Vlastnosti určovania tepelnej vodivosti stavebných materiálov. Výpočet tepelných strát Porovnanie tepelnej vodivosti rôznych materiálov

Pojem "tepelná vodivosť" sa vzťahuje na vlastnosti materiálov na prenos tepelnej energie z horúcich do studených oblastí. Tepelná vodivosť je založená na pohybe častíc vo vnútri látok a materiálov. Schopnosť prenášať tepelnú energiu v kvantitatívnom vyjadrení je koeficient tepelnej vodivosti. Cyklus prenosu tepelnej energie, čiže výmena tepla, môže prebiehať v akýchkoľvek látkach s nerovnomerným umiestnením rôznych teplotných úsekov, avšak tepelná vodivosť závisí od tlaku a teploty v samotnom materiáli, ako aj od jeho skupenstva – plynný, kvapalný alebo pevné.

Fyzikálne sa tepelná vodivosť materiálov rovná množstvu tepla, ktoré preteká homogénnym objektom stanovených rozmerov a plochy za určité časové obdobie pri stanovenom teplotnom rozdiele (1 K). V systéme SI sa jeden indikátor, ktorý má koeficient tepelnej vodivosti, zvyčajne meria vo W / (m K).

Ako vypočítať tepelnú vodivosť pomocou Fourierovho zákona

V danom tepelnom režime je hustota toku pri prenose tepla priamo úmerná maximálnemu vektoru zvýšenia teploty, ktorého parametre sa menia z jednej sekcie na druhú a modulo s rovnakou rýchlosťou zvyšovania teploty v smere vektora:

q → = − ϰ x grad x (T), kde:

• q → - smer hustoty objektu, ktorý odovzdáva teplo, alebo objem tepelného toku, ktorý preteká miestom za danú časovú jednotku cez určitú oblasť, kolmo na všetky osi;
• ϰ je špecifický koeficient tepelnej vodivosti materiálu;
• T je teplota materiálu.

Pri aplikácii Fourierovho zákona sa neberie do úvahy zotrvačnosť toku tepelnej energie, to znamená, že sa myslí okamžitý prenos tepla z akéhokoľvek bodu na ľubovoľnú vzdialenosť. Preto vzorec nemožno použiť na výpočet prenosu tepla počas procesov s vysokou frekvenciou opakovania. Ide o ultrazvukové žiarenie, prenos tepelnej energie rázovými alebo impulznými vlnami atď. Existuje riešenie Fourierovho zákona s relaxačným členom:

τ x ∂ q / ∂ t = − (q + ϰ x ∇T) .

Ak je relaxácia τ okamžitá, vzorec sa zmení na Fourierov zákon.

Približná tabuľka tepelnej vodivosti materiálov:

Uvedená tabuľka tepelnej vodivosti zohľadňuje prenos tepla tepelným žiarením a tepelnú výmenu častíc. Pretože vákuum neprenáša teplo, prúdi pomocou slnečného žiarenia alebo iného typu generovania tepla. V plynnom alebo kvapalnom médiu sa umelo alebo prirodzene miešajú vrstvy s rôznymi teplotami.

Pri výpočte tepelnej vodivosti steny je potrebné vziať do úvahy, že prenos tepla cez povrchy stien sa líši od skutočnosti, že teplota v budove a na ulici je vždy iná a závisí od oblasti \u200b\ u200ball povrchov domu a na tepelnú vodivosť stavebných materiálov.

Na kvantifikáciu tepelnej vodivosti bola zavedená hodnota ako súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálov. Ukazuje, ako je konkrétny materiál schopný prenášať teplo. Čím vyššia je táto hodnota, napríklad tepelná vodivosť ocele, tým účinnejšie bude oceľ viesť teplo.

• Pri zatepľovaní domu z dreva sa odporúča zvoliť stavebné materiály s nízkym koeficientom.
• Ak je stena tehlová, potom s hodnotou koeficientu 0,67 W / (m2 K) a hrúbkou steny 1 m, s plochou 1 m 2, s rozdielom medzi vonkajšou a vnútornou teplotou o 1 0 C prenesie tehla 0,67 W energie. Pri teplotnom rozdiele 10 0 C tehla prepusti 6,7 W atd.

Štandardná hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti tepelnej izolácie a iných stavebných materiálov platí pre hrúbku steny 1 m. Pre výpočet tepelnej vodivosti povrchu inej hrúbky je potrebné koeficient vydeliť zvolenou hodnotou hrúbky steny ( metre).

V SNiP a pri vykonávaní výpočtov sa objavuje pojem „tepelný odpor materiálu“, to znamená spätnú tepelnú vodivosť. To znamená, že pri tepelnej vodivosti penovej fólie 10 cm a jej tepelnej vodivosti 0,35 W / (m 2 K) je tepelný odpor fólie 1 / 0,35 W / (m 2 K) \u003d 2,85 (m 2 K) / W.

Nižšie je uvedená tabuľka tepelnej vodivosti pre populárne stavebné materiály a tepelné izolátory:

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy tepelnú vodivosť ohrievačov v dôsledku ich prúdových tepelných tokov. V hustom médiu je možné cez submikrónové póry „prenášať“ kvázičastice z jedného zohriateho stavebného materiálu do druhého, chladnejšieho alebo teplejšieho, čo napomáha šíreniu zvuku a tepla, aj keď je v týchto póroch absolútne vákuum.

Bez ohľadu na rozsah stavby je prvým krokom vypracovanie projektu. Výkresy odrážajú nielen geometriu konštrukcie, ale aj výpočet hlavných tepelných charakteristík. Na to potrebujete poznať tepelnú vodivosť stavebných materiálov. Hlavným cieľom výstavby je vybudovať odolné konštrukcie, odolné konštrukcie, ktoré sú pohodlné bez nadmerných nákladov na vykurovanie. V tejto súvislosti je mimoriadne dôležité poznať koeficienty tepelnej vodivosti materiálov.

Tehla má najlepšiu tepelnú vodivosť

Charakteristika ukazovateľa

Pojem tepelná vodivosť označuje prenos tepelnej energie z teplejších predmetov na chladnejšie. Výmena pokračuje, kým sa nedosiahne teplotná rovnováha.

Prestup tepla je určený dĺžkou času, počas ktorého je teplota v priestoroch v súlade s teplotou okolia. Čím menší je tento interval, tým väčšia je tepelná vodivosť stavebného materiálu.

Na charakterizáciu vodivosti tepla sa používa pojem súčiniteľ tepelnej vodivosti, ktorý ukazuje, koľko tepla prejde cez taký a taký povrch za taký a taký čas. Čím vyššie je toto číslo, tým väčší je prenos tepla a budova sa ochladzuje oveľa rýchlejšie. Preto sa pri stavbe konštrukcií odporúča používať stavebné materiály s minimálnou tepelnou vodivosťou.

V tomto videu sa dozviete o tepelnej vodivosti stavebných materiálov:

Ako určiť tepelné straty

Hlavné prvky budovy, cez ktoré uniká teplo:

• dvere (5-20%);
• pohlavie (10-20%);
• strecha (15-25%);
• steny (15-35%);
• okná (5-15%).

Úroveň tepelných strát sa zisťuje pomocou termokamery. Červená označuje najťažšie oblasti, žltá a zelená značia menšie tepelné straty. Zóny s najmenšími stratami sú zvýraznené modrou farbou. Hodnota tepelnej vodivosti sa zisťuje v laboratóriu, na materiál je vydaný certifikát kvality.

Hodnota tepelnej vodivosti závisí od nasledujúcich parametrov:

1. Pórovitosť. Póry naznačujú heterogenitu štruktúry. Keď cez ne prejde teplo, chladenie bude minimálne.
2. Vlhkosť. Vysoká úroveň vlhkosti vyvoláva vytláčanie suchého vzduchu kvapôčkami kvapaliny z pórov, čím sa hodnota mnohonásobne zvyšuje.
3. Hustota. Vyššia hustota podporuje aktívnejšiu interakciu častíc. Výsledkom je, že prenos tepla a vyrovnávanie teploty prebieha rýchlejšie.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti

V dome sú tepelné straty nevyhnutné a vznikajú vtedy, keď je teplota mimo okna nižšia ako v miestnostiach. Intenzita je premenlivá a závisí od mnohých faktorov, z ktorých hlavné sú tieto:

1. Plocha povrchu zapojená do prenosu tepla.
2. Ukazovateľ tepelnej vodivosti stavebných materiálov a stavebných prvkov.
3. teplotný rozdiel.

Grécke písmeno λ sa používa na označenie tepelnej vodivosti stavebných materiálov. Jednotkou merania je W/(m×°C). Výpočet sa robí pre 1 m² steny s hrúbkou metra. Tu sa predpokladá teplotný rozdiel 1°C.

Prípadová štúdia

Bežne sa materiály delia na tepelnoizolačné a konštrukčné. Tieto majú najvyššiu tepelnú vodivosť, z ktorých sú postavené steny, stropy a iné ploty. Podľa tabuľky materiálov by pri stavbe železobetónových stien pre zabezpečenie nízkej výmeny tepla s okolím mala byť ich hrúbka približne 6 m. budova bude objemná a drahá.

V prípade nesprávneho výpočtu tepelnej vodivosti pri návrhu si obyvatelia budúceho domu vystačia len s 10 % tepla zo zdrojov energie. Preto sa domy zo štandardných stavebných materiálov odporúča dodatočne zatepliť.

Pri správnej hydroizolácii izolácie vysoká vlhkosť neovplyvňuje kvalitu tepelnej izolácie a odolnosť budovy proti prestupu tepla sa výrazne zvýši.

Najlepšou možnosťou je použiť ohrievač

Najčastejšou možnosťou je kombinácia nosnej konštrukcie z vysokopevnostných materiálov s dodatočnou tepelnou izoláciou. Napríklad:

1. Rámový dom. Medzi stĺpiky je umiestnená izolácia. Niekedy s miernym poklesom prenosu tepla je potrebná dodatočná izolácia mimo hlavného rámu.
2. Konštrukcia zo štandardných materiálov. Keď sú steny tehlové alebo škvárové bloky, izolácia sa vykonáva zvonku.

Stavebné materiály na vonkajšie steny

Steny sú dnes postavené z rôznych materiálov, ale najobľúbenejšie zostávajú: drevo, tehla a stavebné bloky. Hlavným rozdielom je hustota a tepelná vodivosť stavebných materiálov. Porovnávacia analýza vám umožňuje nájsť zlatý priemer v pomere medzi týmito parametrami. Čím väčšia je hustota, tým väčšia je únosnosť materiálu, a tým aj celej konštrukcie. Tepelný odpor sa však zmenšuje, to znamená, že náklady na energiu sa zvyšujú. Pri nižšej hustote je zvyčajne pórovitosť.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti a jeho hustota.

Izolácia stien

Ohrievače sa používajú vtedy, keď nie je dostatočný tepelný odpor vonkajších stien. Zvyčajne na vytvorenie príjemnej mikroklímy v priestoroch stačí hrúbka 5-10 cm.

Hodnota koeficientu λ je uvedená v nasledujúcej tabuľke.

Tepelná vodivosť meria schopnosť materiálu viesť teplo cez seba. Veľmi závisí od zloženia a štruktúry. Husté materiály, ako sú kovy a kameň, sú dobrými vodičmi tepla, zatiaľ čo materiály s nízkou hustotou, ako je plyn a porézna izolácia, sú zlými vodičmi.

Metodický materiál pre vlastný výpočet hrúbky stien domu s príkladmi a teoretickou časťou.

Časť 1. Odpor prestupu tepla - primárne kritérium na určenie hrúbky steny

Pre určenie hrúbky steny, ktorá je potrebná na dodržanie noriem energetickej hospodárnosti, sa odpor prestupu tepla navrhovanej konštrukcie vypočíta podľa časti 9 „Metodika navrhovania tepelnej ochrany budov“ SP 23-101-2004.

Odolnosť voči prestupu tepla je vlastnosť materiálu, ktorá udáva, ako je teplo zadržiavané daným materiálom. Ide o špecifickú hodnotu, ktorá ukazuje, ako pomaly sa stráca teplo vo wattoch, keď tepelný tok prechádza jednotkovým objemom s rozdielom teplôt na stenách 1°C. Čím vyššia je hodnota tohto koeficientu, tým je materiál „teplejší“.

Všetky steny (nepriesvitné obvodové konštrukcie) sa posudzujú na tepelný odpor podľa vzorca:

R \u003d δ / λ (m 2 ° C / W), kde:

δ je hrúbka materiálu, m;

λ - špecifická tepelná vodivosť, W / (m · ° С) (možno prevziať z pasových údajov materiálu alebo z tabuliek).

Výsledná hodnota Rtotal sa porovnáva s tabuľkovou hodnotou v SP 23-101-2004.

Pre zameranie sa na regulačný dokument je potrebné vypočítať množstvo tepla potrebného na vykurovanie objektu. Vykonáva sa podľa SP 23-101-2004, výsledná hodnota je "deň stupňa". Pravidlá odporúčajú nasledujúce pomery.

Získané výsledky musia byť overené podľa noriem článku 5. SNiP 23-02-2003 "Tepelná ochrana budov".

Mali by ste tiež vziať do úvahy klimatické podmienky zóny, kde sa budova stavia: rôzne regióny majú rôzne požiadavky v dôsledku rôznych teplotných a vlhkostných podmienok. Tie. hrúbka steny plynového bloku by nemala byť rovnaká pre pobrežný región, stredné Rusko a ďaleký sever. V prvom prípade bude potrebné upraviť tepelnú vodivosť s prihliadnutím na vlhkosť (nahor: zvýšená vlhkosť znižuje tepelný odpor), v druhom prípade to môžete nechať „tak, ako je“, v treťom prípade určite treba počítať s tým, že tepelná vodivosť materiálu sa zvýši v dôsledku väčšieho teplotného rozdielu.

Časť 2. Tepelná vodivosť materiálov stien

Súčiniteľ tepelnej vodivosti stenových materiálov je táto hodnota, ktorá ukazuje mernú tepelnú vodivosť stenového materiálu, t.j. koľko tepla sa stratí, keď tepelný tok prechádza cez podmienený jednotkový objem s rozdielom teplôt na jeho protiľahlých povrchoch 1°C. Čím nižšia je hodnota súčiniteľa tepelnej vodivosti stien - čím teplejšia bude budova, tým vyššia hodnota - tým väčší výkon bude potrebné dať do vykurovacieho systému.

V skutočnosti ide o prevrátenú hodnotu tepelného odporu diskutovaného v časti 1 tohto článku. Platí to však iba pre konkrétne hodnoty pre ideálne podmienky. Skutočný koeficient tepelnej vodivosti pre konkrétny materiál je ovplyvnený množstvom podmienok: teplotný rozdiel na stenách materiálu, vnútorná heterogénna štruktúra, úroveň vlhkosti (čo zvyšuje úroveň hustoty materiálu, a teda zvyšuje jeho tepelnú vodivosť). ) a mnoho ďalších faktorov. Spravidla sa tabuľková tepelná vodivosť musí znížiť aspoň o 24 %, aby sa dosiahol optimálny návrh pre mierne podnebie.

Časť 3. Minimálna prípustná hodnota odporu steny pre rôzne klimatické zóny.

Minimálny prípustný tepelný odpor je vypočítaný na analýzu tepelných vlastností navrhovanej steny pre rôzne klimatické zóny. Ide o normalizovanú (základnú) hodnotu, ktorá ukazuje, aký by mal byť tepelný odpor steny v závislosti od regiónu. Najprv si vyberiete materiál konštrukcie, vypočítate tepelný odpor vašej steny (časť 1) a potom ho porovnáte s tabuľkovými údajmi obsiahnutými v SNiP 23-02-2003. Ak sa ukáže, že získaná hodnota je nižšia ako hodnota stanovená pravidlami, potom je potrebné buď zväčšiť hrúbku steny, alebo izolovať stenu tepelne izolačnou vrstvou (napríklad minerálnou vlnou).

Podľa článku 9.1.2 SP 23-101-2004 sa minimálny prípustný odpor prestupu tepla R o (m 2 °C / W) obvodovej konštrukcie vypočíta ako

R o \u003d R 1 + R 2 + R 3, kde:

R 1 \u003d 1 / α int, kde α int je koeficient prestupu tepla vnútorného povrchu obvodových konštrukcií, W / (m 2 × ° С), braný podľa tabuľky 7 SNiP 23-02-2003;

R 2 \u003d 1 / α ext, kde α ext je koeficient prestupu tepla vonkajšieho povrchu uzatváracej konštrukcie pre podmienky chladného obdobia, W / (m 2 × ° С), braný podľa tabuľky 8 SP 23-101-2004;

R 3 - celkový tepelný odpor, ktorého výpočet je popísaný v časti 1 tohto článku.

Ak je v obvodovej konštrukcii vrstva vetraná vonkajším vzduchom, vrstvy konštrukcie nachádzajúce sa medzi vzduchovou vrstvou a vonkajším povrchom sa pri tomto výpočte neberú do úvahy. A na povrchu konštrukcie smerujúcej k vrstve vetranej zvonku by mal byť koeficient prestupu tepla α vonkajší rovný 10,8 W / (m 2 · ° С).

Tabuľka 2. Normalizované hodnoty tepelného odporu stien podľa SNiP 23-02-2003.

Aktualizované hodnoty dennostupňov vykurovacieho obdobia sú uvedené v tabuľke 4.1 referenčnej príručky k SNiP 23-01-99 * Moskva, 2006.

Časť 4. Výpočet minimálnej prípustnej hrúbky steny na príklade pórobetónu pre moskovský región.

Pri výpočte hrúbky stenovej konštrukcie vychádzame z rovnakých údajov, aké sú uvedené v 1. časti tohto článku, ale prebudujeme základný vzorec: δ = λ R, kde δ je hrúbka steny, λ je tepelná vodivosť materiálu, a R je norma tepelnej odolnosti podľa SNiP.

Príklad výpočtu minimálna hrúbka steny pórobetónu s tepelnou vodivosťou 0,12 W / m ° C v regióne Moskva s priemernou teplotou vo vnútri domu počas vykurovacieho obdobia + 22 ° C.

1. Berieme normalizovaný tepelný odpor stien v moskovskom regióne pre teplotu + 22 ° C: R req \u003d 0,00035 5400 + 1,4 \u003d 3,29 m 2 ° C / W
2. Súčiniteľ tepelnej vodivosti λ pre pórobetón triedy D400 (rozmery 625x400x250 mm) pri vlhkosti 5% = 0,147 W/m∙°C.
3. Minimálna hrúbka steny pórobetónového kameňa D400: R λ = 3,29 0,147 W/m∙°С=0,48 m.

Záver: pre Moskvu a región je na stavbu stien s daným parametrom tepelného odporu potrebný pórobetónový blok so šírkou najmenej 500 mm alebo blok so šírkou 400 mm a následnou izoláciou (minerálna vlna + napríklad omietka), aby sa zabezpečili vlastnosti a požiadavky SNiP z hľadiska energetickej účinnosti stenových konštrukcií.

Tabuľka 3. Minimálna hrúbka stien postavených z rôznych materiálov, ktoré spĺňajú normy tepelného odporu podľa SNiP.

Časť 5. Princíp stanovenia hodnoty odporu prestupu tepla vo viacvrstvovej stene.

Ak plánujete postaviť stenu z niekoľkých druhov materiálu (napríklad stavebný kameň + minerálna izolácia + omietka), potom sa R ​​vypočíta pre každý typ materiálu samostatne (pomocou rovnakého vzorca) a potom sa spočíta:

R celkom \u003d R 1 + R 2 + ... + R n + R a.l kde:

R 1 -R n - tepelný odpor rôznych vrstiev

R a.l - odpor uzavretej vzduchovej medzery, ak je prítomná v konštrukcii (tabuľkové hodnoty sú prevzaté v SP 23-101-2004, s. 9, tabuľka 7)

Príklad výpočtu hrúbky izolácie z minerálnej vlny pre viacvrstvovú stenu (škvárový blok - 400 mm, minerálna vlna - ? mm, lícová tehla - 120 mm) s hodnotou odporu prestupu tepla 3,4 m 2 * ° C / W ( Orenburg).

R \u003d R škvárový blok + R tehla + R vlna \u003d 3,4

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

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

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

Rvlna \u003d R- (R škvárový blok + R tehla) \u003d 3,4-1,09 \u003d 2,31 m 2 × ° C / W

δvlna = Rvlna λ = 2,31 * 0,045 = 0,1 m = 100 mm (berieme λ = 0,045 W / (m × ° C) - priemerná hodnota tepelnej vodivosti pre minerálnu vlnu rôznych typov).

Záver: pre dodržanie požiadaviek na odolnosť proti prestupu tepla je možné ako hlavnú konštrukciu použiť keramzitbetónové tvárnice s keramickým tehlovým obkladom a vrstvou minerálnej vlny s tepelnou vodivosťou minimálne 0,45 a hrúbkou 100 mm.

Otázky a odpovede k téme

Na predaj je k dispozícii veľa stavebných materiálov, ktoré sa používajú na zlepšenie vlastností konštrukcie na udržanie tepla - ohrievače. Pri stavbe domu sa dá použiť takmer v každej jeho časti: od základov až po podkrovie. Ďalej budeme hovoriť o hlavných vlastnostiach materiálov, ktoré môžu poskytnúť potrebnú úroveň tepelnej vodivosti predmetov na rôzne účely, a budú tiež porovnávané, čo pomôže tabuľke.

Hlavné charakteristiky ohrievačov

Pri výbere ohrievačov musíte venovať pozornosť rôznym faktorom: typ konštrukcie, prítomnosť vystavenia vysokým teplotám, otvorený oheň, charakteristická úroveň vlhkosti. Až po určení podmienok použitia, ako aj úrovne tepelnej vodivosti materiálov použitých na stavbu určitej časti konštrukcie, sa musíte pozrieť na vlastnosti konkrétnej izolácie:

• Tepelná vodivosť. Kvalita vykonaného procesu izolácie, ako aj požadované množstvo materiálu na zabezpečenie požadovaného výsledku priamo závisí od tohto ukazovateľa. Čím nižšia je tepelná vodivosť, tým efektívnejšie je použitie izolácie.
• Absorpcia vlhkosti. Indikátor je obzvlášť dôležitý pri izolácii vonkajších častí konštrukcie, ktoré môžu byť pravidelne ovplyvňované vlhkosťou. Napríklad pri izolácii základov v pôdach s vysokou vodou alebo zvýšenou úrovňou obsahu vody v jej štruktúre.
• Hrúbka. Použitie tenkej izolácie umožňuje šetriť vnútorný priestor obytného domu a tiež priamo ovplyvňuje kvalitu izolácie.
• Horľavosť. Táto vlastnosť materiálov je obzvlášť dôležitá pri použití na zníženie tepelnej vodivosti pozemných častí výstavby obytných budov, ako aj budov na špeciálne účely. Kvalitné výrobky sú samozhášavé, pri zapálení nevylučujú toxické látky.
• Tepelná stabilita. Materiál musí odolávať kritickým teplotám. Napríklad nízke teploty pre vonkajšie použitie.
• Šetrnosť k životnému prostrediu. Je potrebné uchýliť sa k použitiu materiálov, ktoré sú pre človeka bezpečné. Požiadavky na tento faktor sa môžu líšiť v závislosti od budúceho účelu konštrukcie.
• Zvuková izolácia. Táto dodatočná vlastnosť ohrievačov v niektorých situáciách umožňuje dosiahnuť dobrú úroveň ochrany miestnosti pred hlukom, ako aj cudzími zvukmi.

Keď sa pri konštrukcii určitej časti konštrukcie použije materiál s nízkou tepelnou vodivosťou, potom si môžete kúpiť najlacnejšiu izoláciu (ak to predbežné výpočty umožňujú).

Dôležitosť konkrétnej charakteristiky priamo závisí od podmienok použitia a prideleného rozpočtu.

Porovnanie populárnych ohrievačov

Pozrime sa na niekoľko materiálov používaných na zlepšenie energetickej účinnosti budov:

• Minerálna vlna. Vyrobené z prírodných materiálov. Je odolný voči ohňu a je šetrný k životnému prostrediu, rovnako ako nízka tepelná vodivosť. Ale neschopnosť odolávať účinkom vody znižuje možnosti použitia.
• Polystyrén. Ľahký materiál s výbornými izolačnými vlastnosťami. Cenovo dostupné, ľahko inštalovateľné a odolné voči vlhkosti. Nevýhody: dobrá horľavosť a emisie škodlivých látok pri spaľovaní. Odporúča sa používať v nebytových priestoroch.
• Balzová vlna. Materiál je takmer identický s minerálnou vlnou, líši sa iba zlepšenou odolnosťou proti vlhkosti. Pri výrobe sa nezhutňuje, čo výrazne predlžuje životnosť.
• Penoplex. Izolácia dobre odoláva vlhkosti, vysokým teplotám, ohňu, hnilobe, rozkladu. Má vynikajúcu tepelnú vodivosť, ľahko sa inštaluje a je odolný. Možno ho použiť na miestach s maximálnymi požiadavkami na schopnosť materiálu odolávať rôznym vplyvom.
• Penofol. Viacvrstvová izolácia prírodného pôvodu. Pozostáva z polyetylénu, pred výrobou napeneného. Môže mať rôznu pórovitosť a šírku. Často je povrch pokrytý fóliou, vďaka čomu sa dosiahne reflexný efekt. Líši sa jednoduchosťou, jednoduchosťou inštalácie, vysokou energetickou účinnosťou, odolnosťou proti vlhkosti, nízkou hmotnosťou.

Pri výbere materiálu na použitie v tesnej blízkosti osoby je potrebné venovať osobitnú pozornosť jeho environmentálnym a požiarnym vlastnostiam. V niektorých situáciách je tiež racionálne kúpiť drahšiu izoláciu, ktorá bude mať ďalšie vlastnosti ochrany proti vlhkosti alebo zvukovej izolácie, čo v konečnom dôsledku šetrí peniaze.

Tabuľkové porovnanie

Ukazovateľ tepelne vodivých vlastností je hlavným kritériom pri výbere izolačného materiálu. Zostáva len porovnať cenovú politiku rôznych dodávateľov a určiť požadované množstvo.

Zateplenie je jedným z hlavných spôsobov, ako získať budovu s potrebnou energetickou účinnosťou. Pred konečným výberom určite presné podmienky použitia a podľa tabuľky nižšie urobte správnu voľbu.

1. Tepelné straty doma

Výber tepelnej izolácie, možnosti povrchovej úpravy stien pre väčšinu zákazníkov - vývojárov je náročná úloha. Súčasne je potrebné vyriešiť príliš veľa konfliktných problémov. Táto stránka vám pomôže prísť na to všetko.
V súčasnosti má veľký význam šetrenie zdrojov energie. Podľa SNiP II-3-79* "Stavebné tepelné inžinierstvo" sa odpor prenosu tepla určuje na základe:

• hygienické, hygienické a pohodlné podmienky (prvá podmienka),
• podmienky pre úsporu energie (druhá podmienka).

Pre Moskvu a jej región je požadovaný tepelný odpor steny podľa prvej podmienky 1,1 °C m. sq / W a podľa druhej podmienky:

• pre trvalé bývanie 3,33 °C m. sq / W,
• pre dom sezónneho bývania 2,16 ° С m. sq / W.

1.1 Tabuľka hrúbok a tepelného odporu materiálov pre podmienky Moskvy a jej regiónu.

1.2 Tabuľka minimálnej zníženej odolnosti vonkajších konštrukcií voči prenosu tepla v domoch v Moskovskej oblasti.

Z týchto tabuliek vyplýva, že väčšina prímestských bytov v moskovskom regióne nespĺňa požiadavky na úsporu tepla, pričom v mnohých novostavbách nie je splnená ani prvá podmienka.

Preto výberom kotla alebo ohrievačov iba podľa schopnosti vykurovať určitú oblasť uvedenú v ich dokumentácii tvrdíte, že váš dom bol postavený s prísnym zohľadnením požiadaviek SNiP II-3-79 *.

Záver vyplýva z vyššie uvedeného materiálu. Pre správny výber výkonu kotla a vykurovacích zariadení je potrebné vypočítať skutočné tepelné straty priestorov vášho domu.

Nižšie si ukážeme jednoduchý spôsob výpočtu tepelných strát vášho domova.

Dom stráca teplo cez stenu, strechu, cez okná idú silné emisie tepla, teplo ide aj do zeme, vetraním môže dochádzať k výrazným tepelným stratám.

Tepelné straty závisia najmä od:

• teplotný rozdiel v dome a na ulici (čím väčší rozdiel, tým vyššie straty),
• tepelno-tieniace vlastnosti stien, okien, stropov, náterov (alebo, ako sa hovorí, uzatváracích konštrukcií).

Obvodové konštrukcie odolávajú úniku tepla, preto sa ich tepelno-tieniace vlastnosti hodnotia hodnotou nazývanou odpor pri prestupe tepla.
Odpor prestupu tepla ukazuje, koľko tepla prejde štvorcovým metrom plášťa budovy pri danom teplotnom rozdiele. Dá sa povedať, a naopak, aký teplotný rozdiel nastane, keď cez štvorcový meter plotov prejde určité množstvo tepla.

R = ∆T/q

kde q je množstvo tepla, ktoré stratí štvorcový meter uzatváracej plochy. Meria sa vo wattoch na meter štvorcový (W/m2); ΔT je rozdiel medzi teplotou na ulici a v miestnosti (°C) a R je odpor prestupu tepla (°C / W / m2 alebo °C m2 / W).
Pokiaľ ide o viacvrstvovú konštrukciu, odolnosť vrstiev sa jednoducho sčítava. Napríklad odpor steny z dreva obloženej tehlami je súčtom troch odporov: tehlová a drevená stena a vzduchová medzera medzi nimi:

R(súčet)= R(drevo) + R(vozík) + R(tehla).

1.3 Rozloženie teplôt a hraničné vrstvy vzduchu pri prestupe tepla stenou

Výpočet tepelných strát sa vykonáva za najnepriaznivejšie obdobie, ktorým je najmrazivejší a najveternejší týždeň v roku.

Stavebné návody zvyčajne uvádzajú tepelný odpor materiálov na základe tohto stavu a klimatickej oblasti (alebo vonkajšej teploty), kde sa váš dom nachádza.

1.3 Tabuľka- Odolnosť proti prestupu tepla rôznych materiálov pri ΔT = 50 °C (Tout = -30 °C, Tint = 20 °C.)

1.4 Tabuľka - Tepelné straty okien rôznych prevedení

pri ΔT = 50 °С (T vonkajšie = -30 °С, Т vnútorné = 20 °С.)

Ako je zrejmé z predchádzajúcej tabuľky, moderné okná s dvojitým zasklením dokážu znížiť tepelné straty oknami takmer o polovicu. Napríklad pri desiatich oknách s rozmermi 1,0 m x 1,6 m dosiahne úspora kilowatt, čo dáva 720 kilowatthodín mesačne.
Pre správny výber materiálov a hrúbok obvodových konštrukcií aplikujeme tieto informácie na konkrétnom príklade.
Pri výpočte tepelných strát na štvorcový. meter zahŕňal dve množstvá:

• teplotný rozdiel ΔT,
• odpor prestupu tepla R.

Vnútornú teplotu definujeme ako 20 °C a vonkajšiu teplotu berieme ako -30 °C. Potom sa teplotný rozdiel ΔT bude rovnať 50 ° С. Steny sú vyrobené z dreva s hrúbkou 20 cm, potom R = 0,806 ° C m. sq / W.
Tepelné straty budú 50 / 0,806 = 62 (W / m2).
Pre zjednodušenie výpočtov tepelných strát v referenčných knihách budov sú uvedené tepelné straty rôznych typov stien, stropov atď. pre niektoré hodnoty zimnej teploty vzduchu. Predovšetkým pre rohové miestnosti (kde vplýva vírenie vzduchu prúdiaceho domom) a nerohové miestnosti sú uvedené rôzne čísla a pre miestnosti na prvom a hornom poschodí sa berú do úvahy rôzne tepelné vzory.

1.5 Tabuľka - Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy

(na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu stien) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.

1.6 Tabuľka - Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy

(na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.

2. Zvážte príklad výpočtu

tepelné straty dvoch rôznych miestností rovnakej plochy pomocou tabuliek. Príklad 1

2.1 Rohová izba (prvé poschodie)

Charakteristika izby:

• prvé poschodie,
• plocha miestnosti - 16 m2. m (5 x 3,2),
• výška stropu - 2,75 m,
• vonkajšie steny - dve,
• materiál a hrúbka vonkajších stien - drevo s hrúbkou 18 cm, opláštené sadrokartónom a pokryté tapetami,
• okná - dve (výška 1,6 m, šírka 1,0 m) s dvojsklom,
• podlahy - drevené zateplené, suterén pod,
• vyššie poschodie podkrovia,
• návrhová vonkajšia teplota –30 °С,
• požadovaná teplota v miestnosti je +20 °С.

Vypočítajte plochu plôch na prenos tepla.

Plocha vonkajšej steny okrem okien:

S steny (5 + 3,2) x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 m2. m.

plocha okna:

S okná \u003d 2x1,0x1,6 \u003d 3,2 metrov štvorcových. m.

Podlahová plocha:

S podlaha \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.

Plocha stropu:

S strop \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.

Plocha vnútorných priečok nie je zahrnutá vo výpočte, pretože cez ne neuniká teplo - koniec koncov, teplota je na oboch stranách priečky rovnaká. To isté platí pre vnútorné dvere.
Teraz vypočítame tepelné straty každého z povrchov:

Q celkom = 3094 wattov.

Všimnite si, že cez steny uniká viac tepla ako cez okná, podlahy a stropy.
Výsledok výpočtu ukazuje tepelné straty miestnosti v najmrazivejších (T out. = -30 °C) dňoch v roku. Prirodzene, čím je vonku teplejšie, tým menej tepla odíde z miestnosti.

2.2 Izba pod strechou (podkrovie)

Charakteristika izby:

• Horné poschodie,
• plocha 16m2. m (3,8 x 4,2),
• výška stropu 2,4 m,
• vonkajšie steny; dva sklony strechy (bridlica, masívne latovanie, 10 cm minerálna vlna, obklad), štíty (10 cm hrubé drevo, opláštené obkladom) a bočné priečky (rámová stena s výplňou keramzitu 10 cm),
• okná - štyri (dve na každom štíte), výška 1,6 m a šírka 1,0 m s dvojitým zasklením,
• návrhová vonkajšia teplota –30°С,
• požadovaná izbová teplota +20°C.

2.3 Vypočítajte plochy plôch uvoľňujúcich teplo.

Plocha koncových vonkajších stien mínus okná:

S steny \u003d 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) \u003d 12 metrov štvorcových. m.

Plocha svahov strechy, ktorá ohraničuje miestnosť:

S lúče. steny \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 metrov štvorcových. m.

Plocha bočných priečok:

S strana vyhorenie \u003d 2x1,5x4,2 \u003d 12,6 metrov štvorcových. m.

plocha okna:

S okná \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 metrov štvorcových. m.

Plocha stropu:

S strop \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 metrov štvorcových. m.

2.4 Teraz vypočítame tepelné straty týchto povrchov, pričom sa berie do úvahy, že teplo neuniká podlahou (je tam teplá miestnosť). Tepelné straty pri stenách a stropoch uvažujeme ako pri rohových miestnostiach a pri stropných a bočných priečkach zavádzame koeficient 70 %, keďže nevykurované miestnosti sa nachádzajú za nimi.

Celková tepelná strata miestnosti bude:

Q celkom = 4504 wattov.

Ako vidíte, teplá miestnosť na prvom poschodí stráca (alebo spotrebuje) oveľa menej tepla ako podkrovná izba s tenkými stenami a veľkou presklenou plochou.
Aby bola takáto miestnosť vhodná na zimné bývanie, je potrebné najskôr zatepliť steny, bočné priečky a okná.
Akákoľvek obvodová konštrukcia môže byť reprezentovaná ako viacvrstvová stena, ktorej každá vrstva má svoj vlastný tepelný odpor a svoj vlastný odpor voči prechodu vzduchu. Sčítaním tepelného odporu všetkých vrstiev dostaneme tepelný odpor celej steny. Ak zhrnieme odpor všetkých vrstiev voči priechodu vzduchu, pochopíme, ako stena dýcha. Ideálna drevená stena by mala zodpovedať drevenej stene s hrúbkou 15 - 20 cm. Pomôže vám s tým nasledujúca tabuľka.

2.5 Tabuľka- Odolnosť voči prenosu tepla a priechodu vzduchu

rôzne materiály ΔT=40 °С (T vonkajšie =–20 °С, Т vnútorné =20 °С.)

1. Tepelné straty kontaktom základu so zamrznutou zemou zvyčajne predstavujú 15% tepelných strát cez steny prvého poschodia (berúc do úvahy zložitosť výpočtu).
2. Tepelné straty spojené s vetraním. Tieto straty sa vypočítavajú s prihliadnutím na stavebné predpisy (SNiP). Pre obytnú budovu je potrebná asi jedna výmena vzduchu za hodinu, to znamená, že počas tejto doby je potrebné dodať rovnaký objem čerstvého vzduchu. Straty spojené s vetraním sú teda o niečo menšie ako súčet tepelných strát pripadajúcich na plášť budovy. Ukazuje sa, že tepelné straty stenami a zasklením sú len 40% a tepelné straty vetraním sú 50%. V európskych normách pre vetranie a izoláciu stien je pomer tepelných strát 30 % a 60 %.
3. Ak stena "dýcha", ako stena z dreva alebo guľatiny s hrúbkou 15 - 20 cm, teplo sa vracia späť. To vám umožní znížiť tepelné straty o 30%, preto by sa hodnota tepelného odporu steny získaná počas výpočtu mala vynásobiť 1,3 (alebo by sa mali znížiť tepelné straty).

3. Závery:

Zhrnutím všetkých tepelných strát doma určíte, aký výkon potrebuje generátor tepla (kotol) a ohrievače na pohodlné vykurovanie domu v najchladnejších a najveternejších dňoch. Výpočty tohto druhu tiež ukážu, kde je „slabý článok“ a ako ho odstrániť pomocou dodatočnej izolácie.
Spotrebu tepla môžete vypočítať aj podľa agregovaných ukazovateľov. Takže v jedno- a dvojposchodových domoch, ktoré nie sú silne izolované pri vonkajšej teplote -25 ° C, je potrebných 213 W na meter štvorcový celkovej plochy a pri -30 ° C - 230 W. Pre dobre izolované domy je to: pri -25 ° C - 173 W na štvorcový meter. m celkovej plochy a pri -30 ° С - 177 W. Závery a odporúčania

1. Náklady na zateplenie v pomere k nákladom celého domu sú výrazne nízke, no počas prevádzky objektu sú hlavné náklady na vykurovanie. V žiadnom prípade nemôžete ušetriť na tepelnej izolácii, najmä pri komfortnom bývaní vo veľkých priestoroch. Ceny energií na celom svete neustále rastú.
2. Moderné stavebné materiály majú vyšší tepelný odpor ako tradičné materiály. To vám umožní urobiť steny tenšie, čo znamená lacnejšie a ľahšie. To všetko je dobré, ale tenké steny majú menšiu tepelnú kapacitu, to znamená, že horšie akumulujú teplo. Musíte neustále vykurovať - ​​steny sa rýchlo zohrejú a rýchlo vychladnú. V starých domoch s hrubými stenami je v horúcom letnom dni chládok, v stenách, ktoré sa v noci ochladili, sa „nahromadil chlad“.
3. Izoláciu treba posudzovať v spojení s priedušnosťou stien. Ak je zvýšenie tepelného odporu stien spojené s výrazným znížením priepustnosti vzduchu, potom by sa nemal používať. Ideálna stena z hľadiska priedušnosti je ekvivalentná stene z dreva s hrúbkou 15 ... 20 cm.
4. Nesprávne použitie parozábrany veľmi často vedie k zhoršeniu hygienických a hygienických vlastností bývania. Pri správne organizovanom vetraní a „dýchacích“ stenách je to zbytočné a pri zle priedušných stenách je to zbytočné. Jeho hlavným účelom je zabrániť infiltrácii steny a chrániť izoláciu pred vetrom.
5. Izolácia stien zvonku je oveľa efektívnejšia ako vnútorná izolácia.
6. Neizolujte steny donekonečna. Účinnosť tohto prístupu k úspore energie nie je vysoká.
7. Vetranie - to sú hlavné rezervy úspory energie.
8. Použitím moderných zasklievacích systémov (dvojité sklá, tepelné tieniace sklá, atď.), nízkoteplotných vykurovacích systémov, efektívnej tepelnej izolácie obvodových konštrukcií je možné až 3-násobne znížiť náklady na vykurovanie.