Značajke određivanja toplinske vodljivosti građevinskih materijala. Proračun toplinskih gubitaka Usporedba toplinske vodljivosti različitih materijala

Pojam "toplinska vodljivost" primjenjuje se na svojstva materijala da prenose toplinsku energiju iz toplih u hladna područja. Toplinska vodljivost temelji se na kretanju čestica unutar tvari i materijala. Sposobnost prijenosa toplinske energije u kvantitativnom smislu je koeficijent toplinske vodljivosti. Ciklus prijenosa toplinske energije, odnosno izmjena topline, može se odvijati u bilo kojoj tvari s nejednakim rasporedom različitih temperaturnih presjeka, ali toplinska vodljivost ovisi o tlaku i temperaturi u samom materijalu, kao i o njegovom stanju - plinovito, tekuće. ili čvrsta.

Fizički, toplinska vodljivost materijala jednaka je količini topline koja teče kroz homogeni objekt utvrđenih dimenzija i površine za određeno vremensko razdoblje pri određenoj temperaturnoj razlici (1 K). U SI sustavu, jedan indikator koji ima koeficijent toplinske vodljivosti obično se mjeri u W / (m K).

Kako izračunati toplinsku vodljivost koristeći Fourierov zakon

U danom toplinskom režimu, gustoća protoka tijekom prijenosa topline izravno je proporcionalna vektoru maksimalnog porasta temperature, čiji se parametri mijenjaju iz jednog dijela u drugi, i po modulu s istom brzinom porasta temperature u smjeru vektora:

q → = − ϰ x grad x (T), gdje je:

• q → - smjer gustoće objekta koji prenosi toplinu, odnosno volumen toplinskog toka koji teče kroz mjesto za zadanu vremensku jedinicu kroz određeno područje, okomito na sve osi;
• ϰ je specifični koeficijent toplinske vodljivosti materijala;
• T je temperatura materijala.

Pri primjeni Fourierovog zakona ne uzima se u obzir tromost toka toplinske energije, što znači da se misli na trenutni prijenos topline iz bilo koje točke na bilo koju udaljenost. Stoga se formula ne može koristiti za izračunavanje prijenosa topline tijekom procesa s velikom stopom ponavljanja. To je ultrazvučno zračenje, prijenos toplinske energije udarnim ili impulsnim valovima itd. Postoji rješenje Fourierovog zakona s terminom opuštanja:

τ x ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ x ∇T) .

Ako je relaksacija τ trenutna, tada se formula pretvara u Fourierov zakon.

Približna tablica toplinske vodljivosti materijala:

Navedena tablica toplinske vodljivosti uzima u obzir prijenos topline toplinskim zračenjem i izmjenu topline čestica. Budući da vakuum ne prenosi toplinu, on teče uz pomoć sunčevog zračenja ili druge vrste stvaranja topline. U plinovitom ili tekućem mediju umjetno ili prirodno se miješaju slojevi s različitim temperaturama.

Prilikom izračuna toplinske vodljivosti zida, mora se uzeti u obzir da prijenos topline kroz zidne površine varira od činjenice da je temperatura u zgradi i na ulici uvijek različita, te ovisi o površini zida. u200ball površine kuće i na toplinsku vodljivost građevinskih materijala.

Za kvantificiranje toplinske vodljivosti uvedena je vrijednost kao što je koeficijent toplinske vodljivosti materijala. Pokazuje kako određeni materijal može prenositi toplinu. Što je veća ova vrijednost, na primjer, toplinska vodljivost čelika, to će čelik učinkovitije provoditi toplinu.

• Prilikom izolacije kuće od drveta preporuča se odabrati građevinski materijal s niskim koeficijentom.
• Ako je zid od opeke, tada s vrijednošću koeficijenta od 0,67 W / (m2 K) i debljinom zida od 1 m, s površinom od 1 m 2, s razlikom između vanjske i unutarnje temperature od 1 0 C, cigla će prenijeti 0,67 W energije. Uz temperaturnu razliku od 10 0 C, cigla će prenositi 6,7 W itd.

Standardna vrijednost koeficijenta toplinske vodljivosti toplinske izolacije i drugih građevinskih materijala vrijedi za debljinu zida od 1 m. Za izračunavanje toplinske vodljivosti površine različite debljine, koeficijent treba podijeliti s odabranom vrijednošću debljine zida ( metara).

U SNiP-u i pri provođenju izračuna pojavljuje se izraz "toplinski otpor materijala", što znači obrnutu toplinsku vodljivost. To jest, s toplinskom vodljivošću pjene od 10 cm i njezinom toplinskom vodljivošću od 0,35 W / (m 2 K), toplinski otpor lima je 1 / 0,35 W / (m 2 K) \u003d 2,85 (m 2 K) / W.

Ispod je tablica toplinske vodljivosti za popularne građevinske materijale i toplinske izolatore:

Osim toga, potrebno je uzeti u obzir toplinsku vodljivost grijača zbog njihovih toplinskih tokova mlaza. U gustom mediju moguće je “prenijeti” kvazičestice s jednog zagrijanog građevinskog materijala na drugi, hladniji ili topliji, kroz submikronske pore, što pomaže širenju zvuka i topline, čak i ako u tim porama postoji apsolutni vakuum.

Bez obzira na razmjere izgradnje, prvi korak je izrada projekta. Crteži odražavaju ne samo geometriju strukture, već i izračun glavnih toplinskih karakteristika. Da biste to učinili, morate znati toplinsku vodljivost građevinskih materijala. Glavni cilj gradnje je izgradnja trajnih konstrukcija, trajnih konstrukcija u kojima je ugodno bez pretjeranih troškova grijanja. U tom smislu izuzetno je važno poznavati koeficijente toplinske vodljivosti materijala.

Opeka ima najbolju toplinsku vodljivost

Karakteristike indikatora

Termin toplinska vodljivost odnosi se na prijenos toplinske energije s toplijih predmeta na hladnije. Razmjena se nastavlja sve dok se ne postigne temperaturna ravnoteža.

Prijelaz topline određen je duljinom vremena tijekom kojeg je temperatura u prostorijama u skladu s temperaturom okoline. Što je ovaj interval manji, veća je toplinska vodljivost građevinskog materijala.

Za karakterizaciju vodljivosti topline koristi se koncept koeficijenta toplinske vodljivosti koji pokazuje koliko topline prođe kroz tu i takvu površinu u tom i tom vremenu. Što je ta brojka veća, to je veći prijenos topline, a zgrada se hladi mnogo brže. Stoga se pri postavljanju konstrukcija preporuča korištenje građevinskih materijala s minimalnom vodljivošću topline.

U ovom videu ćete naučiti o toplinskoj vodljivosti građevinskih materijala:

Kako odrediti gubitak topline

Glavni elementi zgrade kroz koje izlazi toplina:

• vrata (5-20%);
• spol (10-20%);
• krov (15-25%);
• zidovi (15-35%);
• prozori (5-15%).

Razina gubitka topline određuje se pomoću termovizira. Crvena označava najteža područja, žuta i zelena označavaju manji gubitak topline. Zone s najmanjim gubicima označene su plavom bojom. Vrijednost toplinske vodljivosti utvrđuje se u laboratoriju, a materijalu se izdaje certifikat kvalitete.

Vrijednost toplinske vodljivosti ovisi o sljedećim parametrima:

1. Poroznost. Pore ​​ukazuju na heterogenost strukture. Kada toplina prođe kroz njih, hlađenje će biti minimalno.
2. Vlažnost. Visoka razina vlage izaziva istiskivanje suhog zraka kapljicama tekućine iz pora, zbog čega se vrijednost višestruko povećava.
3. Gustoća. Veća gustoća potiče aktivniju interakciju čestica. Kao rezultat toga, prijenos topline i uravnoteženje temperature odvijaju se brže.

Koeficijent toplinske vodljivosti

U kući su gubici topline neizbježni, a nastaju kada je temperatura izvan prozora niža nego u prostorijama. Intenzitet je varijabilan i ovisi o mnogim čimbenicima, od kojih su glavni sljedeći:

1. Površina uključena u prijenos topline.
2. Pokazatelj toplinske vodljivosti građevinskih materijala i građevinskih elemenata.
3. temperaturna razlika.

Grčko slovo λ koristi se za označavanje toplinske vodljivosti građevinskih materijala. Mjerna jedinica je W/(m×°C). Izračun se vrši za 1 m² zida debljine metar. Ovdje se pretpostavlja temperaturna razlika od 1°C.

Studija slučaja

Uobičajeno, materijali se dijele na toplinsko-izolacijske i strukturne. Potonji imaju najveću toplinsku vodljivost, od njih su izgrađeni zidovi, stropovi i druge ograde. Prema tablici materijala, pri izgradnji armiranobetonskih zidova, kako bi se osigurala niska izmjena topline s okolinom, njihova debljina treba biti približno 6 m. Ali tada zgrada će biti glomazna i skupa.

U slučaju pogrešnog izračuna toplinske vodljivosti tijekom projektiranja, stanovnici buduće kuće bit će zadovoljni sa samo 10% topline iz izvora energije. Stoga se kuće od standardnih građevinskih materijala preporuča dodatno izolirati.

Pri izvođenju ispravne hidroizolacije izolacije, visoka vlažnost ne utječe na kvalitetu toplinske izolacije, a otpornost zgrade na prijenos topline postat će znatno veća.

Najbolja opcija je korištenje grijača

Najčešća opcija je kombinacija potporne konstrukcije od materijala visoke čvrstoće s dodatnom toplinskom izolacijom. Na primjer:

1. Drvena kuća. Između stupova postavlja se izolacija. Ponekad, uz blagi pad prijenosa topline, potrebna je dodatna izolacija izvan glavnog okvira.
2. Izrada od standardnih materijala. Kada su zidovi od opeke ili blokova od šljunka, izolacija se vrši izvana.

Građevinski materijali za vanjske zidove

Zidovi se danas grade od različitih materijala, ali su najpopularniji ostali: drvo, cigla i građevinski blokovi. Glavna razlika je gustoća i toplinska vodljivost građevinskih materijala. Komparativna analiza omogućuje vam da pronađete zlatnu sredinu u omjeru između ovih parametara. Što je veća gustoća, veća je nosivost materijala, a time i cijele strukture. No toplinski otpor postaje manji, odnosno povećavaju se troškovi energije. Obično pri manjoj gustoći postoji poroznost.

Koeficijent toplinske vodljivosti i njegova gustoća.

Zidna izolacija

Grijači se koriste kada nema dovoljno toplinskog otpora vanjskih zidova. Obično je za stvaranje ugodne mikroklime u prostorijama dovoljna debljina od 5-10 cm.

Vrijednost koeficijenta λ data je u sljedećoj tablici.

Toplinska vodljivost mjeri sposobnost materijala da provodi toplinu kroz sebe. Jako ovisi o sastavu i strukturi. Gusti materijali kao što su metali i kamen su dobri provodnici topline, dok su materijali niske gustoće kao što su plin i porozna izolacija loši vodiči.

Metodološki materijal za samoizračun debljine zidova kuće s primjerima i teorijskim dijelom.

Dio 1. Otpor prijenosa topline - primarni kriterij za određivanje debljine zida

Za određivanje debljine zida koja je neophodna za ispunjavanje standarda energetske učinkovitosti, otpor prijenosa topline projektirane konstrukcije izračunava se u skladu s odjeljkom 9 "Metodologija projektiranja toplinske zaštite zgrada" SP 23-101-2004.

Otpor prijenosa topline je svojstvo materijala koje pokazuje kako se toplina zadržava od strane određenog materijala. Ovo je specifična vrijednost koja pokazuje koliko se sporo gubi toplina u vatima kada toplinski tok prolazi kroz jedinični volumen s temperaturnom razlikom od 1°C na zidovima. Što je veća vrijednost ovog koeficijenta, to je materijal "topliji".

Svi zidovi (neprozirne ograđene konstrukcije) smatraju se toplinskom otpornošću prema formuli:

R \u003d δ / λ (m 2 ° C / W), gdje je:

δ je debljina materijala, m;

λ - specifična toplinska vodljivost, W / (m · ° C) (može se uzeti iz podataka putovnice materijala ili iz tablica).

Rezultirajuća vrijednost Rtotal uspoređuje se s tabličnom vrijednošću u SP 23-101-2004.

Da biste se usredotočili na regulatorni dokument, potrebno je izračunati količinu topline potrebne za grijanje zgrade. Izvodi se prema SP 23-101-2004, rezultirajuća vrijednost je "stupnjevni dan". Pravila preporučuju sljedeće omjere.

Dobiveni rezultati moraju se provjeriti s normama klauzule 5. SNiP 23-02-2003 "Toplinska zaštita zgrada".

Također biste trebali uzeti u obzir klimatske uvjete zone u kojoj se gradi zgrada: različite regije imaju različite zahtjeve zbog različitih uvjeta temperature i vlažnosti. Oni. debljina zida plinskog bloka ne bi smjela biti ista za priobalno područje, središnju Rusiju i krajnji sjever. U prvom slučaju bit će potrebno ispraviti toplinsku vodljivost uzimajući u obzir vlagu (prema gore: povećana vlažnost smanjuje toplinski otpor), u drugom slučaju možete ostaviti "kako jest", u trećem slučaju biti svakako uzeti u obzir da će se toplinska vodljivost materijala povećati zbog veće temperaturne razlike.

Dio 2. Toplinska vodljivost zidnih materijala

Koeficijent toplinske vodljivosti zidnih materijala je ova vrijednost, koja pokazuje specifičnu toplinsku vodljivost materijala zida, t.j. koliko se topline gubi kada toplinski tok prolazi kroz uvjetni jedinični volumen s temperaturnom razlikom na suprotnim površinama od 1°C. Što je niža vrijednost koeficijenta toplinske vodljivosti zidova - što će zgrada biti toplija, to je veća vrijednost - to će se više snage morati staviti u sustav grijanja.

Zapravo, ovo je recipročna vrijednost toplinskog otpora o kojem se govori u 1. dijelu ovog članka. Ali to se odnosi samo na određene vrijednosti za idealne uvjete. Na stvarni koeficijent toplinske vodljivosti za određeni materijal utječu brojni uvjeti: temperaturna razlika na zidovima materijala, unutarnja heterogena struktura, razina vlažnosti (što povećava razinu gustoće materijala i, sukladno tome, povećava njegovu toplinsku vodljivost ) i mnogi drugi čimbenici. U pravilu se tablična toplinska vodljivost mora smanjiti za najmanje 24% kako bi se dobio optimalan dizajn za umjerenu klimu.

Dio 3. Minimalna dopuštena vrijednost otpora zida za različite klimatske zone.

Minimalni dopušteni toplinski otpor izračunava se za analizu toplinskih svojstava projektiranog zida za različite klimatske zone. Ovo je normalizirana (osnovna) vrijednost, koja pokazuje koliki bi trebao biti toplinski otpor zida, ovisno o regiji. Najprije odaberete materijal za konstrukciju, izračunate toplinski otpor vašeg zida (1. dio), a zatim ga usporedite s tabličnim podacima sadržanim u SNiP 23-02-2003. Ako se dobivena vrijednost pokaže manjom od one utvrđene pravilima, tada je potrebno ili povećati debljinu zida, ili zid izolirati toplinski izolacijskim slojem (na primjer, mineralnom vunom).

Prema stavku 9.1.2 SP 23-101-2004, minimalni dopušteni otpor prijenosa topline R o (m 2 ° C / W) ogradne konstrukcije izračunava se kao

R o \u003d R 1 + R 2 + R 3, gdje je:

R 1 \u003d 1 / α ext, gdje je α ext koeficijent prijenosa topline unutarnje površine ogradnih konstrukcija, W / (m 2 × ° C), uzet prema tablici 7 SNiP 23-02-2003;

R 2 \u003d 1 / α ext, gdje je α ext koeficijent prijenosa topline vanjske površine ograđene konstrukcije za uvjete hladnog razdoblja, W / (m 2 × ° C), uzet prema tablici 8 SP 23-101-2004;

R 3 - ukupni toplinski otpor, čiji je izračun opisan u 1. dijelu ovog članka.

Ako u ogradnoj konstrukciji postoji sloj ventiliran vanjskim zrakom, slojevi konstrukcije koji se nalaze između sloja zraka i vanjske površine ne uzimaju se u obzir u ovom proračunu. A na površini konstrukcije koja je okrenuta prema sloju ventiliranom izvana, koeficijent prijenosa topline α vanjski treba uzeti jednak 10,8 W / (m 2 · ° C).

Tablica 2. Normalizirane vrijednosti toplinskog otpora za zidove prema SNiP 23-02-2003.

Ažurirane vrijednosti stupnjeva-dana razdoblja grijanja navedene su u tablici 4.1 referentnog priručnika prema SNiP 23-01-99 * Moskva, 2006.

Dio 4. Proračun minimalne dopuštene debljine stijenke na primjeru gaziranog betona za moskovsku regiju.

Prilikom izračunavanja debljine zidne konstrukcije uzimamo iste podatke kao što je navedeno u 1. dijelu ovog članka, ali ponovno gradimo osnovnu formulu: δ = λ R, gdje je δ debljina stijenke, λ je toplinska vodljivost materijala, a R je norma otpora na toplinu prema SNiP-u.

Primjer izračuna minimalna debljina stijenke gaziranog betona s toplinskom vodljivošću od 0,12 W / m ° C u moskovskoj regiji s prosječnom temperaturom unutar kuće tijekom sezone grijanja + 22 ° C.

1. Uzimamo normalizirani toplinski otpor za zidove u moskovskoj regiji za temperaturu od + 22 ° C: R req \u003d 0,00035 5400 + 1,4 \u003d 3,29 m 2 ° C / W
2. Koeficijent toplinske vodljivosti λ za porobeton razreda D400 (dimenzija 625x400x250 mm) pri vlažnosti od 5% = 0,147 W/m∙°C.
3. Minimalna debljina stijenke porobetonskog kamena D400: R λ = 3,29 0,147 W/m∙°S=0,48 m.

Zaključak: za Moskvu i regiju, za izgradnju zidova s ​​zadanim parametrom toplinske otpornosti potreban je blok od gaziranog betona širine najmanje 500 mm ili blok širine 400 mm i naknadna izolacija (mineralna vuna + žbukanje, na primjer), kako bi se osigurale karakteristike i zahtjevi SNiP-a u smislu energetske učinkovitosti zidnih konstrukcija.

Tablica 3. Minimalna debljina zidova podignutih od različitih materijala koji zadovoljavaju standarde toplinske otpornosti prema SNiP-u.

Dio 5. Princip određivanja vrijednosti otpora prijenosa topline u višeslojnom zidu.

Ako namjeravate graditi zid od nekoliko vrsta materijala (na primjer, građevinski kamen + mineralna izolacija + žbuka), tada se R izračunava za svaku vrstu materijala zasebno (pomoću iste formule), a zatim se zbraja:

R ukupno \u003d R 1 + R 2 + ... + R n + R a.l gdje je:

R 1 -R n - toplinski otpor različitih slojeva

R a.l - otpor zatvorenog zračnog raspora, ako je prisutan u konstrukciji (vrijednosti tablice uzete su u SP 23-101-2004, str. 9, tablica 7)

Primjer izračuna debljine izolacije od mineralne vune za višeslojni zid (blok od šljake - 400 mm, mineralna vuna - ? mm, obložena opeka - 120 mm) s vrijednošću otpora prijenosa topline od 3,4 m 2 * Deg C / W ( Orenburg).

R \u003d R blok od pepe + R cigla + R vuna \u003d 3,4

R blok od pepe \u003d δ / λ \u003d 0,4 / 0,45 \u003d 0,89 m 2 × ° C / W

Rcigla \u003d δ / λ \u003d 0,12 / 0,6 \u003d 0,2 m 2 × ° C / W

R blok od pegla + R cigla \u003d 0,89 + 0,2 \u003d 1,09 m 2 × ° C / W (<3,4).

Rwool \u003d R- (R blok od žbuke + R cigla) \u003d 3,4-1,09 \u003d 2,31 m 2 × ° C / W

δwool = Rwool λ = 2,31 * 0,045 = 0,1 m = 100 mm (uzimamo λ = 0,045 W / (m × ° C) - prosječna vrijednost toplinske vodljivosti za mineralnu vunu različitih vrsta).

Zaključak: kako bi se ispunili zahtjevi za otpornost na prijenos topline, betonski blokovi od ekspandirane gline mogu se koristiti kao glavna konstrukcija s oblogom od keramičke opeke i slojem mineralne vune s toplinskom vodljivošću od najmanje 0,45 i debljinom od 100 mm.

Pitanja i odgovori na temu

Na prodaju su dostupni mnogi građevinski materijali koji se koriste za poboljšanje svojstava konstrukcije za zadržavanje topline - grijači. U izgradnji kuće može se koristiti u gotovo svakom njezinom dijelu: od temelja do potkrovlja. Zatim ćemo govoriti o glavnim svojstvima materijala koji mogu osigurati potrebnu razinu toplinske vodljivosti objekata za različite namjene, a također će se usporediti, što će pomoći tablici.

Glavne karakteristike grijača

Prilikom odabira grijača morate obratiti pozornost na različite čimbenike: vrstu strukture, prisutnost izloženosti visokim temperaturama, otvorenu vatru, karakterističnu razinu vlage. Tek nakon određivanja uvjeta uporabe, kao i razine toplinske vodljivosti materijala koji se koriste za izgradnju određenog dijela konstrukcije, morate pogledati karakteristike određene izolacije:

• Toplinska vodljivost. Kvaliteta provedenog procesa izolacije, kao i potrebna količina materijala kako bi se osigurao željeni rezultat, izravno ovisi o ovom pokazatelju. Što je niža toplinska vodljivost, učinkovitija je uporaba izolacije.
• Apsorpcija vlage. Pokazatelj je posebno važan pri izolaciji vanjskih dijelova konstrukcije, na koje povremeno može utjecati vlaga. Na primjer, kod zagrijavanja temelja u tlima s visokom vodom ili povećanom razinom sadržaja vode u njegovoj strukturi.
• Debljina. Korištenje tanke izolacije omogućuje vam uštedu unutarnjeg prostora stambene zgrade, a također izravno utječe na kvalitetu izolacije.
• Zapaljivo. Ovo svojstvo materijala posebno je važno kada se koristi za smanjenje toplinske vodljivosti prizemnih dijelova konstrukcije stambenih zgrada, kao i zgrada posebne namjene. Kvalitetni proizvodi su samogasivi, ne ispuštaju otrovne tvari pri paljenju.
• Toplinska stabilnost. Materijal mora izdržati kritične temperature. Na primjer, niske temperature za vanjsku upotrebu.
• Prijateljstvo prema okolišu. Potrebno je pribjeći korištenju materijala koji su sigurni za ljude. Zahtjevi za ovaj čimbenik mogu varirati ovisno o budućoj namjeni strukture.
• Zvučna izolacija. Ovo dodatno svojstvo grijača u nekim situacijama omogućuje postizanje dobre razine zaštite prostorije od buke, kao i stranih zvukova.

Kada se u izgradnji određenog dijela konstrukcije koristi materijal niske toplinske vodljivosti, tada možete kupiti najjeftiniju izolaciju (ako preliminarni izračuni dopuštaju).

Važnost određene karakteristike izravno ovisi o uvjetima korištenja i dodijeljenom proračunu.

Usporedba popularnih grijača

Pogledajmo nekoliko materijala koji se koriste za poboljšanje energetske učinkovitosti zgrada:

• Mineralna vuna. Izrađen od prirodnih materijala. Otporan je na vatru i ekološki prihvatljiv, kao i niska toplinska vodljivost. Ali nesposobnost oduprijeti se učincima vode smanjuje mogućnosti korištenja.
• Stiropor. Lagani materijal s izvrsnim izolacijskim svojstvima. Povoljan, jednostavan za ugradnju i otporan na vlagu. Nedostaci: dobra zapaljivost i emisija štetnih tvari tijekom izgaranja. Preporuča se koristiti u nestambenim prostorijama.
• Balsa vuna. Materijal je gotovo identičan mineralnoj vuni, samo se razlikuje po poboljšanoj otpornosti na vlagu. Tijekom proizvodnje se ne zbija, što značajno produljuje vijek trajanja.
• Penoplex. Izolacija je otporna na vlagu, visoke temperature, vatru, truljenje, dobro se raspada. Ima izvrsnu toplinsku vodljivost, jednostavan za ugradnju i izdržljiv. Može se koristiti na mjestima s maksimalnim zahtjevima za sposobnost materijala da izdrži različite utjecaje.
• Penofol. Višeslojna izolacija prirodnog porijekla. Sastoji se od polietilena, prethodno zapjenjenog prije proizvodnje. Može imati različitu poroznost i širinu. Često je površina prekrivena folijom, zbog čega se postiže reflektirajući učinak. Razlikuje se po jednostavnosti, jednostavnosti ugradnje, visokoj energetskoj učinkovitosti, otpornosti na vlagu, maloj težini.

Prilikom odabira materijala za uporabu u neposrednoj blizini osobe, potrebno je obratiti posebnu pozornost na njegove karakteristike zaštite okoliša i požara. Također, u nekim je situacijama racionalno kupiti skuplju izolaciju, koja će imati dodatna svojstva zaštite od vlage ili zvučne izolacije, što u konačnici štedi novac.

Usporedba tablice

Pokazatelj svojstava toplinske vodljivosti glavni je kriterij pri odabiru izolacijskog materijala. Ostaje samo usporediti politike cijena različitih dobavljača i odrediti potrebnu količinu.

Izolacija je jedan od glavnih načina za dobivanje zgrade s potrebnom energetskom učinkovitošću. Prije konačnog izbora odredite točne uvjete korištenja i, naoružani tablicom u nastavku, napravite pravi izbor.

1. Gubitak topline kod kuće

Izbor toplinske izolacije, mogućnosti završne obrade zidova za većinu kupaca - programera težak je zadatak. Previše sukobljenih problema potrebno je riješiti u isto vrijeme. Ova stranica će vam pomoći da shvatite sve.
Trenutno je ušteda topline energetskih resursa postala od velike važnosti. Prema SNiP II-3-79* "Građevinska toplinska tehnika", otpor prijenosa topline određuje se na temelju:

• sanitarno-higijenski i udobni uvjeti (prvi uvjet),
• uvjeti za uštedu energije (drugi uvjet).

Za Moskvu i njenu regiju, potrebna toplinska otpornost zida prema prvom uvjetu je 1,1 °C m. sq. / W, a prema drugom uvjetu:

• za stalni dom 3,33 °C m. sq. / W,
• za kuću sezonskog boravka 2,16 ° C m. sq. / W.

1.1 Tablica debljina i toplinske otpornosti materijala za uvjete Moskve i regije.

1.2 Tablica minimalne smanjene otpornosti na prijenos topline vanjskih konstrukcija u kućama u moskovskoj regiji.

Ove tablice pokazuju da većina prigradskih stanova u moskovskoj regiji ne ispunjava zahtjeve za uštedu topline, dok ni prvi uvjet nije ispunjen u mnogim novoizgrađenim zgradama.

Stoga, odabirom kotla ili grijača samo prema mogućnosti grijanja određenog područja navedenog u njihovoj dokumentaciji, tvrdite da je vaša kuća izgrađena uz strogo poštovanje zahtjeva SNiP II-3-79 *.

Zaključak proizlazi iz navedenog materijala. Za ispravan izbor snage kotla i uređaja za grijanje potrebno je izračunati stvarni gubitak topline prostora vaše kuće.

U nastavku ćemo prikazati jednostavnu metodu za izračun toplinskih gubitaka vašeg doma.

Kuća gubi toplinu kroz zid, krov, jake emisije topline idu kroz prozore, toplina ide i u tlo, mogu doći do značajnih toplinskih gubitaka kroz ventilaciju.

Gubici topline uglavnom ovise o:

• temperaturna razlika u kući i na ulici (što je veća razlika, veći su gubici),
• svojstva toplinske zaštite zidova, prozora, stropova, premaza (ili, kako kažu, ogradnih konstrukcija).

Ogradne konstrukcije otporne su na curenje topline, pa se njihova svojstva zaštite od topline ocjenjuju vrijednošću koja se naziva otpor prijenosa topline.
Otpor prijenosa topline pokazuje koliko će topline proći kroz kvadratni metar ovojnice zgrade pri određenoj temperaturnoj razlici. Može se reći, i obrnuto, kakva će se temperaturna razlika dogoditi kada određena količina topline prođe kroz kvadratni metar ograde.

R = ∆T/q

gdje je q količina topline koju gubi kvadratni metar ograđene površine. Mjeri se u vatima po kvadratnom metru (W/m2); ΔT je razlika između temperature na ulici i u prostoriji (°C), a R je otpor prijenosa topline (°C / W / m2 ili °C m2 / W).
Kada je riječ o višeslojnoj konstrukciji, otpori slojeva se jednostavno zbrajaju. Na primjer, otpor zida od drveta obloženog ciglama je zbroj triju otpora: zida od opeke i drva i zračnog prostora između njih:

R(zbroj)= R(drvo) + R(kolica) + R(cigla).

1.3 Raspodjela temperature i granični slojevi zraka tijekom prijenosa topline kroz zid

Proračun gubitka topline provodi se za najnepovoljnije razdoblje, a to je najmrazniji i vjetrovitiji tjedan u godini.

Građevinski vodiči obično ukazuju na toplinsku otpornost materijala na temelju ovog stanja i klimatskog područja (ili vanjske temperature) gdje se nalazi vaša kuća.

1.3 Tablica- Otpor prijenosa topline različitih materijala pri ΔT = 50 °C (T out = -30 °C, T int = 20 °C.)

1.4 Tablica - Toplinski gubici prozora različitih izvedbi

pri ΔT = 50 °S (T vanjski = -30 °S, T unutarnji = 20 °S.)

Kao što se može vidjeti iz prethodne tablice, moderni prozori s dvostrukim staklom mogu smanjiti gubitak topline prozora za gotovo polovicu. Primjerice, za deset prozora dimenzija 1,0 m x 1,6 m ušteda će doseći kilovat, što daje 720 kilovat-sati mjesečno.
Za ispravan odabir materijala i debljina ogradnih konstrukcija, ove podatke primjenjujemo na konkretnom primjeru.
U proračunu toplinskih gubitaka po kvadratu. metar je uključivao dvije količine:

• temperaturna razlika ΔT,
• otpor prijenosa topline R.

Unutarnju temperaturu definiramo kao 20 °C, a vanjsku temperaturu uzimamo kao -30 °C. Tada će temperaturna razlika ΔT biti jednaka 50 °C. Zidovi su izrađeni od drveta debljine 20 cm, tada R = 0,806 °C m. sq. / W.
Gubici topline bit će 50 / 0,806 = 62 (W / sq.m.).
Kako bi se pojednostavili izračuni toplinskih gubitaka u građevinskim referentnim knjigama, dani su toplinski gubici različitih vrsta zidova, stropova itd. za neke vrijednosti zimske temperature zraka. Konkretno, različiti su brojevi dati za kutne sobe (na koje utječe vrtlog zraka koji struji kroz kuću) i sobe bez kuta, a različiti toplinski obrasci uzimaju se u obzir za sobe na prvom i gornjem katu.

1.5 Tablica - Specifični toplinski gubici elemenata ograde zgrade

(po 1 m2 duž unutarnje konture zidova) ovisno o prosječnoj temperaturi najhladnijeg tjedna u godini.

1.6 Tablica - Specifični toplinski gubici elemenata ograde zgrade

(po 1 m2 duž unutarnje konture) ovisno o prosječnoj temperaturi najhladnijeg tjedna u godini.

2. Razmotrimo primjer izračuna

gubitak topline dvije različite prostorije iste površine pomoću tablica. Primjer 1

2.1 Kutna soba (prvi kat)

Karakteristike sobe:

• prvi kat,
• Površina sobe - 16 kvadratnih metara. m. (5x3,2),
• visina stropa - 2,75 m,
• vanjski zidovi - dva,
• materijal i debljina vanjskih zidova - drvo debljine 18 cm, obloženo gipsanim pločama i obloženo tapetama,
• prozora - dva (visina 1,6 m, širina 1,0 m) sa dvostrukim ostakljenjem,
• podovi - drvena izolacija, podrum ispod,
• viši potkrovlje,
• projektirana vanjska temperatura –30 °S,
• potrebna temperatura u prostoriji je +20 °C.

Izračunajte površinu površina za prijenos topline.

Površina vanjskog zida isključujući prozore:

S zidovi (5 + 3,2) x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 četvornih metara. m.

površina prozora:

S prozori \u003d 2x1,0x1,6 \u003d 3,2 četvorna metra. m.

Površina:

S kat \u003d 5x3,2 \u003d 16 četvornih metara. m.

Površina stropa:

S strop \u003d 5x3,2 \u003d 16 četvornih metara. m.

Površina unutarnjih pregrada nije uključena u izračun, jer toplina ne izlazi kroz njih - uostalom, temperatura je ista s obje strane pregrade. Isto vrijedi i za unutarnja vrata.
Sada izračunavamo gubitak topline svake od površina:

Q ukupno = 3094 vata.

Imajte na umu da više topline izlazi kroz zidove nego kroz prozore, podove i stropove.
Rezultat izračuna pokazuje gubitak topline prostorije u najmraznijim (T out. = -30 ° C) danima u godini. Naravno, što je toplije vani, to će manje topline napustiti prostoriju.

2.2 Soba pod krovom (potkrovlje)

Karakteristike sobe:

• potkrovlje,
• površina 16 kvadratnih metara m. (3,8x4,2),
• visina stropa 2,4 m,
• vanjski zidovi; dvije krovne kosine (škriljevac, čvrsta letva, mineralna vuna 10 cm, obloga), zabat (10 cm debljina drveta, obložena oblogom) i bočne pregrade (zid okvira s ispunom od ekspandirane gline 10 cm),
• prozora - četiri (po dva na zabatu), visine 1,6 m i širine 1,0 m s dvostrukim ostakljenjem,
• projektirana vanjska temperatura –30°S,
• potrebna sobna temperatura +20°C.

2.3 Izračunajte površine površina koje oslobađaju toplinu.

Površina krajnjih vanjskih zidova minus prozori:

S zidovi \u003d 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) \u003d 12 četvornih metara. m.

Područje krovnih nagiba koji omeđuju prostoriju:

S zrakama. zidovi \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 četvornih metara. m.

Područje bočnih pregrada:

S strana izgaranje \u003d 2x1,5x4,2 \u003d 12,6 četvornih metara. m.

površina prozora:

S prozori \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 četvornih metara. m.

Površina stropa:

S strop \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 četvornih metara. m.

2.4 Sada izračunavamo gubitke topline ovih površina, uzimajući u obzir da toplina ne izlazi kroz pod (postoji topla soba). Toplinske gubitke za zidove i stropove smatramo kao za kutne prostorije, a za stropne i bočne pregrade uvodimo koeficijent od 70%, budući da se iza njih nalaze negrijane prostorije.

Ukupni gubitak topline u prostoriji bit će:

Q ukupno = 4504 vata.

Kao što vidite, topla soba na prvom katu gubi (ili troši) mnogo manje topline od sobe u potkrovlju s tankim zidovima i velikom staklenom površinom.
Kako bi takva prostorija bila pogodna za zimski boravak, potrebno je prvo izolirati zidove, bočne pregrade i prozore.
Bilo koja ogradna konstrukcija može se predstaviti kao višeslojni zid, čiji svaki sloj ima svoj toplinski otpor i vlastiti otpor prolazu zraka. Zbrajanjem toplinskog otpora svih slojeva dobivamo toplinski otpor cijelog zida. Također zbrajajući otpor prolazu zraka svih slojeva, razumjet ćemo kako zid diše. Idealan drveni zid trebao bi biti jednak drvenom zidu debljine 15 - 20 cm. U tome će vam pomoći donja tablica.

2.5 Tablica- Otpornost na prijenos topline i prolaz zraka

razni materijali ΔT=40 °S (T vanjski =–20 °S, T unutarnji =20 °S.)

1. Gubitak topline kroz kontakt temelja sa smrznutim tlom obično uzima 15% gubitka topline kroz zidove prvog kata (uzimajući u obzir složenost proračuna).
2. Gubitak topline povezan s ventilacijom. Ovi gubici se izračunavaju uzimajući u obzir građevinske kodove (SNiP). Za stambenu zgradu potrebna je oko jedna izmjena zraka po satu, odnosno za to vrijeme potrebno je opskrbiti isti volumen svježeg zraka. Stoga su gubici povezani s ventilacijom nešto manji od zbroja toplinskih gubitaka koji se mogu pripisati ovojnici zgrade. Ispada da je gubitak topline kroz zidove i stakla samo 40%, a gubitak topline za ventilaciju 50%. U europskim normama za ventilaciju i izolaciju zidova, omjer gubitaka topline je 30% i 60%.
3. Ako zid "diše", poput zida od drveta ili trupaca debljine 15 - 20 cm, tada se toplina vraća. To vam omogućuje smanjenje toplinskih gubitaka za 30%, stoga vrijednost toplinskog otpora zida dobivenu tijekom izračuna treba pomnožiti s 1,3 (ili, sukladno tome, treba smanjiti gubitke topline).

3. Zaključci:

Zbrajajući sve gubitke topline kod kuće, odredit ćete koja je snaga generatora topline (bojlera) i grijača potrebna za udobno grijanje kuće u najhladnijim i najvjetrovitijim danima. Također, izračuni ove vrste pokazat će gdje je "slaba karika" i kako je eliminirati uz pomoć dodatne izolacije.
Također možete izračunati potrošnju topline pomoću agregiranih pokazatelja. Dakle, u jednokatnim i dvokatnicama koje nisu jako izolirane na vanjskoj temperaturi od -25 ° C potrebno je 213 W po četvornom metru ukupne površine, a na -30 ° C - 230 W. Za dobro izolirane kuće, to je: na -25 ° C - 173 W po kvadratu. m ukupne površine, a na -30 ° C - 177 W. Zaključci i preporuke

1. Trošak toplinske izolacije u odnosu na cijenu cijele kuće značajno je nizak, ali tijekom rada zgrade glavni su troškovi za grijanje. Ni u kojem slučaju ne možete uštedjeti na toplinskoj izolaciji, osobito s ugodnim životom u velikim područjima. Cijene energije diljem svijeta neprestano rastu.
2. Moderni građevinski materijali imaju veću toplinsku otpornost od tradicionalnih materijala. To vam omogućuje da zidovi budu tanji, što znači da su jeftiniji i lakši. Sve je to dobro, ali tanki zidovi imaju manji toplinski kapacitet, odnosno lošije pohranjuju toplinu. Morate stalno grijati - zidovi se brzo zagrijavaju i brzo se hlade. U starim kućama s debelim zidovima prohladno je po vrućem ljetnom danu, zidovi koji su se ohladili tijekom noći “nakupili su hladnoću”.
3. Izolacija se mora uzeti u obzir u svezi s propusnošću zraka zidova. Ako je povećanje toplinskog otpora zidova povezano sa značajnim smanjenjem propusnosti zraka, onda se ne smije koristiti. Idealan zid u smislu propusnosti zraka jednak je zidu od drveta debljine 15 ... 20 cm.
4. Vrlo često nepravilna uporaba parne barijere dovodi do pogoršanja sanitarnih i higijenskih svojstava stanovanja. Kod pravilno organizirane ventilacije i zidova koji “dišu” to je nepotrebno, a kod zidova koji slabo prozračuju, to je nepotrebno. Njegova glavna namjena je spriječiti infiltraciju zidova i zaštititi izolaciju od vjetra.
5. Izolacija zidova izvana mnogo je učinkovitija od unutarnje izolacije.
6. Nemojte beskonačno izolirati zidove. Učinkovitost ovog pristupa uštedi energije nije visoka.
7. Ventilacija - to su glavne rezerve uštede energije.
8. Korištenjem suvremenih sustava ostakljenja (prozori s dvostrukim ostakljenjem, staklo za zaštitu od topline itd.), Niskotemperaturni sustavi grijanja, učinkovita toplinska izolacija ograđenih konstrukcija, moguće je smanjiti troškove grijanja za 3 puta.