Как посчитать теплопроводность стены

Точка росы. расчет, определение

а также примеры расчета. Бесплатная программа-калькулятор +Добавить в избранное

Внутри
Материал Толщина R, кг/м3 L, Вт/m/K µ, min/max C, Дж/кг/К
1. см.
Снаружи
Температура Влажность
Выберите материалы вашей ограждающей конструкции

Случайные расчеты посетителей:

Материалы Экст.пенополистирол Железобетон (2%)

Материалы Сосна Экст.пенополистирол Сосна

Точка росы

Причина №1. Высокая паропрозрачность внутренних слоев конструкции позволяют создать большое давление водянных паров в прохладных и холодных слоях конструкции, что, как я уже писал, приведет к повышенной конденсации.

Решение проблемы точки росы

Добавьте слабо проницаемых слоев внутри (пароизолцию) и/или добавьте вент зазор снаружи. Эта мера позволит сдержать поток водяных паров сквозь стены. Но не стоит переусердствовать т.к запертые пары внутри комнаты будут копиться и это приведет к ухудшении качества воздуха внутри помещений.

Если условия эксплуатации здания особенно суровые (-20 и ниже), то стоит рассмотреть возможность принудительного поступления в помещение подогретого воздуха с помощью теплообменников или нагревателей. Это позволит использовать герметичные пароизоляционные материалы без риска испортить микроклимат в доме.

Как выполняется расчет теплопотерь?

Расчет теплопотерь определяется на основании температуры внутреннего воздуха, температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции и температуры уличного воздуха.

Температура внутри стен меняется линейно. Угол наклона графика зависит от значения термического сопротивления материала в разных его слоях.

Усредненное значение сопротивления теплопередачи внутри здания принимаем Ri = 0,13 м2 К / Вт. ГОСТ 8.524-85 и DIN 4108

Термическое сопротивление остальных слоев Re соответствует перепаду температур между внутренней поверхностью стены и уличным воздухом. (Т поверхности стены — T за пределами здания ) dTe.

Затем по следующей формуле:

Ri / dTi = Re / dTe

Re = Ri * dTe / dTi

Общее тепловое сопротивление R = Re + Ri

R = Ri (1 + dTe / dTi)

И, наконец, значение теплопотерь

Температура в помещении: 20 ° C
на поверхность стены: 18 ° C
температура окружающей среды: -10 ° C

dТ = 2 ° C
DTE = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт

dТi = 2 ° C
dTe = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт
R = R (1 + dTe / dТi) = 1,95 м2 К / Вт

Источник: xn--80ajbwpejjci7c.xn--p1ai

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

Материал Плотность,
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
Железобетон 2500 1,69 1,92 2,04
Газобетон 300 0,07 0,08 0,09
400 0,10 0,11 0,12
500 0,12 0,14 0,15
600 0,14 0,17 0,18
700 0,17 0,20 0,21
Кладка из кирпича
Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе 1800 0,56 0,70 0,81
Силикатного на цементно-песчаном растворе 1600 0,70 0,76 0,87
Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе 1600 0,47 0,58 0,64
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе 1200 0,35 0,47 0,52
Силикатного одиннадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе 1500 0,64 0,70 0,81
Силикатного четырнадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе 1400 0,52 0,64 0,76
Дерево
Сосна и ель поперек волокон 500 0,09 0,14 0,18
Сосна и ель вдоль волокон 500 0,18 0,29 0,35
Дуб поперек волокон 700 0,10 0,18 0,23
Дуб вдоль волокон 700 0,23 0,35 0,41
Утеплитель
Каменная вата 130-145 0,038 0,040 0,042
Пенополистирол 15-25 0,039 0,041 0,042
Экструдированный пенополистирол 25-35 0,030 0,031 0,032

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

Источник: utepdom.ru

Расчет теплопроводности стены целиком.

Стоит задача расчитать теплопроводность стены «целиком».
Стена состоит, например, из 3-4 «слоев» разных материалов, разной толщины и с разной теплопроводностью
Расчет теплопроводности каждого слоя труда, понятно не составляет — лямбда/толщина в метрах.
А вот расчитать теплопровоность ВСЕЙ стены как? (например для последующего расчета необходимой мощности отопления).
Вопрос:
Правомерен ли будет такой подход?

  1. Расчитываем теплопроводность каждого из слоев.
  2. Опеределяем удельную долю каждого слоя в общем теплосбережении, принимая все «сбережение» за 100%
  3. Считая стену условно состоящей из смеси материалов в пропорциях их удельной доли в теплосбережении, суммируем эти доли.
    Получаем теплопроводность всей стены.

Прверки на условных цифрах как бы подтверждают правильность подхода, но я не уверен, поскольку не теплотехник.

Экономить нужно экономно -1 (утеплять или нет)

В последнее время уж очень остры стали дискуссии по поводу утепления стен. Одни советуют утеплять их обязательно. Другие считают такой шаг экономически неоправданным.
Рядовому застройщику, не обремененному особыми познаниями в строительной теплофизике очень сложно разобраться во всех этих дискуссиях.
С одной стороны более теплые стены подсознательно ассоциируются у него и с меньшими расходами на отопление. С другой стороны волнует «цена вопроса» — ведь более теплые стены обойдутся дороже.

Между тем, на мой взгляд, решение диллемы «утеплять – не утеплять» достаточно простО и не требует каких либо специальных знаний или умений, — школьного курса арифметики вполне хватит. Просто данную тему умышлено зашумливают и забивают флудом – поэтому она и кажется сложной для непосвященного.

Позвольте я попробую «на пальцах» ?

1.Критерием для оценки теплозащитных качеств ограждающих конструкций зданий является т.н. «приведенное сопротивление теплопередаче». Оно складывается из термического сопротивления конструкции и сопротивления теплоотдаче внутренней и наружной поверхностей и обозначается как «R0пр.» и имеет размерность «м2*°С/Вт»

2.По своему физическому смыслу величина приведенного сопротивления теплопередаче обратно пропорциональна тепловому потоку, который проходит через ограждающую конструкцию площадью 1 м2 при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1°С.

3.По показателю R0пр. очень легко вычислить сколько тепла теряет ограждающая конструкции.

Если R0пр=1 то на каждый градус перепада температуры между помещением и улицей теряется с каждого квадратного метра стены: 1/1 = 1 Вт тепла.

  • если R0пр=2, то теряем 1/2=0.5 Вт
  • если R0пр=3, то теряем 1/3=0.33 Вт
  • если R0пр=4, то теряем 1/4=0.25 Вт и т.д.
  1. Как видим всякое новое приращение величины R0пр приносит все меньшее и меньшее приращение экономии. Иными словами увеличивать R0пр экономически целесообразно до определенного предела – ведь поднимая сопротивление теплопередаче мы автоматически увеличиваем стоимость конструкции (она должна быть толще или построена из более эффективных и дорогих теплоизоляторов). И дополнительные расходы могут не окупиться приростом полученной экономии.

5.Самые большие дискуссии как раз и ведутся вокруг этого – до какого рубежа целесообразно повышать R0пр.
Но я Вам предлагаю САМИМ все посчитать, САМИМ оценить экономическую эффективность дополнительного утепления и САМИМ принять соответствующее решение. Давайте попробуем это сделать на примере.

Регион строительства – Киев. Средняя температура за отопительный период -1.1 град. Длительность отопительного периода – 187 суток.

Температура в помещении +18 град

Состав ограждающей конструкции:

  • гипсовая шпаклевка — 3 мм
  • известково-песчаная штукатурка — 25 мм
  • ячеистый бетон плотн. 600 кг/м3 на клею (2-3мм) – 400 мм
  • цементно-песчаная штукатурка – 25 мм

Коэффициент теплотехнической неоднородности ограждающей конструкции учитывающий армирование кладки проволокой и армопояса под окна/двери/крыша — 0.85

Теоретический расчет R0пр для такой конструкции показал, что полученное R0пр=2.01 м2*°С/Вт что полностью удовлетворяет всем Украинским нормативам, но вот более завышенным Российским – нет (нужно 2.71).

Как быть? – Утеплять дополнительно или нет?

А вот тут я Вам не советчик – каждый вправе САМ думать и САМ принимать решения как рациональней потратить деньги. Я же считал дальше так:

  • предположим, что площадь наружной поверхности стен дома – 200 м2
  • пусть у меня запроектирован котел с к.п.д. 81%
  • я знаю из справочников, что теплотворная способность газа – 9.1 Квт*час/м3
  • а стоимость газа 0.478 грн/м3 (0.095 $/м3) — ( при потреблении до 6000 м3/год – на Украине дифференцированные тарифы).

Тепловой поток через 1 м2 стены для моих условий будет:

(18+1.1) / 2.01 = 9.51 Вт/м2

тогда для стен всего дома и в пересчете на весь отопительный период:

(187*24) * 9.51 *200 = 8536176 Вт/час = 8536.1 Квт/час

На компенсацию теплопотерь через стены, с учетом к.п.д. котла, потребуется:

8536.1 / (9.1 * 0.81) = 1158 м3 газа

Что в пересчете на его стоимость обойдется мне в:

1158 * 0.478 = 553.5 грн ($110)

После всех этих подсчетов я узнал, что компенсация теплопотерь только через стены при их R0пр=2.01 м обойдется мне в $110 за год

Теперь давайте утеплимся – налепим на вышеописанную конструкцию слой в 50 мм пенопласта по т.н. технологии «мокрых фасадов».

В этом случае R0пр=2.85 что удовлетворяет всем нормативным требованиям. Даже с запасом.

Не буду Вас утомлять расчетами скажу сразу вывод:

  • В случае такого утепления компенсация теплопотерь через стены обойдется мне в $78.7 за год.

110 – 78.7 = 31.3 доллара в год.

Кому то эта цифра покажется большой. Кому то не очень. Но я считаю дальше.

Стоимость обустройства дополнительного утепления стены по технологии «мокрого фасада» составляет не менее $30 за квадратный метр только на материалы. Тогда на покупку одних только материалов для утепление стен всего дома я потрачу:

30 * 200 = 6000 долларов

При достигнутой в результате такой экономии в 31.3 доллара и неизменной цене на газ вся затея окупится через:

6000 / 31.3 = 193 года.

Если учитывать еще и стоимость работ (30 -40) долларов за квадратный метр) то период окупаемости растягивается вообще на 400 лет!

Если газ подорожает (в чем я нисколечки не сомневаюсь) утепление окупится конечно быстрей, но все равно, думаю, не при жизни даже моих внуков.

А что будет если керамзита в стенку насыпать…, а что – если не газосиликат а кирпич применить, а что если не снаружи а внутри стены пенопласт положить, а что если….. — такие вопросы мне не задавайте, т.к. я их уже предвидел. В техническом плане (чтобы Вы не мучили калькулятор) я Вам помогу. Тут

лежит программа в формате электронной таблицы «экономить нужно экономно.hls».
Она все считает и выдает на выходе в $ (а Вы думали я все это вручную считал? )

А вот окончательный вывод «утеплять или не утеплять» решайте самостоятельно. – Деньги Ваши, вот Вам САМИМ и принимать решение
_________________

C уважением Сергей Ружинский, Харьков.

По поводу моей статьи «Экономить нужно экономно -1 (утеплять или не утеплять?)» меня упрекают, что я взял параметры теплого Киева, а посему, дескать, выводы для более холодных регионов могут быть иными.
Еще упрекают, что цены на газ будут повышаться, соответственно и период окупаемости уменьшится.
Еще пеняют, что стоимость утепления по т.н. «мокрому методу» не 30 долларов за м2 а в р-не 20 долларов.

Стоимость утепления я даже умышленно занизил.
Согласно статистическому отчету «Рынок систем утепления фасадов Москвы и московской области» / «Агенство строительной информации», 2005 г./ стоимость подобных работ «под ключ» составляет порядка 60 долларов за м2 и выше. В отчете собраны сведения по 30 самым крупным операторам рынка занимающихся утеплением в Москве, по России и в СНГ.
У меня нет оснований не доверять этому отчету. Если у кого есть иные официальные данные с радостью ими воспользуюсь при написании других статей.

  • Чтобы исключить любые дальнейшие упреки я просто взял и посчитал период окупаемости утепления по т.н. «мокрому методу» для ряда Российских городов по методике изложенной выше (на примере Киева). Привожу ниже результаты.
  • При нынешней российской цене газа $68 за 1000 м3 утепление c R=2.01 до R=2.85 по методу «несъемной опалубки» ценой в $30 за м2 (при утеплении коттеджа с площадью наружных стен 200 м2) окупится, через:

    79 лет (Верхоянск)
    120 лет (Магадан)
    200 лет (Владивосток)
    200 лет (Москва)
    207 лет (Питер)
    375 лет (Краснодар)

    Предположим с завтрашнего дня цена газа $300 за 1000 м3 (не будем мелочиться )

    Тогда при прочих равных условиях утепление по технологии «мокрых фасадов» стоимостью в $30 за м2 окупится, через:

    18 лет (Верхоянск)
    27 лет (Магадан)
    46 лет (Владивосток)
    45 лет (Москва)
    47 лет (Питер)
    83 года (Краснодар)

    К слову сказать на Западе, при периоде окупаемости менее 10 лет, заявка на кредит даже не рассматривается – начинание считается невыгодным и нерентабельным.

    Допустим я построил коттедж, у которого стены имеют R=2.01 (это обычная типовая стена из кирпича или легких бетонов или ячеистых бетонов) толщиной примерно в 0.5 метра. Так у нас всегда строились.

    По нынешним теплотехническим СНиП-ам этого явно недостаточно для Москвы (к примеру) и я наношу на стены утепление по т.н. технологии «мокрых фасадов», довожу до R=2.85 и трачу на это мероприятие
    $30 * 200 м2 =6000 долларов.

    Даже при цене газа в 300 долларов (в России сейчас 68) такое утепление окупится за счет экономии газа через 45 лет. – Т.е. ежегодно я буду экономить 6000/45=133 доллара.

    В связи с вышеприведенными рассуждениями у меня возникает вполне резонный вопрос – А не лучше ли эти 6000 долларов не замуровывать в стену, а просто положить их в банк. Тогда при 20% годовых я буду получать ежегодно по 1200 долларов.

    Источник: mastergrad.com

    Как рассчитать толщину стен: важно учитывать теплопроводность!

    Для нахождения необходимой толщины стен в жилом помещении необходимо безошибочно посчитать теплопроводность. Этот параметр напрямую связан с типом применимых материалов для стройки и климатом в регионе.

    Для экономии на обогреве дома и создании положительной обстановки, необходимо верно рассчитать толщину стен и требуемого материала для утепления, которые понадобятся во время строительства. Если подсчеты произвести неправильно, возникнет отрицательный результат:

    • промерзание стен в зимнее вемя;
    • большие затраты при отоплении жилья;
    • сдвиг точки росы и, как следствие, возникновение конденсата и плесени, высокий уровень влажности;
    • духота в летний сезон.

    Расчет теплопроводности

    Проводимость тепла рассчитывается, основываясь на данные тепловой энергии, проходимой сквозь сырье, площадь которой 1 кв. м. и толщина 1 м. Температурное различие в комнатах и на улице составляет 1 градус. Подобное тестирование длится на протяжении часа.

    Теплопроводность обусловлена следующими параметрами:

    • физическими и химическими особенностями;
    • характеристиками сырья;
    • обстоятельствами использования.

    Материалы, сохраняющие тепло должны иметь коэффициент ниже 17 ВТ/ (м о С).

    Узнать толщину стен, которая необходима при применении разных материалов во время строительства, можно по формуле:

    R=δ/λ (м2×°С/Вт), где δ – толщина материала, λ – показатель удельной теплопроводности.

    При покупке стройматериалов в их документах будет обозначен уровень проводимости тепла. Нормы для помещений, предназначенных для проживания, определены в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003.

    Параметры проводимости тепла

    Исходя из расположения и климатических особенностей, параметры теплопроводимости разнятся. Например, Крым – 2, Сочи – 2.1, Ростов-на-Дону – 2.75, Москва – 3.14, Санкт-Петербург – 3.18 м2 о С/Вт.

    Определенный материал имеет свою норму проводимости. Чем она ниже, тем меньше тепла проходит.

    Показатели теплопередачи для разных видов сырья:

    СЫРЬЕ ВЕЛИЧИНА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПЛОТНОСТЬ
    Бетон 1.28-1.51 2300-2400
    Древесина дуба 0.23-0.1 700
    Древесина хвои 0.10-0.18 500
    Железобетонная плита 1.69 2500
    Керамический кирпич с пустотами 0.41-0.35 1200-1600

    Теплопроводность стройматериалов взаимосвязана с их плотностью и степенью влажности. Одно и то же сырье, но выпускаемое другим изготовителем может иметь разные коэффициенты. Рекомендуется не забывать читать его инструкции.
    Если стена будет строиться не из одного сырья, показатель нужно вывести для всех видов. Потом их значения суммируются.
    После выбора строительных материалов следует рассчитать термическое сопротивление. Если величины будут как в таблице или больше, это правильный показатель. В обратном случае, увеличивается толщина стены или утеплителя. Все данные пересчитываются заново.

    Источник: nastilaem.com

    Добавить комментарий

    Adblock
    detector