из кирпича
Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе18000,560,700,81
Силикатного на цементно-песчаном растворе16000,700,760,87
Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе16000,470,580,64
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе12000,350,470,52
Силикатного одиннадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе15000,640,700,81
Силикатного четырнадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе14000,520,640,76
Дерево
Сосна и ель поперек волокон5000,090,140,18
Сосна и ель вдоль волокон5000,180,290,35
Дуб поперек волокон7000,100,180,23
Дуб вдоль волокон7000,230,350,41
Утеплитель
Каменная вата130-1450,0380,0400,042
Пенополистирол15-250,0390,0410,042
Экструдированный пенополистирол25-350,0300,0310,032

*λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства (см. таблица 2).

Кондуктивная теплопередача

Теплопроводность как теплопередача имеет место, если существует температурный градиент в твердой или стационарной жидкой среде.

С передачей энергии проводимости от более энергичных молекул к менее энергичным при столкновении соседних молекул. Тепло течет в направлении уменьшения температуры, поскольку более высокие температуры связаны с более высокой молекулярной энергией.

Проводящая теплопередача может быть выражена с помощью « закона Фурье »

4 q = (k / ы) dt

= u A DT (1)

, где

Q = теплопередача (Вт, Дж/с, БТЕ/ч)

k = Теплопроводность материала (Вт/м·К или Вт/м o C, БТЕ/(ч o F ft 2 / ft))

S = Толщина материала (M, Ft)

A = Область теплообмена (M 2 , FT 2 )

U = K / S

= Коэффициент теплопередачи (с (M 2 K), BTU / (FT 2 H O F)

DT = T 1 — T 2

= температурный градиент — разница — по материалу ( o C, o F) 90 015

Пример — кондуктивная теплопередача

Плоская стена изготовлена ​​из твердого железа с теплопроводностью 70 Вт/м o C. Толщина стены 50 мм , а длина и ширина поверхности 1 м на 1 м. Температура 150 o C с одной стороны поверхности и 80 o C с другой.

Кондуктивную теплопередачу через стену можно рассчитать

q = [(70 Вт/м o C) / (0,05 м) ] [(1 м) (1 м)] [ (150 o C) — (80 O C)]

= 98 (кВт)

Калькулятор проводящей теплопередачи.

С помощью этого калькулятора можно рассчитать кондуктивную теплопередачу через стену. Калькулятор является универсальным и может использоваться как для метрических, так и для имперских единиц, если использование единиц согласовано.

K — Термальная проводимость (W / (MK), BTU / (HR O F FT 2 / FT))

1

A — площадь (M 2 , FT 2 )

1

T

T 1 — Температура 1 ( O C, O F)

1

T 2 — Температура 2 ( o C, o F)

s — толщина материала (м, фут) Термический контакт можно рассчитать как

Q = DT A / (((S 1 / K 1 ) + (S 2 / K 2 ) + … + (S N / K N )) (2) )) (2)

где

DT = T 1 — T 2

= разница температур между внутренней и наружной стеной ( o C, o o o F) F) F)

F)

F)

F)

F)

R

F)

. Обратите внимание, что тепловое сопротивление из-за конвекции поверхности и излучения не включено в это уравнение .Конвекция и излучение в целом оказывают большое влияние на общие коэффициенты теплопередачи.

Пример — Кондуктивная теплопередача через стенку печи

Стенка печи из 1 м 2 состоит из толщиной 1,2 см внутреннего слоя из нержавеющей стали, покрытого 5 см внешним изоляционным слоем из изоляционной плиты. Температура внутренней поверхности стали составляет 800 K , а температура наружной поверхности изоляционной плиты составляет 350 K .Теплопроводность нержавеющей стали составляет 19 Вт/(м·К) , а теплопроводность изоляционной плиты составляет 0,7 Вт/(м·К) .

Кондуктивный перенос тепла через слоистую стенку можно рассчитать как / (19 Вт / (m k) )] + [(0,05 м) / (0,7 Вт / (мк)) )

= 6245 (w)

= 6.25 кВт

Теплопроводность

40134

9 0 BTU / (H FT 2 O F / FT) 7 0 BTU / (H FT 2 O F / IN) 7
  • BTU / (S FT 2 O F / FT) 0 7 0 BTU IN) / (Ft² H ° F) 7 MW / (M 2 K / M)
  • кВт / (M 2 K / M)
  • 0 W / (M 2 K / м) 7 37 2 K / см)
  • W / ( CM 2 O С / см) 7 0 W / (в 2 O F / IN) 7 7 0 KJ / (H M 2 K / M) 7
  • J / (S M 2 O C / M) C / M)
  • 0 KCAL / (H M 2 O C / M)
    C / M) 7 0 CAL / (S CM 2 O C / CM)
    • 1 Вт/(м К) = 1 Вт/(м o Кл) = 0.85984 ккал/(ч м o C) = 0,5779 БТЕ/(фут ч o Ф) = 0,048 БТЕ/(дюйм ч o Ф) = 6,935 (БТЕ дюйм)/(фут² ч °F)

    Как рассчитать тепловое сопротивление стены?

    Стены дома обычно строятся из нескольких слоев (например, несущая стена и утеплитель или несущая стена, утеплитель и фасадные стены) – каждый из этих слоев имеет различное сопротивление теплу, уходящему из помещения. Термическое сопротивление поперек стены представляет собой сумму сопротивлений отдельных слоев.Для того чтобы проверить термическое сопротивление стены, необходимо прибавить к нему термическое сопротивление ее слоев.

    Как рассчитать желаемую толщину изоляции (Rd), необходимую для получения коэффициента теплопередачи U = 0,2?

    Термическое сопротивление стены с коэффициентом теплопередачи 0,2 должно быть R = 5,0. Из ожидаемого сопротивления стены (Rn = 5,0) вычитаем сопротивление R существующей стены (Rs) и коэффициент притока и оттока тепла, равный 0.17. Результат покажет, какое сопротивление должен иметь слой изоляции. Используя приведенные ниже данные, нужно выяснить, какой толщине изоляции соответствует полученный результат.

    Пример 1 (упрощенный): Несущая стена из пустотелых блоков (Porotherm 18.8 Dryfix), толщиной 18,8 см. Термическое сопротивление пустотелых блоков – 0,67. Фасад из клинкерного кирпича толщиной 12 см и теплостойкостью 0,11. Термическое сопротивление воздушного зазора 2,5 – 5 см = 0,18. Какое количество теплоизоляции нужно применить, чтобы сопротивление стены R было равно 5.0?

      Rd = 5,00 – 0,67 – 0,17 – 0,11 – 0,18 = 3,87

    Толщина утеплителя с коэффициентом теплопроводности 0,040 должна быть 16 см (тогда термическое сопротивление слоя утеплителя будет Rd = 4,0). Общая толщина стен составит примерно 43,3 см.

    Толщина теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0,025 должна быть 10 см (тогда сопротивление изоляции Rd = 4,0).

    Пример 2 (упрощенный): Несущая стена из ячеистого бетона (Солбет Оптимал Плюс толщиной 24 см).Термическое сопротивление ячеистого бетона такой толщины, плотностью 400 кг/м3 и коэффициентом теплопередачи 0,105 составляет 2,29. Какая теплоизоляция вам нужна, чтобы сопротивление R было равно 5,0?

      Rd = 5,00 – 2,29 – 0,17 = 2,54

    Толщина теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0,040 должна быть 11 см (тогда термическое сопротивление слоя теплоизоляции будет Rd = 2,75).

    Толщина теплоизоляции с коэффициентом теплопроводности 0.025 должно быть 7 см (тогда термическое сопротивление слоя утеплителя составит Rd=2,8).

    %PDF-1.4 % 247 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 247 106 0000000016 00000 н 0000002472 00000 н 0000002758 00000 н 0000002789 00000 н 0000002857 00000 н 0000003702 00000 н 0000004174 00000 н 0000004241 00000 н 0000004535 00000 н 0000004643 00000 н 0000004749 00000 н 0000004876 00000 н 0000004998 00000 н 0000005171 00000 н 0000005371 00000 н 0000005557 00000 н 0000005732 00000 н 0000005913 00000 н 0000006106 00000 н 0000006241 00000 н 0000006447 00000 н 0000006655 00000 н 0000006809 00000 н 0000006960 00000 н 0000007146 00000 н 0000007341 00000 н 0000007527 00000 н 0000007671 00000 н 0000007812 00000 н 0000007956 00000 н 0000008100 00000 н 0000008242 00000 н 0000008429 00000 н 0000008573 00000 н 0000008715 00000 н 0000008896 00000 н 0000008992 00000 н 0000009088 00000 н 0000009185 00000 н 0000009281 00000 н 0000009377 00000 н 0000009472 00000 н 0000009567 00000 н 0000009662 00000 н 0000009756 00000 н 0000009851 00000 н 0000009946 00000 н 0000010040 00000 н 0000010133 00000 н 0000010230 00000 н 0000010459 00000 н 0000012233 00000 н 0000012722 00000 н 0000012901 00000 н 0000013264 00000 н 0000013685 00000 н 0000013826 00000 н 0000014187 00000 н 0000014449 00000 н 0000014847 00000 н 0000015335 00000 н 0000022382 00000 н 0000022940 00000 н 0000025318 00000 н 0000025630 00000 н 0000026403 00000 н 0000026425 00000 н 0000027282 00000 н 0000033990 00000 н 0000035046 00000 н 0000035443 00000 н 0000035908 00000 н 0000036989 00000 н 0000037175 00000 н 0000037491 00000 н 0000037846 00000 н 0000038225 00000 н 0000038868 00000 н 0000038890 00000 н 0000039654 00000 н 0000039999 00000 н 0000040283 00000 н 0000040402 00000 н 0000041866 00000 н 0000042122 00000 н 0000042144 00000 н 0000042842 00000 н 0000042864 00000 н 0000043637 00000 н 0000043659 00000 н 0000044365 00000 н 0000044624 00000 н 0000045121 00000 н 0000045509 00000 н 0000049530 00000 н 0000049903 00000 н 0000049925 00000 н 0000050787 00000 н 0000050809 00000 н 0000051577 00000 н 0000051599 00000 н 0000052262 00000 н 0000052356 00000 н 0000063880 00000 н 0000002898 00000 н 0000003680 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 248 0 объект > /PageMode /UseOutlines /Имена 251 0 Р /Контуры 253 0 R /Метаданные 245 0 R /Страницы 244 0 Р /PageLayout /Одностраничный /OpenAction [ 252 0 R /FitH 910 ] /Нитки 249 0 R /StructTreeRoot ноль /Тип /Каталог /PageLabels 242 0 R >> эндообъект 249 0 объект [ 250 0 р ] эндообъект 250 0 объект > >> эндообъект 251 0 объект > эндообъект 351 0 объект > поток Hb«a`b`g«[email protected]

    Энергия в зданиях — OpenLearn

    Любой тщательный анализ толщины изоляции, необходимой для соответствия указанному значению U , потребует некоторых подробных расчетов.Предыдущее обсуждение основ значений U рассматривало только термическое сопротивление одной плиты строительного материала.

    В любом практическом строительном элементе будет иметь место повышенное тепловое сопротивление, особенно со стороны тонких слоев воздуха, примыкающих к самым внешним и самым внутренним слоям материала, и воздуха в любом существенном зазоре между слоями. В таблице 5 приведены стандартные тепловые значения, используемые для них. Обратите внимание, что сопротивление внешней поверхности намного ниже, чем значение, используемое для внутренней поверхности.Это связано с тем, что воздух с меньшей вероятностью остается снаружи и, таким образом, обеспечивает относительно более низкие характеристики изоляции.

    Таблица 5 Тепловые сопротивления для поверхностей и пробелов воздуха

    2
    слой Сопротивление /

    м 2 K W -1

    -1

    внутри поверхности (R Si ) 0.13
    Воздушный зазор 0,18
    Наружная поверхность (R и ) 0.04

    Термические сопротивления компонентов строительного элемента можно суммировать последовательно, как показано на рис. 16, чтобы получить общее тепловое сопротивление (что-то вроде последовательного сложения электрических сопротивлений). Таким образом, общее тепловое сопротивление практичного строительного элемента будет состоять из суммы сопротивлений всех его слоев плюс сопротивления внутренней и внешней поверхностей.

    Рисунок 16 Суммирование тепловых сопротивлений

    Взяв, например, стеновую конструкцию из четырех слоев, общее тепловое сопротивление, R T , будет: + R + R 1 + R 2 + R 3 + R 4 + R Si M 2 K W -1

    U — величина этой стены обратна ей = 1/ R T W м –2  K –1

    Например, стена, показанная на рисунке 15, состоит из следующих слоев: 115 мм общий кирпич, полость 115 мм заполнена минеральной ватой (теплопроводность 0.035 Вт м –1 К –1 ), 115 мм газобетонных блоков (плотность 460 кг м –3 ) и слой штукатурки 13 мм с внутренней стороны. Используя значения проводимости в таблице 4, мы можем рассчитать его значение U путем суммирования различных тепловых сопротивлений, как показано в таблице 6.

    Проводимость /

    W M -1 K -1 K -1 K -1

    2 Устойчивость к /

    M 2 K W -1 K W -1

    наружный термический сопротивление 0.04 Кирпич 115 мм 115 мм 0,77 0.115 / 0.77 = 0.15 Минеральная шерсть 115 мм 0,035 0,10 / 0,0327 = 3.29 Газированный бетонный блок 115 MM 0.11 0.11 0.11527 0.115 / 0.11 = 1.05 13 мм 0.57 0.013 / 0,57 = 0,02 Внутри термического сопротивления 0.13 Всего термического сопротивления 4.67

    U -Value является тогда:

      0 U = 1/ R = 1/467 = 0,21 W M -2  K –1

    На практике строительные элементы состоят не только из плоских слоев. В приведенной выше конструкции стены, вероятно, используются тонкие металлические стеновые связи, крепящие внешнюю кирпичную кладку к внутреннему листу блочной кладки. Это создаст «тепловой мост» в обход изоляции и ухудшит ее характеристики.В зависимости от деталей более реалистичное значение U для конструкции такого типа может составлять около 0,25 Вт·м –2  K –1 .

    Аналогично, на рис. 10 базовый слой изоляции чердака только блокирует поток тепла в определенной области. Через древесину балок, поддерживающих потолок, проходит параллельный путь теплового потока. Этот поток блокируется верхним слоем изоляции. Всегда необходимо делать определенную поправку на тепловые мосты, но математика не проста.

    Мероприятие 5

    Пренебрегая тепловым сопротивлением оконных стекол, используйте данные таблицы 5 для оценки значения U для стеклопакета.

    Ответ

    Общее тепловое сопротивление окна представляет собой сумму сопротивлений внутреннего слоя, воздушного зазора между стеклами и наружного поверхностного слоя.

    • Общее сопротивление = 0,13 + 0,18 + 0,04 = 0,35 м35 = 2,86 Вт·м –2 ·K –1

    Этот ответ очень близок к значению 2,7 Вт·м –2 ·K –1 , приведенному в таблице 2 для воздухонаполненных стеклопакетов, хотя при этом также учитываются потери тепла через оконную раму.

    Мероприятие 6

    Каково термическое сопротивление листа оконного стекла толщиной 4 мм? (Вам нужно будет вернуться к Таблице 3 в Разделе 2.2.3.) Вероятно ли, что удвоение толщины стекла значительно улучшит общее значение U окна с двойным остеклением?

    Ответ

    В таблице 3 удельная проводимость стекла равна 1.05 Вт м -1 К -1 . Таким образом, тепловое сопротивление толщины 4 мм будет составлять всего 0,004/1,05 = 0,0038 м 2 КВт -1 . Это составляет всего около 1% от расчетного общего теплового сопротивления окна в Упражнении 5. Удвоение толщины стекла удвоит его тепловое сопротивление, но не сильно изменит общее значение U окна.

    Мероприятие 7

    (a) Изучение улучшения значения

    U в результате внедрения конструкции полой стены

    В приведенной выше таблице 6 показан расчет значения U для современной многослойной стены.Обычный британский дом до 1919 г., вероятно, имел сплошные стены толщиной в два кирпича, причем каждый кирпич имел толщину 115 мм (см. рис. 12(а)). В более поздних конструкциях использовались полые стены с воздушным зазором между двумя слоями кирпича, как показано на рис. 12(b).

    Таблица 7 является интерактивной и позволяет изменить конструкцию стены в третьем слое, предоставляя три варианта:

    • сплошная кирпичная стена толщиной в два кирпича
    • пустотелая стена
    • сплошная кирпичная стена толщиной в три кирпича.

    Общее рассчитанное значение U отображается внизу.

    Что из следующего дает меньшее значение U ?

    • i. добавление полости к сплошной стене из двух кирпичей

      или

    • ii. увеличение толщины сплошной стены до трех кирпичей?

    Таблица 7

    Активное содержимое не отображается. Этот контент требует включения JavaScript.

    Интерактивная функция недоступна в одностраничном режиме (см. ее в стандартном режиме).

    (b) Изучение преимуществ изоляции полых стен и толщины изоляции, необходимой для соответствия будущим стандартам UK

    U

    Интерактивная таблица 8 позволяет рассчитать значение U для полых стен, заполненных изоляцией (как показано на рисунке 15). Также позволяет менять внутренний лист между кирпичом и газобетоном. (Обратите внимание, что вам нужно будет нажать кнопку «Рассчитать», чтобы получить ответ внизу.)

    Таблица 8

    Активное содержимое не отображается.Этот контент требует включения JavaScript.

    Интерактивная функция недоступна в одностраничном режиме (см. ее в стандартном режиме).
    • i.Начните с расчета значения U для полой стены с кирпичной наружной обшивкой в ​​слое 2, кирпичной внутренней обшивкой в ​​слое 4 и изоляцией в полости толщиной 50 мм. Типичное значение проводимости, используемое для изоляции полости из вспененной минеральной ваты, может составлять 0,035 Вт·м -1 К -1 . Свойства других видов изоляции приведены в таблице 4.Это должно дать значение U , равное 0,52 Вт·м -2 K -1 . Как это соотносится со значением U неизолированной стенки полости в части (а) этой деятельности?
    • ii. Далее исследуйте улучшение значения U , заменив внутренний лист стены на изолирующий газобетон в слое 4. Не забудьте нажать «Рассчитать», чтобы получить окончательное значение U .
    • iii.Увеличить толщину изолированной полости до 100 мм или 150 мм.Какое сейчас значение U ?
    • iv. Будущие дома в Великобритании могут нуждаться в стенах с U -значением 0,15 Вт м -2 K -1 или лучше. Какая минимальная толщина утеплителя им потребуется при использовании минеральной ваты? Каков ответ, если использовали полиизоциануратную пену с электропроводностью 0,023 Вт м -1 К -1 ?

    Ответ

    (a)

    • i. Добавление воздушного зазора для создания стенки полости уменьшает значение U с 2.03 Вт м -2 К -1 до 1,49 Вт м -2 К -1 .
    • ii. Увеличение толщины сплошной стены до трех кирпичей снижает значение U до 1,56 Вт·м -2 K -1 .

    Стенка полости дает большее снижение значения U .

    (b)

    • i. Заполнение полости изоляцией из минеральной ваты снижает показатель U с 1,49 до 0,52 Вт·м -2 K -1 , почти втрое.
    • ii.Замена внутреннего листа с кирпича на газобетон улучшает его до 0,36 Вт м -2 K -1 .
    • iii. Увеличение толщины изоляции до 100 мм улучшает значение U до 0,24 Вт·м -2 K −1 , а 150 мм дает 0,18 Вт·м -2 K −1 .
    • iv. Минимальная толщина полости для достижения значения U 0,15 Вт·м -2 K -1 с минеральной ватой составляет 180 мм. Эта цифра составляет всего 120 мм, если используется пенополиизоцианурат.

    Изоляция чердака — введение

    Когда вы начнете рассматривать изоляционные материалы, такие как изоляция чердака, вы можете быстро увязнуть в некоторых довольно сложных технических терминах. В этой статье мы постараемся упростить их, чтобы вы могли постоять за себя, когда находитесь в местном магазине «Сделай сам»!

    Теплопроводность изоляционных материалов

    Теплопроводность, также известная как лямбда (обозначается греческим символом λ), является мерой того, насколько легко тепло проходит через определенный тип материала, независимо от толщины рассматриваемого материала.

    Чем ниже теплопроводность материала, тем лучше его тепловые характеристики (т. е. тем медленнее тепло проходит через материал).

    Измеряется в ваттах на метр Кельвина (Вт/мК).

    Чтобы вы могли почувствовать теплоизоляционные материалы — их теплопроводность варьируется от примерно 0,008 Вт/мК для панелей с вакуумной изоляцией (поэтому они самые лучшие, но очень дорогие!) до примерно 0,061 Вт/мК для некоторых типов древесного волокна. .

    >>> НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ПОКАЗАТЕЛЯХ U ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ <<<

    Если вы использовали овечью шерсть для утепления своего имущества, это будет около 0.034 Вт/мК, примерно такой же, как у большинства других шерстяных и волокнистых изоляционных материалов.

    R-значения

    Значение R является мерой сопротивления тепловому потоку через материал заданной толщины. Таким образом, чем выше значение R, тем выше тепловое сопротивление материала и, следовательно, тем лучше его изоляционные свойства.

    Значение R рассчитывается по формуле

     

    Где:

    l  – толщина материала в метрах, а

    λ — теплопроводность в Вт/мК.

    Значение R измеряется в метрах в квадрате по Кельвину на ватт (м 2 К/Вт)

    Например, термическое сопротивление 220-миллиметровой сплошной кирпичной стены (с теплопроводностью λ=1,2 Вт/мК) составляет 0,18 м 2 К/Вт.

    Если вам нужно утеплить сплошную кирпичную стену, вы просто находите значение теплопроводности изоляции, а затем складываете их вместе. Если вы изолируете это полиизоциануратом толщиной 80 мм с фольгой (с теплопроводностью λ = 0,022 Вт / мК и значением R 0,08 / 0.022 = 3,64 м 2 К/Вт), общее значение R для изолированной стены составит 0,18 + 3,64 = 3,82 м 2 К/Вт. Следовательно, это улучшит тепловое сопротивление более чем в 21 раз!

    Таким образом, значение R является относительно простым способом сравнения двух изоляционных материалов, если у вас есть коэффициент теплопроводности для каждого материала. Это также позволяет увидеть влияние добавления более толстых слоев того же изоляционного материала.

    В реальных зданиях стены состоят из множества слоев различных материалов.Общее тепловое сопротивление всей стены рассчитывается путем сложения теплового сопротивления каждого отдельного слоя.

    К сожалению, тепло проникает в ваш дом и выходит из него несколькими различными путями, и значения R учитывают только теплопроводность. Он не включает ни конвекцию, ни излучение.

    Поэтому вы можете выбрать значение U, которое учитывает все различные механизмы потери тепла – читайте дальше, чтобы узнать, как это рассчитывается!

    U-значения

    Значение U строительного элемента обратно пропорционально общему тепловому сопротивлению этого элемента.Значение U является мерой того, сколько тепла теряется через заданную толщину конкретного материала, но включает три основных способа потери тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

    Температура окружающей среды внутри и снаружи здания играет важную роль при расчете коэффициента теплопередачи элемента. Если представить себе внутреннюю поверхность участка площадью 1 м² наружной стены отапливаемого здания в холодном климате, то тепло поступает в этот участок за счет излучения со всех частей внутри здания и за счет конвекции воздуха внутри здания.Таким образом, следует учитывать дополнительные тепловые сопротивления, связанные с внутренней и внешней поверхностями каждого элемента. Эти сопротивления обозначаются как R si и R so соответственно с общими значениями 0,12 км²/Вт и 0,06 км²/Вт для внутренней и внешней поверхностей соответственно.

    Это мера, которая всегда соответствует строительным нормам. Чем ниже значение U, тем лучше материал как теплоизолятор.

    Рассчитывается путем взятия обратного значения R-значения и последующего сложения конвекционных и радиационных тепловых потерь следующим образом.

    U = 1/ [R si + R 1 + R 2 +… + R si ]

    На практике это сложный расчет, поэтому лучше всего использовать программное обеспечение для расчета U-Value.

    Единицы в ваттах на метр в квадрате по Кельвину (Вт/м 2 К).

    Ориентировочно, неизолированная полая стена имеет значение U приблизительно 1,6 Вт/м 2 K, тогда как сплошная стена имеет значение U приблизительно 2 Вт/м 2 K

    Использование значений U, R и теплопроводности

    Если в будущем вы столкнетесь с теплопроводностью, значениями R и U, запомните 3 простых момента, чтобы убедиться, что вы получаете лучший изоляционный продукт.

      • Более высокие числа хороши при сравнении теплового сопротивления и R-значений продуктов.
      • Низкие числа хороши при сравнении U-значений.
      • Коэффициент теплопередачи является наиболее точным способом оценки изолирующей способности материала, принимая во внимание все различные способы потери тепла, однако его труднее рассчитать.

    Установка энергосберегающих технологий

    Вы заинтересованы в установке домашних возобновляемых источников энергии? Мы прочесали страну в поисках лучших продавцов, чтобы быть уверенными, что рекомендуем только тех, кому мы действительно доверяем.Вы можете найти одного из этих продавцов на нашей простой в использовании карте местного установщика.

    >>> ПЕРЕЙТИ К НАШЕЙ КАРТЕ УСТАНОВЩИКА СЕЙЧАС <<<

    В качестве альтернативы, если вы хотите, чтобы мы нашли для вас местного установщика, просто заполните форму ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время!

    ПРИМЕР 11.9 Передача энергии через бетонную стену Задача Найти энергию, переданную за 1,00 ч путем теплопроводности через бетонную стену высотой 2,0 м, длиной 3,65 м и 0.Толщина 20 м, если одна сторона стены удерживается при температуре 20°С, а другая сторона при 58°С. Стратегия S = kA(Th Tc)/L дает скорость передачи энергии за счет проводимости в джоулях в секунду. Умножьте на время и подставьте данные значения, чтобы найти общую переданную тепловую энергию. РЕШЕНИЕ Подставьте числовые значения, чтобы получить Q, сверившись с таблицей для k; = SAt kA(Th Tc /L)At Q = (1,3 Дж·м·8C)(7,3 м2)(159C/0,20 м)(3600 с) 2,6 * 106 ] УЧИТЬ БОЛЬШЕ Большая толщина L также снижает потери энергии на проводимость, как показано уравнением переноса энергии. Однако существуют намного лучшие изоляционные материалы; и наслоение также полезно.Несмотря на низкую теплопроводность каменной кладки, количество теряемой энергии все же достаточно велико, достаточно для повышения температуры 600 кг воды более чем на 18°С. ПРИМЕНЯЙТЕ ЭТО Используйте приведенный выше рабочий пример, чтобы решить эту задачу. Найдите энергию, переданную за 1 ч за счет проводимости через бетонную стену высотой 2,3 м, длиной 3,20 м и толщиной 0,20 м, если температура одной стороны стены составляет 20 °С, а другая сторона находится по адресу 58C_ 13

    Ваш ответ отличается от правильного более чем на 10%. Дважды проверьте свои расчеты.] УПРАЖНЕНИЕ НАЧИНАЯ FM СТУКИ Если температура снаружи 20,09°С, а внутри 5,00°С, найдите скорость потери энергии через стену размером 1,95 м на 2,30 м. 2466 Не следуйте примеру слишком близко. Какой вопрос задан в примере? Какой вопрос задается в этом упражнении? Как это связано? Вт

    ПРИМЕР 11.9 Передача энергии через бетонную стену Цель Применить уравнение теплопроводности: Задача Найти энергию, переданную в 1.00 ч за счет проводимости через бетонную стену высотой 2,0 м, длиной 3,65 м и толщиной 0,20 м, если температура одной стороны стены составляет 20°С, а температура другой стороны — 58°С. Стратегия S = kA(Th Tc)/L дает скорость передачи энергии за счет проводимости в джоулях в секунду. Умножьте на время и подставьте данные значения, чтобы найти общую переданную тепловую энергию. РЕШЕНИЕ Умножьте уравнение переноса энергии на At, чтобы найти выражение для полной энергии Q, переданной через стену: Подставьте числовые значения, чтобы получить Q, сверившись с таблицей для k; = SAt kA(Th Tc /L)At Q = (1.3 Дж·м·8C)(7,3 м2)(159C/0,20 м)(3600 с) 2,6 * 106 ] УЧИТЬ БОЛЬШЕ Примечания Ранние дома были изолированы толстыми каменными стенами, которые ограничивали потери энергии на проводимость, поскольку k относительно низкое: Большая толщина L также снижает потери энергии на проводимость, как показано уравнением передачи энергии. Однако существуют намного лучшие изоляционные материалы; и наслоение также полезно. Несмотря на низкую теплопроводность каменной кладки, количество теряемой энергии все же достаточно велико, достаточно для повышения температуры 600 кг воды более чем на 18°С.Вопрос Верно или неверно: материалы с высокой теплопроводностью обеспечивают лучшую теплоизоляцию, чем материалы с низкой теплопроводностью Неверно_ Хороший изолятор не передает через себя энергию в виде тепла и имеет низкую теплопроводность: Верно: скорость теплового потока в материале пропорциональна его теплопроводности: истинная теплопроводность измеряет полезность материала в качестве теплоизоляции. ЛОЖЬ. Хороший изолятор эффективно передает энергию за счет тепла и имеет низкую теплопроводность: ПРИМЕНЯЙТЕ ЭТО Используйте приведенный выше рабочий пример, чтобы решить эту задачу. Найдите энергию, переданную за 1 ч за счет проводимости через бетонную стену 2.3 м в высоту, 3,20 м в длину и 0,20 м в толщину, если одна сторона стены удерживается при 20°С, а другая – при 58°С_ 13

    Ваш ответ отличается от правильного более чем на 10%. Дважды проверьте свои расчеты. ] УПРАЖНЕНИЕ СОВЕТЫ: ​​НАЧАЛО FM СТУКИ Стены деревянного навеса построены из деревянных досок толщиной 1,00 см: Если температура снаружи 20,09°С, а внутри 5,00*С, найдите скорость потерь энергии через стену размером 1,95 м на 2,30 м 2466 Не следуйте примеру. слишком близко.Какой вопрос задан в примере? Какой вопрос задается в этом упражнении? Как это связано? Вт

    Термическое сопротивление | Нейтрий

    Концепция термического сопротивления может использоваться для решения задач теплопередачи в стационарном состоянии, которые включают последовательные, параллельные или комбинированные последовательно-параллельные компоненты. В этой статье показано, как рассчитать общее тепловое сопротивление для таких систем и как рассчитать тепловое сопротивление для практических геометрических форм, таких как стенка трубы.

    ::: Тепловое сопротивление (K / W)
    : Тепловое сопротивление для конвективной теплопередачи (K / W)
    : Тепловое сопротивление для радиационной тепловой передачи ( K / W)
    1: Тепловое сопротивление для проводящей тепловой передачи через плоскую стенку (K / W)
    : Тепловой поток (W)
    : Температура в Данный пункт (k)
    :: Толщина плоской стены (M)
    : термосвальная зона (M 2 )
    : Средняя теплопроводность (Вт/м.K)
    : Внутренний диаметр (м)
    : Внешний диаметр (M)
    : длина трубы (M)
    : Коэффициент теплопередачи (Вт/м 2 .K)

    Термическое сопротивление – это сопротивление конкретной среды или системы потоку тепла через ее границы и зависит от геометрии и тепловых свойств среды, таких как как теплопроводность.

    Точное знание теплового сопротивления для данной системы или компонента системы может позволить рассчитать тепловой поток через нее или температуры на ее границах. Это особенно полезно в задачах теплового проектирования в промышленности, таких как расчет тепловых потерь из резервуара или выбор изоляции трубопровода.

    Сети теплового сопротивления обычно используются для анализа теплопередачи в установившемся режиме. Сети теплового сопротивления имеют аналогичную функциональность сетям электрического сопротивления, используемым в электротехнике, и позволяют легко рассчитать общее тепловое сопротивление в системе, независимо от того, состоит ли она из сопротивлений, соединенных последовательно, параллельно или из того и другого.

    Последовательное сопротивление

    Часто приходится рассматривать передачу тепла через различные среды последовательно, одним из таких примеров является поток тепла от газа с одной стороны плоской стенки к газу с другой стороны. Эту систему теплопередачи можно проанализировать с помощью приведенной ниже сети тепловых сопротивлений.

    Общее сопротивление для системы, описанной выше, может быть рассчитано из сопротивлений всех компонентов R conv1 , R стены и R conv2 следующим образом.

    После расчета общего сопротивления можно рассчитать тепловой поток через систему, зная две конечные температуры, следующим образом.

    Параллельное сопротивление

    Теплопередача также может происходить через параллельное сопротивление, например, потеря тепла с внешней поверхности резервуара будет происходить за счет как конвективного, так и радиационного механизмов теплопередачи.

    Обратное общее сопротивление для системы, показанной выше, можно рассчитать путем сложения обратных сопротивлений двух компонентов.

    Это может быть упрощено, чтобы его можно было напрямую комбинировать с тепловыми сопротивлениями от других компонентов в данной системе, что имеет особое значение, когда тепловые сопротивления существуют как параллельно, так и последовательно.

    Комбинированное последовательное и параллельное сопротивление

    В промышленных задачах теплопередачи тепловое сопротивление часто бывает как последовательным, так и параллельным. Например, потери тепла содержимым неизолированного резервуара будут иметь конвективное сопротивление содержимого резервуара, за которым следует последовательное проводящее сопротивление стенок резервуара, за которым следует параллельно конвективное и радиационное сопротивление окружающей среде.Этот пример описан сетью тепловых сопротивлений ниже.

    В этом случае общее сопротивление можно рассчитать, сложив общее сопротивление для последовательного сегмента и общее сопротивление для параллельного сегмента, как описано в предыдущих разделах.

    При проектировании и оптимизации промышленного оборудования часто требуется определить установившуюся температуру в какой-либо точке сети тепловых сопротивлений, например температуру между стенкой резервуара и внутренней частью его изоляции.

    Чтобы определить эти температуры, необходимо сначала рассчитать термическое сопротивление. Некоторые уравнения для расчета термического сопротивления представлены ниже.

    Сопротивление проводимости

    Уравнения сопротивления проводимости для некоторых распространенных случаев приведены в таблице ниже.

    Геометрия
    Уравнение устойчивости
    плоскость стены
    4
    Сферическая стенка

    Сопротивление конвективного сопротивления

    Устойчивость к теплому переводу с помощью конвекции может быть рассчитана следующим уравнением.

    Для расчета конвективного сопротивления необходимо сначала определить коэффициент теплопередачи h. Существует множество корреляций для расчета коэффициента теплопередачи в зависимости от геометрии рассматриваемой системы.

    Радиационное сопротивление

    Сопротивление теплопередаче излучением можно рассчитать по следующему уравнению: сначала необходимо рассчитать коэффициент лучистой теплопередачи.

    Обычно при анализе теплопередачи предполагается, что между поверхностями двух компонентов возникает идеальный контакт. Чтобы это предположение было верным, потребовалось бы, чтобы обе поверхности были идеально гладкими, однако на практике это редко бывает.

    При сжатии двух реальных поверхностей пики на каждой поверхности будут соприкасаться и образовывать области с высокой теплопроводностью, а углубления будут заняты воздухом. Поскольку воздух является плохим проводником тепла, это увеличивает сопротивление тепловому потоку по сравнению с идеально гладкими поверхностями.Это увеличение сопротивления характеризуется термическим контактным сопротивлением, которое можно рассчитать следующим образом.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.