Расчет толщины для наружных стен жилого дома
Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.
Сопротивление теплопередаче – это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента – тем «теплее» материал.
Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:
R=δ/λ (м 2 ·°С/Вт), где:
δ – толщина материала, м;
λ — удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).
Полученную величину Rобщ сравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.
Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.
Таблица 1. Уровни теплозащиты рекомендуемых ограждающих конструкций наружных стен
Сопротивление теплопередаче (м 2 ·°С/Вт) / область применения (°С·сут)
Двухслойные с наружной теплоизоляцией
Трехслойные с изоляцией в середине
С невентили- руемой атмосферной прослойкой
С вентилируемой атмосферной прослойкой
Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)
Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой
Примечание. В числителе (перед чертой) – ориентировочные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены, в знаменателе (за чертой) — предельные значения градусо-суток отопительного периода, при которых может быть применена данная конструкция стены.
Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором – можно оставить «как есть», в третьем – обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.
Для чего нужны расчеты?
Выполнение точных расчётов позволит вам максимально точно определить, какой толщины стены должны быть в вашем доме. Сейчас очень популярен расчет толщины стен онлайн, с помощью специальных автоматизированных калькуляторов.
Но нужно помнить, что такой расчет будет примерным. Кроме того, обычно калькуляторы выдают общую толщину стены. В то время как любая стенка всегда состоит из нескольких слоев. И очень важно понимать, как рассчитывается толщина каждого слоя в отдельности.
Преимущества пеноблока
Строительный продукт нового поколения пенобетон обладает рядом высоких физико-технических параметров и уникальными свойствами, которые фактически делают его беспрекословным лидером на рынке стройматериалов.
Среди неоспоримых преимуществ пеноблока можно выделить:
- Привлекательный внешний вид и возможность сооружения стен из пеноблоков оптимальной толщины и изделий разнообразной конфигурации и размеров, что благоприятно сказывается на архитектурной выразительности здания;
- Надежность и высокая прочность на сжатие;
- Экологическая чистота, уступающая лишь натуральному дереву;
- Высокая аккумуляция тепла и лучшая теплопроводность материалов стены, позволяющие снизить расходы на отопление на 30%;
- Обеспечение здорового и благоприятного микроклимата за счет эффективного регулирования уровня влажности;
- Высокая способность к поглощению шумов и звуковых волн различного происхождения;
- Экономный расход клея, штукатурки и прочих стройматериалов;
- Благодаря легкому весу, материал не создает большой нагрузки на фундамент, например, пеноблокс габаритами 200×300×600 весит всего 17 килограмм;
- Высокий уровень пожаробезопасности подтверждается многочисленными исследованиями;
- Удобная транспортировка;
- Широкая сфера применения: пеноблок используется для возведения стен оптимальной толщины, заливки полов, крыши, утепления труб, создания фундамента;
- Уникальная пористая структура наделяет инновационный стеновой материал высокими теплоизоляционными свойствами.
Расчет утеплительного материала для пола и кровли
Как показывает практика, для данных поверхностей следует использовать специальный утеплитель. От расчета толщины утеплителя кровли зависит нагрузка, которая будет идти на крышу. При неправильном подсчете очень просто утяжелить конструкцию.
- Показатель теплоизоляции для крыши и чердачных перекрытий составляет 10-30 см.
- Подвальные помещения используют показатель от 6-15 см.
Прежде чем монтировать утепление для кровли, в обязательном порядке после возведения чердачного помещения следует использовать гидроизоляцию.
Благодаря ей все несущие стены и потолок будут защищены от проникновения грибка и плесени.
Сопротивлением теплопередаче стен
Для нахождения этого параметра используем СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» который можно скачать на нашем сайте (ссылка).
В пункте 5 «Тепловая защита зданий» представлены несколько формул, которые помогут нам рассчитать толщину утеплителя и стен. Для того чтобы это сделать существует параметр, называемый сопротивлением теплопередаче и обозначаемый буквой R. Он зависит от необходимой температуры внутри помещения и климатических условий данного города или района.
В общем случает он рассчитывается по формуле R ТР = a х ГСОП + b.
Согласно таблице 3, значения коэффициентов a и b для стен жилых зданий равняется 0,00035 и 1,4 соответственно.
Осталось только найти величину ГСОП. Расшифровывается она как градусо-сутки отопительного периода. С этим значением придется немного повозится.
Формула для расчета ГСОП = (tВ—tОТ) х zОТ.
В данной формуле tВ — это температура, которая должна быть внутри помещения. По нормам она равняется 20-22 0 С.
Значение параметров tОТи zОТ означают среднюю температуру наружного воздуха и количество суток отопительного периода в году. Узнать их можно в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». (ссылка).
Если посмотрите на данный СНиП, то увидите большую таблицу в самом начале, где для каждого города или района приведены климатические параметры.
Нас будет интересовать колонка, в которой написано «Продолжительность и средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 0 С».
Пример расчета параметра R ТР
Для того, чтобы все стало более понятным, давайте рассчитаем сопротивлением теплопередаче стен (R ТР ) для дома построенного в г. Казань.
Для этого у нас есть две формулы:
R ТР = a х ГСОП + b,
Сначала рассчитаем ГСОП. Для этого ищем г. Казань в правой колонке СНиП 23-01-99.
Находим по таблице, что средняя температура tОТ = — 5,2 0 С, а продолжительность zОТ = 215сут/год.
Теперь нужно определится, какая температура воздуха внутри помещения для вас комфортна. Как было написано выше оптимальным считается tВ = 20-22 0 С. Если вы любите более прохладную или более теплую температуру, то при расчете ГСОП для значение tВ может быть другим.
Итак, подсчитаем ГСОП для температуры tВ = 18 0 С и tВ = 22 0 С.
ГСОП18 = (18 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 4988.
ГСОП22 = (22 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 5848
Теперь найдем сопротивление теплопередаче. Как мы уже знаем коэффициенты a и b для стен жилых зданий, согласно таблице 3 из СП 50.13330.2012 равняются 0,00035 и 1,4.
R ТР (18 0 С) = 0,00035 х 4988 + 1,4 = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, для 18 0 С внутри помещения.
R ТР (22 0 С) = 0,00035 х 5848 + 1,4 = 3,45 м 2 * 0 С/Вт, для 22 0 С.
Таким сопротивление, должна обладать стена вместе с утеплителем, для того чтобы в доме были минимальные теплопотери.
Итак, необходимые начальные данные мы получили. Теперь перейдём ко второму этапу, к определению толщины утеплителя.
Показатели теплопередачи для различных материалов
Величины проводимости тепла материалами и их плотность указаны в таблице:
Материал | Величина теплопроводности | Плотность |
---|---|---|
Бетонные | 1,28—1,51 | 2300—2400 |
Древесина дуба | 0,23—0,1 | 700 |
Хвойная древесина | 0,10—0,18 | 500 |
Железобетонные плиты | 1,69 | 2500 |
Кирпич с пустотами керамический | 0,41—0,35 | 1200—1600 |
Теплопроводность строительных материалов зависит от их плотности и влажности. Одни и те же материалы, изготовленные разными производителями, могут отличаться по свойствам, поэтому коэффициент нужно смотреть в инструкции к ним.
Умощенные варианты
кладка в 2 кирпича
Кладка в два кирпича обычно осуществляется в той местности, где по климатическим условиям случаются частые морозы. При этом использование утеплителей в них совсем не планируется сметой.
Каким образом можно осуществить кладку, например, в 2,5 элемента? Здесь следует действовать по таким принципам:
- Внутренний слой выкладывается из двойных кирпичей. Или можно взять два одинарных.
- На внешний идет облицовочный вид. Он как раз и составит требуемую половину.
В случае использования как аналога одинарного типа затраты могут существенно возрасти. Такой показатель способен подняться на целых 35%.