При изграждането на частни и многостайни сгради трябва да се вземат предвид много фактори и да се спазват голям брой норми и стандарти. В допълнение, преди изграждането се създава план на къщата, извършват се изчисления на натоварването на носещите конструкции (фундамент, стени, подове), комуникации и топлоустойчивост. Изчисляването на устойчивостта на топлопреминаване е не по-малко важно от останалите. Това зависи не само от това колко топла ще бъде къщата и, като резултат, икономия на енергия, но и здравината и надеждността на конструкцията. В края на краищата стените и други елементи могат да го замразят. Циклите на замръзване и размразяване унищожават строителния материал и водят до разрушаване и разрушаване на сградите.
Топлопроводимост
Всеки материал е в състояние да провежда топлина. Този процес се осъществява поради движението на частици, които предават температурната промяна. Колкото по-близо са те един до друг, толкова по-бърз е процесът на пренос на топлина. Така по-плътните материали и вещества се охлаждат или нагряват много по-бързо. Именно плътността определя преди всичко интензивността на топлопредаването. Тя се изразява числено чрез коефициента на топлопроводимост. Той се обозначава със символа λ и се измерва в W / (m * ° C). Колкото по-висок е този коефициент, толкова по-висока е топлопроводимостта на материала. Обратното на топлопроводимостта е топлинно съпротивление. Тя се измерва в (m2 * ° C) / W и се обозначава с буквата R.
Приложение на концепции в строителството
За да определите топлоизолационните свойства на строителен материал, използвайте коефициента на устойчивост на топлопреминаване. Стойността му за различни материали е дадена в почти всички строителни директории.
Тъй като повечето съвременни сгради имат многослойна структура на стените, състояща се от няколко слоя от различни материали (външна мазилка, изолация, стена, вътрешна мазилка), се въвежда концепция като намалена устойчивост на топлопреминаване. Изчислява се по същия начин, но при изчисленията вземаме хомогенен аналог на многопластова стена, който предава същото количество топлина за определено време и при една и съща разлика в температурата на закрито и на открито.
Намаленото съпротивление се изчислява не за 1 кв.м, а за цялата структура или някаква част от нея. Той обобщава топлопроводимостта на всички материали за стени.
Топлоустойчивост на конструкциите
Всички външни стени, врати, прозорци, покрив са с ограждаща конструкция. И тъй като те защитават къщата от студа по различни начини (имат различен коефициент на топлопроводимост), тогава устойчивостта на топлопреминаване на сградната обвивка се изчислява индивидуално за тях. Тези структури включват вътрешни стени, прегради и тавани, ако помещенията имат температурна разлика. Това се отнася за помещения, в които температурната разлика е значителна. Те включват следните неотоплявани части от къщата:
- Гараж (ако е в непосредствена близост до къщата).
- Коридор.
- Веранда.
- Килерче.
- Таванското помещение.
- Изба.
Ако тези помещения не се отопляват, тогава стената между тях и жилищните помещения също трябва да бъде изолирана, както и външните стени.
Топлоустойчивост на прозорците
Във въздуха частиците, които участват в преноса на топлина, са разположени на значително разстояние една от друга и следователно въздухът, изолиран в запечатано пространство, е най-добрата изолация.Следователно, всички дървени прозорци са били направени с два реда крила. Поради въздушната междина между рамките, устойчивостта на топлопреминаване на прозорците се увеличава. Същият принцип важи за входните врати в частна къща. За да се създаде такава въздушна междина, две врати се поставят на определено разстояние една от друга или се прави съблекалня.
Този принцип е останал в съвременните пластмасови прозорци. Единствената разлика е, че високата устойчивост на топлопреминаване на прозорците с двоен стъклопакет се постига не поради въздушната междина, а благодарение на запечатаните стъклени камери, от които се изпомпва въздухът. В такива камери се изпуска въздух и на практика няма частици, което означава, че няма какво да предава температура. Следователно, топлоизолационните свойства на съвременните прозорци с двоен стъклопакет са много по-високи от тези на старите дървени прозорци. Топлинното съпротивление на такъв прозорец с двоен стъклопакет е 0,4 (m2 * ° C) / W.
Съвременните входни врати за частни домове имат многослойна структура с един или повече слоя изолация. В допълнение, допълнителна топлинна устойчивост се осигурява от инсталирането на гумени или силиконови уплътнения. Благодарение на това вратата става почти херметична и инсталирането на втора не се изисква.
Изчисляване на термично съпротивление
Изчисляването на устойчивостта на топлопреминаване ви позволява да оцените топлинните загуби в W и да изчислите необходимата допълнителна изолация и топлинни загуби. Благодарение на това можете правилно да изберете необходимия капацитет на отоплителното оборудване и да избегнете ненужни разходи за по-мощно оборудване или енергийни източници.
За по-голяма яснота изчисляваме термичното съпротивление на стената на къща, изработена от червена керамична тухла. Отвън стените ще бъдат изолирани с екструдирана пенополистирол с дебелина 10 см. Дебелината на стената ще бъде две тухли - 50 см.
Съпротивлението на топлопреминаване се изчислява по формулата R = d / λ, където d е дебелината на материала, а λ е коефициентът на топлопроводимост на материала. От строителната директория е известно, че за керамични тухли λ = 0,56 W / (m * ° C), а за екструдирана пенополистирол λ = 0,036 W / (m * ° C). По този начин, R (зидария) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W и R (екструдирана пенополистирол) = 0.1 / 0.036 = 2.8 (m2* ° C) / W. За да разберете общата топлоустойчивост на стената, трябва да добавите тези две стойности: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Таблица с термична устойчивост на строителни материали
Цялата необходима информация за индивидуални изчисления на конкретни сгради е предоставена от таблицата за устойчивост на топлопреминаване по-долу. Изчислението на извадката по-горе, във връзка с данните от таблицата, също може да се използва за оценка на загубата на топлинна енергия. За целта използвайте формулата Q = S * T / R, където S е площта на обвивката на сградата, а T е температурната разлика на улицата и в помещението. Таблицата показва данните за стена с дебелина 1 метър.
| материал | R, (m2 * ° C) / W |
| Стоманобетон | 0,58 |
| Разширени глинени блокове | 1,5-5,9 |
| Керамична тухла | 1,8 |
| Силикатна тухла | 1,4 |
| Газобетонни блокове | 3,4-12,29 |
| Борово дърво | 5,6 |
| Минерална вата | 14,3-20,8 |
| Експандиран полистирол | 20-32,3 |
| Екструдиран стиропор | 27,8 |
| Полиуретанова пяна | 24,4-50 |
Топли конструкции, методи, материали
За да се увеличи устойчивостта на топлопреминаване на цялата структура на частна къща, като правило се използват строителни материали с нисък коефициент на топлопроводимост. Благодарение на въвеждането нови технологии в строителството има все повече такива материали. Сред тях могат да се разграничат най-популярните:
- Дърво.
- Сандвич панели.
- Керамичен блок.
- Разширен глинен блок.
- Газобетонен блок.
- Пеноблок.
- Полистиролов бетонен блок и др.
Дървесината е много топъл, екологично чист материал. Затова мнозина при изграждането на частна къща избират именно за нея. Тя може да бъде или дървена къща, или заоблен дънер или правоъгълна греда. В качеството на материал се използват бор, смърч или кедър.Независимо от това, той е доста капризен материал и изисква допълнителни мерки за защита от атмосферни влияния и насекоми.
Сандвич панелите са сравнително нов продукт на вътрешния пазар на строителни материали. Независимо от това популярността му в частното строителство нарасна доста напоследък. В крайна сметка, основните му предимства са сравнително ниската цена и добрата устойчивост на топлопреминаване. Това се постига благодарение на неговата структура. Отвън има твърд листов материал (OSB дъски, шперплат, метален профил), а отвътре има пяна изолация или минерална вата.
Строителни блокове
Високата устойчивост на топлопреминаване на всички строителни блокове се постига поради наличието в тяхната структура на въздушни камери или на пяна. Така например, някои керамични и други видове блокове имат специални отвори, които при полагане на стена вървят успоредно на нея. Така се създават затворени камери с въздух, което е доста ефективна мярка за препятствие на преноса на топлина.
В други строителни блокове високата устойчивост на топлопреминаване се крие в порестата структура. Това може да се постигне с различни методи. В пенобетонните газобетонни блокове се образува пореста структура поради химическа реакция. Друг начин е да добавите порест материал към циментовата смес. Използва се при производството на полистиролбетон и блокове от бетон.
Нюансите на използването на изолация
Ако устойчивостта на топлопреминаване на стената не е достатъчна за даден регион, тогава нагревателите могат да се използват като допълнителна мярка. Изолацията на стените по правило се извършва отвън, но ако е необходимо, може да се използва и от вътрешната страна на носещите стени.
Към днешна дата има много различни нагреватели, сред които най-популярните са:
- Минерална вата.
- Полиуретанова пяна.
- Стиропор.
- Екструдирана пенополистирол.
- Пяна стъкло и т.н.
Всички те имат много нисък коефициент на топлопроводимост, поради което за изолацията на повечето стени обикновено е достатъчна дебелина 5-10 мм. Но в същото време трябва да се вземе предвид такъв фактор като паропропускливостта на изолационния и стенен материал. Според правилата този показател трябва да се увеличи навън. Следователно изолацията на стените от газобетон или пенобетон е възможна само с помощта на минерална вата. Други нагреватели могат да се използват за такива стени, ако между стената и нагревателя е направена специална вентилационна междина.
заключение
Топлинната устойчивост на материалите е важен фактор, който трябва да се вземе предвид при строителството. Но, като правило, колкото по-топъл е стенен материал, толкова по-ниска е плътността и якостта на натиск. Това трябва да се има предвид при планирането на къща.
