Вибір теплоізоляції, варіантів утеплення стін, перекриттів і інших огрождающіх конструкцій для більшості замовників-забудовників завдання складне. Занадто багато суперечливих проблем потрібно вирішити одночасно. Дана сторінка допоможе Вам у всьому цьому розібратися.
- який приписував (нормативні вимоги пред'являються до окремих елементів теплозахисту будівлі: зовнішніх стін, підлог над не опалювальним просторами, покриттям і горищним перекриттям, вікнам, вхідних дверей і т.п.)
- споживчому (опір теплопередачі огорожі може бути знижено стосовно приписував рівню за умови, що проектний питома витрата теплової енергії на опалення будівлі нижче нормативного).
Санітарно-гігієнічні вимоги повинні виконуватися завжди.
До них відносяться
- вимога, що б перепад між температурами внутрішнього повітря і на поверхні огрождающіх конструкцій не перевищували допустимих значень. Максимальних значень перепаду для зовнішньої стіни 4 ° С, для покриття і горищного перекриття 3 ° С і для перекриття над підвалами та підпідлоговими 2 ° С.
- вимога, що б температура на внутрішній поверхні огородження була вище температури точки роси.
Для Москви та її області необхідну теплотехнічне опір стіни по споживчому підходу становить 1,97 ° С · м. кв. / Вт, а по який приписував підходу:
- для будинку постійного проживання 3,13 ° С · м. кв. / Вт,
- для адміністративних та інших громадських будівель в т.ч. будівель сезонного проживання 2,55 ° С · м. кв. / Вт.
Таблиця товщини і термічних опір матеріалів для умов Москви і її області.
Найменування матеріалу стіни
Товщина стіни і відповідне їй термічний опір
Необхідна товщина по споживчому підходу
(R = 1,97 ° С · м. Кв. / Вт)
і по який приписував підходу
(R = 3,13 ° С · м. Кв. / Вт)
Повнотіла суцільний глиняну цеглу (щільність 1600 кг / м. Куб)
510 мм (кладка в дві цеглини), R = 0,73 ° С · м. кв. / Вт
З цих таблиць видно, що більшість заміського житла в Підмосков'ї не задовольняють вимогам теплозбереження, при цьому навіть споживчий підхід несоблюдается в багатьох знову споруджуваних будинках.
З вищевикладеного матеріалу випливає висновок. Для правильного вибору потужності котла і обігрівальних приладів, необхідно розрахувати реальні тепловтрати приміщень Вашого будинку.
Нижче ми покажемо нескладну методику розрахунку тепловтрат Вашого будинку.
Будинок втрачає тепло через стіну, дах, сильні викиди тепла йдуть через вікна, в землю теж йде тепло, істотні втрати тепла можуть припадати на вентиляцію.
Теплові втрати в основному залежать від:
- різниці температур в будинку і на вулиці (чому різниця більше, тим втрати вище),
- теплозахисних властивостей стін, вікон, перекриттів, покриттів (або, як кажуть огороджувальних конструкцій).
Огороджувальні конструкції чинять опір витоку тепла, тому їх теплозахисні властивості оцінюють величиною, званої опором теплопередачі.
Опір теплопередачі показує, яка кількість тепла піде через квадратний метр огороджувальної конструкції при заданому перепаді температур. Можна сказати і навпаки, який перепад температур виникне при проходженні певної кількості тепла через квадратний метр огорож.
де q - це кількість тепла, яке втрачає квадратний метр огороджувальної поверхні. Його вимірюють у ватах на квадратний метр (Вт / м. Кв.); δT - це різниця між температурою на вулиці і в кімнаті (° С) і, R - це опір теплопередачі (° С / Вт / м. кв. або ° С · м. кв. / Вт).
Коли мова йде про багатошарової конструкції, то опір шарів просто складаються. Наприклад, опір стіни з дерева, обкладеного цеглою, є сумою трьох опорів: цегляної та дерев'яної стінки і повітряного прошарку між ними:
R (сум.) = R (дерев.) + R (віз.) + R (цегл.).
Розподіл температури і прикордонні шари повітря при передачі тепла через стіну
Розрахунок на тепловтрати проводять для самого несприятливого періоду, яким є сама морозна і вітряна тиждень в році.
У будівельних довідниках, як правило, вказують теплове опір матеріалів виходячи з цієї умови і кліматичного району (або зовнішньої температури), де знаходиться Ваш будинок.
Таблиця - Опір теплопередачі різних матеріалів при δT = 50 ° С (Тнар. = -30 ° С, Твнутр. = 20 ° С.)
Матеріал і товщина стіни
Опір теплопередачі Rm,
Цегляна стіна
товщиною в 3 цегли (79 см)
товщиною в 2,5 цегли (67 см)
товщиною в 2 цегли (54 см)
товщиною в 1 цеглу (25 см)
Примітка
• Парні цифри в умовному позначенні склопакета означають повітряний
зазор в мм;
• Символ Ar означає, що зазор заповнений повітрям, а аргоном;
• Літера До означає, що зовнішнє скло має спеціальне прозоре
теплозащитное покриття.
Як видно з попередньої таблиці, сучасні склопакети дозволяють зменшити тепловтрати вікна майже в два рази. Наприклад, для десяти вікон розміром 1,0 м х 1,6 м економія сягне кіловата, що в місяць дає 720 кіловат-годин.
Для правильного вибору матеріалів і товщини огороджувальних конструкцій застосуємо ці відомості до конкретного прикладу.
У розрахунку теплових втрат на один кв. метр беруть участь дві величини:
- перепад температур δT,
- опору теплопередачі R.
Температуру в приміщенні визначимо в 20 ° С, а зовнішню температуру приймемо рівної -30 ° С. Тоді перепад температур δT буде рівним 50 ° С. Стіни виконані з бруса товщиною 20 см, тоді R = 0,806 ° С · м. кв. / Вт.
Теплові втрати складуть 50 / 0,806 = 62 (Вт / м. Кв.).
Для спрощення розрахунків тепловтрат в будівельних довідниках приводять тепловтрати різного виду стін, перекриттів і т.д. для деяких значень зимової температури повітря. Зокрема, даються різні цифри для кутових приміщень (там впливає завихрення повітря, набрякає будинок) і некутових, а також враховується різна теплова картина для приміщень першого і верхнього поверху.
Таблиця - Питомі тепловтрати елементів огорожі будівлі (на 1 кв.м. по внутрішньому контуру стін) в залежності від середньої температури найхолоднішою тижні в році.
Кутова кімната (перший поверх)
- поверх перший,
- площа кімнати - 16 кв.м. (5х3,2),
- висота стелі - 2,75 м,
- зовнішніх стін - дві,
- матеріал і товщина зовнішніх стін - брус товщиною 18 см, обшитий гіпсокартоном і обклеєний шпалерами,
- вікна - два (висота 1,6 м, ширина 1,0 м) з подвійним склінням,
- підлоги - дерев'яні утеплені, знизу підвал,
- вище горищне перекриття,
- розрахункова зовнішня температура -30 ° С,
- необхідна температура в кімнаті +20 ° С.
Розрахуємо площі тепловіддаючим поверхонь.
Площа зовнішніх стін за вирахуванням вікон:
Sстен (5 + 3,2) х2,7-2х1,0х1,6 = 18,94 кв. м.
Sокон = 2х1,0х1,6 = 3,2 кв. м.
Sпол = 5х3,2 = 16 кв. м.
Sпотолка = 5х3,2 = 16 кв. м.
Площа внутрішніх перегородок в розрахунку не бере участь, так як через них тепло не йде - адже по обидва боки перегородки температура однакова. Теж відноситься і до внутрішніх дверей.
Тепер обчислимо тепловтрати кожної з поверхонь:
Qстен = 18,94х89 = тисячу шістсот вісімдесят шість Вт,
Qокон = 3,2х135 = 432 Вт,
Qпол = 16х26 = 416 Вт,
Qпотолка = 16х35 = 560 Вт.
Сумарні тепловтрати кімнати складуть:
Qсуммарние = 3094 Вт.
Зауважимо, що через стіни йде тепла більше ніж через вікна, підлоги і стеля.
Результат розрахунку показує тепловтрати кімнати в самі морозні (Т нар. = -30 ° С) дні року. Природно, чим тепліше на вулиці, тим менше піде з кімнати тепла.
Кімната під дахом (мансарда)
- поверх верхній,
- площа 16 кв.м. (3,8х4,2),
- висота стелі 2,4 м,
- зовнішні стіни; два ската даху (шифер, суцільна обрешетка, 10 см мінеральної вати, вагонка), фронтони (брус товщиною 10 см, обшитий вагонкою) і бічні перегородки (каркасна стіна з керамзитовим заповненням 10 см),
- вікна - чотири (по два на кожному фронтоні), висотою 1,6 м і шириною 1,0 м з подвійним склінням,
- розрахункова зовнішня температура -30 ° С,
- необхідна температура в кімнаті + 20 ° С.
Розрахуємо площі тепловіддаючим поверхонь.
Площа торцевих зовнішніх стін за вирахуванням вікон:
Sторц.стен = 2х (2,4х3,8-0,9х0,6-2х1,6х0,8) = 12 кв. м.
Площа скатів даху, що обмежують кімнату:
Sскатов.стен = 2х1,0х4,2 = 8,4 кв. м.
Площа бічних перегородок:
Для об'єктивної картини тепловтрат всього будинку необхідно врахувати
- Втрати тепла через контакт фундаменту з мерзлим грунтом зазвичай приймають 15% від втрат тепла через стіни першого поверху (з урахуванням складності розрахунку).
- Втрати тепла, пов'язані з вентиляцією. Ці втрати розраховуються з урахуванням будівельних норм (СНиП). Для житлового будинку потрібно близько одного повітрообміну в годину, тобто за цей час необхідно подати той же об'єм свіжого повітря. Таким чином, втрати пов'язані з вентиляцією, становлять трохи менше сумі тепловтрат припадають на огороджувальні конструкції. Виходить, що втрати тепла через стіни і скління становить тільки 40%, а втрати тепла на вентиляцію 50%. У європейських нормах вентиляції і утеплення стін, співвідношення теплових втрат становлять 30% і 60%.
- Якщо стіна «дихає», як стіна з бруса або колоди товщиною 15 - 20 см, то відбувається повернення тепла. Це дозволяє знизити теплові втрати на 30%, тому отриману при розрахунку величину теплового опору стіни слід помножити на 1,3 (або відповідно зменшити тепловтрати).
Підсумувавши всі тепловтрати будинку, Ви визначите, якої потужності генератор тепла (котел) і опалювальні прилади необхідні для комфортного обігріву будинку в найхолодніші і вітряні дні. Також, розрахунки подібного роду покажуть, де «слабка ланка» і як його виключити з допомогою додаткової ізоляції.
Розрахувати витрата тепла можна і за укрупненими показниками. Так, в одно- і двоповерхових не сильно утеплених будинках при зовнішній температурі -25 ° С потрібно 213 Вт на один квадратний метр загальної площі, а при -30 ° С - 230 Вт. Для добре утеплених будинків - це: при -25 ° С - 173 Вт на кв.м. загальної площі, а при -30 ° С - 177 Вт.
висновки та рекомендації
- Вартість теплоізоляції щодо вартості всього будинку істотно мала, однак при експлуатації будівлі основні витрати припадають саме на опалення. На теплоізоляції ні в якому разі не можна економити, особливо при комфортному проживанні на великих площах. Ціни на енергоносії в усьому світі постійно підвищуються.
- Сучасні будівельні матеріали мають більш високим термічним опором, ніж матеріали традиційні. Це дозволяє робити стіни тонше, а значить, дешевше і легше. Все це добре, але у тонких стін менше теплоємність, тобто вони гірше запасають тепло. Топити доводиться постійно - стіни швидко нагріваються і швидко остигають. У старих будинках з товстими стінами спекотного літнього дня прохолодно, остиглі за ніч стіни «накопичили холод».
- Утеплення необхідно розглядати спільно з повітропроникністю стін. Якщо збільшення теплового опору стін пов'язано зі значним зменшенням повітропроникності, то не слід його застосовувати. Ідеальна стіна по повітропроникності еквівалентна стіні з бруса товщиною 15 ... 20 см.
- Дуже часто, неправильне застосування пароізоляції призводить до погіршення санітарно-гігієнічних властивостей житла. При правильно організованій вентиляції та «дихаючих» стінах вона зайва, а при погано повітропроникних стінах це непотрібно. Основне її призначення це запобігання інфільтрації стін і захист утеплення від вітру.
- Утеплення стін зовні значно ефективніший внутрішнього утеплення.
- Не слід нескінченно утеплювати стіни. Ефективність такого підходу до енергозбереження - не висока.
- Вентиляція - ось основні резерви енергозбереження.
- Застосувавши сучасні системи скління (склопакети, теплозащитное скло і т.п.), низькотемпературні обігрівальні системи, ефективну теплоізоляцію огороджувальних конструкцій, можна скоротити витрати на опалення в 3 рази.
Варіанти додаткового утеплення конструкцій будівель на базі будівельної теплоізоляції типу «ISOVER», при наявності в приміщеннях систем повітрообміну і вентиляції.