Widerstand gegen Wärmeübertragung von Gebäudehüllen. Berechnung, Wärmedurchgangswiderstandstabelle

Beim Bau von Privat- und Mehrfamilienhäusern sind viele Faktoren zu berücksichtigen und eine Vielzahl von Normen und Standards zu beachten. Zusätzlich wird vor dem Bau ein Hausplan erstellt, die Belastung der tragenden Konstruktionen (Fundamente, Wände, Fußböden), die Kommunikations- und Wärmebeständigkeit werden berechnet. Die Berechnung des Wärmeübergangswiderstands ist nicht weniger wichtig als der Rest. Es kommt nicht nur darauf an, wie warm das Haus ist und infolgedessen Energie gespart wird, sondern auch auf die Stärke und Zuverlässigkeit der Struktur. Schließlich können Wände und andere Elemente es einfrieren. Einfrier- und Auftauzyklen zerstören das Baumaterial und führen zum Verfall und Verfall von Gebäuden.

Wärmeleitfähigkeit

Jedes Material kann Wärme leiten. Dieser Vorgang wird aufgrund der Bewegung von Partikeln durchgeführt, die die Temperaturänderung übertragen. Je näher sie beieinander liegen, desto schneller ist der Wärmeübertragungsprozess. So kühlen oder erhitzen sich dichtere Materialien und Substanzen viel schneller. Die Dichte bestimmt in erster Linie die Intensität der Wärmeübertragung. Sie wird numerisch durch den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten ausgedrückt. Es ist durch das Symbol λ gekennzeichnet und wird in W / (m * ° C) gemessen. Je höher dieser Koeffizient ist, desto höher ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Die Umkehrung der Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmewiderstand. Sie wird in (m2 * ° C) / W gemessen und ist mit dem Buchstaben R gekennzeichnet.

Anwendung von Konzepten im Bauwesen

Verwenden Sie zur Bestimmung der Wärmedämmeigenschaften eines Baustoffs den Widerstandsbeiwert gegen Wärmeübertragung. Sein Wert für verschiedene Materialien ist in fast allen Bauordnern angegeben.

Da die meisten modernen Gebäude eine mehrschichtige Wandstruktur aufweisen, die aus mehreren Schichten verschiedener Materialien besteht (Außenputz, Dämmung, Wand, Innenputz), wird ein Konzept wie der verringerte Wärmeübergangswiderstand eingeführt. Es wird auf die gleiche Weise berechnet, aber in den Berechnungen nehmen wir ein homogenes Analogon einer mehrschichtigen Wand, die für eine bestimmte Zeit und bei gleichem Temperaturunterschied drinnen und draußen die gleiche Wärmemenge überträgt.

Der reduzierte Widerstand wird nicht für 1 M² berechnet, sondern für die gesamte Struktur oder einen Teil davon. Es fasst die Wärmeleitfähigkeit aller Wandmaterialien zusammen.

Wärmewiderstand von Strukturen

Alle Außenwände, Türen, Fenster, Dach sind umschließende Struktur. Und da sie das Haus auf unterschiedliche Weise vor Kälte schützen (sie haben einen unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten), wird der Wärmeübergangswiderstand der Gebäudehülle individuell für sie berechnet. Diese Strukturen umfassen Innenwände, Trennwände und Decken, wenn die Räume einen Temperaturunterschied aufweisen. Dies bezieht sich auf Räume, in denen der Temperaturunterschied signifikant ist. Dazu gehören die folgenden ungeheizten Teile des Hauses:

• Garage (wenn direkt neben dem Haus).
• Flur
• Veranda.
• Speisekammer.
• Der Dachboden.
• Keller.

Wenn diese Räume nicht beheizt werden, muss neben den Außenwänden auch die Wand zwischen ihnen und den Wohnräumen gedämmt werden.

Wärmewiderstand von Fenstern

In der Luft befinden sich die an der Wärmeübertragung beteiligten Partikel in einem beträchtlichen Abstand voneinander. Daher ist in einem abgedichteten Raum isolierte Luft die beste Isolierung.Daher wurden alle Holzfenster mit zwei Flügelreihen ausgeführt. Durch den Luftspalt zwischen den Rahmen erhöht sich der Wärmeübergangswiderstand der Fenster. Das gleiche Prinzip gilt für Eingangstüren in einem Privathaus. Um einen solchen Luftspalt zu erzeugen, werden zwei Türen in einem bestimmten Abstand voneinander platziert oder eine Umkleidekabine hergestellt.

Dieses Prinzip ist bei modernen Kunststofffenstern erhalten geblieben. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der hohe Wärmeübergangswiderstand der doppelt verglasten Fenster nicht auf den Luftspalt zurückzuführen ist, sondern auf die abgedichteten Glaskammern, aus denen die Luft abgepumpt wird. In solchen Kammern wird Luft abgegeben und es gibt praktisch keine Partikel, was bedeutet, dass es nichts gibt, was die Temperatur überträgt. Daher sind die Wärmedämmeigenschaften moderner Doppelverglasungsfenster wesentlich höher als die von alten Holzfenstern. Der Wärmewiderstand eines solchen doppelt verglasten Fensters beträgt 0,4 (m2 * ° C) / W.

Moderne Eingangstüren für Privathaushalte sind mehrschichtig mit einer oder mehreren Dämmschichten aufgebaut. Zusätzliche Wärmebeständigkeit wird durch den Einbau von Gummi- oder Silikondichtungen erreicht. Dadurch wird die Tür nahezu dicht und der Einbau einer zweiten Tür ist nicht erforderlich.

Wärmewiderstandsberechnung

Die Berechnung des Wärmeübergangswiderstands ermöglicht es Ihnen, den Wärmeverlust in W abzuschätzen und die erforderliche zusätzliche Isolierung und den Wärmeverlust zu berechnen. Dadurch können Sie die erforderliche Kapazität der Heizgeräte richtig auswählen und unnötige Kosten für leistungsstärkere Geräte oder Energiequellen vermeiden.

Der Klarheit halber berechnen wir den Wärmewiderstand der Wand eines Hauses aus rotem Keramikziegel. Draußen werden die Wände mit 10 cm dickem extrudiertem Polystyrolschaum gedämmt, die Wandstärke beträgt zwei Ziegel - 50 cm.

Der Wärmeübergangswiderstand wird nach der Formel R = d / λ berechnet, wobei d die Dicke des Materials und λ der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Materials ist. Aus dem Konstruktionsverzeichnis ist bekannt, dass für Keramikziegel λ = 0,56 W / (m * ° C) und für extrudierten Polystyrolschaum λ = 0,036 W / (m * ° C) gilt. Somit ist R (Mauerwerk) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m²* ° C) / W und R (extrudierter Polystyrolschaum) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m²* ° C) / W Um den Gesamtwärmewiderstand der Wand zu ermitteln, müssen Sie diese beiden Werte addieren: R = 3,59 (m²* ° C) / W

Tabelle der Wärmebeständigkeit von Baustoffen

Alle notwendigen Informationen für die individuelle Berechnung bestimmter Gebäude enthält die nachstehende Tabelle zum Wärmedurchgangswiderstand. Die obige Beispielberechnung in Verbindung mit den Daten in der Tabelle kann auch verwendet werden, um den Verlust an Wärmeenergie abzuschätzen. Verwenden Sie dazu die Formel Q = S * T / R, wobei S die Fläche der Gebäudehülle und T die Temperaturdifferenz auf der Straße und im Raum ist. Die Tabelle zeigt die Daten für eine 1 Meter dicke Wand.

Warme Konstruktionen, Methoden, Materialien

Um den Wärmeübergangswiderstand der gesamten Struktur eines Privathauses zu erhöhen, werden in der Regel Baustoffe mit einem niedrigen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verwendet. Dank der Einführung neue Technologien im Bauwesen es gibt immer mehr solche materialien. Unter ihnen können die beliebtesten unterschieden werden:

• Ein baum
• Sandwichplatten.
• Keramikblock.
• Blähtonblock.
• Porenbetonstein.
• Schaumblock.
• Styroporbetonstein usw.

Holz ist ein sehr warmes und umweltfreundliches Material. Deshalb entscheiden sich viele beim Bau eines Privathauses dafür. Es kann entweder ein Blockhaus oder ein gerundeter Block oder ein rechteckiger Balken sein. Als Material werden hauptsächlich Kiefer, Fichte oder Zeder verwendet.Trotzdem ist es eher launisches Material und erfordert zusätzliche Schutzmaßnahmen gegen Witterungseinflüsse und Insekten.

Sandwichpaneele sind ein relativ neues Produkt auf dem heimischen Baustoffmarkt. Dennoch ist seine Popularität im privaten Bauwesen in letzter Zeit stark gestiegen. Schließlich sind seine Hauptvorteile die relativ geringen Kosten und der gute Wärmeübergangswiderstand. Dies wird aufgrund seiner Struktur erreicht. Auf der Außenseite befinden sich Hartplatten (OSB-Platten, Sperrholz, Metallprofile) und auf der Innenseite Schaumisolierung oder Mineralwolle.

Bausteine

Ein hoher Widerstand gegen Wärmeübertragung aller Bausteine ​​wird aufgrund des Vorhandenseins von Luftkammern oder einer geschäumten Struktur in ihrer Struktur erreicht. So haben beispielsweise einige Keramik- und andere Arten von Blöcken spezielle Öffnungen, die beim Verlegen einer Wand parallel dazu verlaufen. Somit werden geschlossene Kammern mit Luft erzeugt, was ein ziemlich wirksames Maß für die Behinderung der Wärmeübertragung ist.

Bei anderen Bausteinen liegt der hohe Wärmeübergangswiderstand in der porösen Struktur. Dies kann durch verschiedene Verfahren erreicht werden. In Schaumbeton-Porenbetonsteinen bildet sich aufgrund einer chemischen Reaktion eine poröse Struktur. Eine andere Möglichkeit besteht darin, der Zementmischung ein poröses Material zuzusetzen. Es wird zur Herstellung von Styropor- und Blähton-Betonblöcken verwendet.

Die Nuancen der Verwendung von Isolierung

Wenn der Wandwärmeübergangswiderstand für einen bestimmten Bereich nicht ausreicht, können Heizungen als zusätzliche Maßnahme verwendet werden. Die Wanddämmung erfolgt in der Regel von außen, kann aber bei Bedarf auch von innen an den tragenden Wänden angebracht werden.

Bis heute gibt es viele verschiedene Heizungen, unter denen die beliebtesten sind:

• Mineralwolle.
• Polyurethanschaum.
• Styropor.
• Extrudierter Polystyrolschaum.
• Schaumglas usw.

Alle von ihnen haben einen sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, daher ist für die Isolierung der meisten Wände eine Dicke von 5-10 mm normalerweise ausreichend. Gleichzeitig sollte aber auch die Dampfdurchlässigkeit des Dämm- und Wandmaterials berücksichtigt werden. Nach den Regeln sollte dieser Indikator nach außen zunehmen. Daher ist die Dämmung von Wänden aus Porenbeton oder Schaumbeton nur mit Hilfe von Mineralwolle möglich. Für solche Wände können andere Heizungen verwendet werden, wenn ein spezieller Lüftungsspalt zwischen der Wand und der Heizung besteht.

Fazit

Die Wärmebeständigkeit von Materialien ist ein wichtiger Faktor, der beim Bau berücksichtigt werden sollte. In der Regel ist jedoch die Dichte und Druckfestigkeit umso geringer, je wärmer das Wandmaterial ist. Dies sollte bei der Planung eines Hauses berücksichtigt werden.