Κατά την κατασκευή ιδιωτικών και πολυκατοικιών, πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλοί παράγοντες και πρέπει να τηρούνται πολλοί κανόνες και πρότυπα. Επιπλέον, δημιουργείται σχέδιο κατοικίας πριν από την κατασκευή, πραγματοποιούνται υπολογισμοί για το φορτίο στις δομές στήριξης (θεμέλια, τοίχοι, δάπεδα), επικοινωνίες και αντοχή στη θερμότητα. Ο υπολογισμός της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας δεν είναι λιγότερο σημαντικός από τον υπόλοιπο. Δεν εξαρτάται μόνο από το πόσο ζεστό θα είναι το σπίτι, και ως εκ τούτου την εξοικονόμηση ενέργειας, αλλά και τη δύναμη και την αξιοπιστία της δομής. Μετά από όλα, τοίχοι και άλλα στοιχεία μπορούν να το παγώσουν. Οι κύκλοι κατάψυξης και απόψυξης καταστρέφουν το οικοδομικό υλικό και οδηγούν σε ερημώσεις και καταστροφές κτιρίων.
Θερμική αγωγιμότητα
Οποιοδήποτε υλικό μπορεί να παράγει θερμότητα. Αυτή η διαδικασία εκτελείται λόγω της κίνησης των σωματιδίων, τα οποία μεταδίδουν την αλλαγή θερμοκρασίας. Όσο πλησιέστερα είναι ο ένας στον άλλο, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Έτσι, τα πυκνότερα υλικά και οι ουσίες ψύχονται ή θερμαίνονται πολύ πιο γρήγορα. Είναι πυκνότητα που καθορίζει κυρίως την ένταση της μεταφοράς θερμότητας. Εκφράζεται αριθμητικά μέσω του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας. Υποδεικνύεται από το σύμβολο λ και μετράται σε W / (m * ° C). Όσο υψηλότερος είναι αυτός ο συντελεστής, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του υλικού. Το αντίστροφο της θερμικής αγωγιμότητας είναι η θερμική αντίσταση. Μετράται σε (m2 * ° C) / W και υποδεικνύεται με το γράμμα R.
Εφαρμογή των εννοιών στην κατασκευή
Προκειμένου να προσδιοριστούν οι θερμομονωτικές ιδιότητες ενός δομικού υλικού, χρησιμοποιήστε τον συντελεστή αντίστασης στη μεταφορά θερμότητας. Η αξία του για διάφορα υλικά δίνεται σε σχεδόν όλους τους καταλόγους κτιρίων.
Δεδομένου ότι τα περισσότερα σύγχρονα κτίρια έχουν μια πολυστρωματική δομή τοίχου, αποτελούμενη από διάφορα στρώματα διαφόρων υλικών (εξωτερικός σοβάς, μόνωση, τοίχος, εσωτερικός σοβάς), εισάγεται μια έννοια όπως η μειωμένη αντίσταση μεταφοράς θερμότητας. Υπολογίζεται με τον ίδιο τρόπο, αλλά στους υπολογισμούς λαμβάνουμε ένα ομοιογενές ανάλογο ενός πολυστρωματικού τοιχώματος που μεταδίδει την ίδια ποσότητα θερμότητας για ορισμένο χρόνο και στην ίδια διαφορά θερμοκρασίας σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους.
Η μειωμένη αντίσταση δεν υπολογίζεται για 1 τετρ. Μ, αλλά για ολόκληρη τη δομή ή για κάποιο τμήμα της. Συνοψίζει τη θερμική αγωγιμότητα όλων των υλικών τοιχώματος.
Θερμική αντίσταση δομών
Όλοι οι εξωτερικοί τοίχοι, οι πόρτες, τα παράθυρα, η οροφή είναι δομημένη. Και επειδή προστατεύουν το σπίτι από το κρύο με διαφορετικούς τρόπους (έχουν διαφορετικό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας), τότε η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας του κελύφους του κτιρίου υπολογίζεται ξεχωριστά γι 'αυτούς. Αυτές οι δομές περιλαμβάνουν εσωτερικούς τοίχους, χωρίσματα και οροφές, αν οι χώροι έχουν διαφορά θερμοκρασίας. Αυτό αφορά δωμάτια στα οποία η διαφορά θερμοκρασίας είναι σημαντική. Αυτά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα μη θερμανθέντα μέρη του σπιτιού:
- Γκαράζ (αν είναι ακριβώς δίπλα στο σπίτι).
- Διάδρομος
- Βεράντα.
- Κελάρι.
- Η σοφίτα.
- Υπόγειο.
Αν αυτά τα δωμάτια δεν θερμαίνονται, τότε πρέπει επίσης να είναι μονωμένος ο τοίχος μεταξύ τους και οι χώροι διαβίωσης, καθώς και οι εξωτερικοί τοίχοι.
Θερμική αντίσταση των παραθύρων
Στον αέρα, τα σωματίδια που συμμετέχουν στη μεταφορά θερμότητας βρίσκονται σε σημαντική απόσταση το ένα από το άλλο και ως εκ τούτου ο αέρας που απομονώνεται σε ένα σφραγισμένο χώρο είναι η καλύτερη μόνωση.Επομένως, όλα τα ξύλινα παράθυρα ήταν κατασκευασμένα με δύο σειρές πτερυγίων. Λόγω του κενού αέρα μεταξύ των πλαισίων, η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας των παραθύρων αυξάνεται. Η ίδια αρχή ισχύει και για τις πόρτες εισόδου σε ιδιωτική κατοικία. Για να δημιουργηθεί ένα τέτοιο διάκενο αέρα, δύο πόρτες τοποθετούνται σε κάποια απόσταση το ένα από το άλλο ή γίνεται γκαρνταρόμπα.
Αυτή η αρχή παρέμεινε στα σύγχρονα πλαστικά παράθυρα. Η μόνη διαφορά είναι ότι η υψηλή αντίσταση μεταφοράς θερμότητας των παράθυρων διπλού υαλοπίνακα δεν επιτυγχάνεται λόγω του κενού αέρα, αλλά λόγω των σφραγισμένων θαλάμων γυαλιού από τους οποίους ο αέρας αντλείται έξω. Σε αυτούς τους θαλάμους, ο αέρας εκκενώνεται και δεν υπάρχουν ουσιαστικά σωματίδια, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει τίποτα για τη μετάδοση της θερμοκρασίας. Επομένως, οι θερμομονωτικές ιδιότητες των σύγχρονων διπλών υαλοπινάκων είναι πολύ υψηλότερες από εκείνες των παλαιών ξύλινων παραθύρων. Η θερμική αντίσταση ενός τέτοιου διπλού υαλοπίνακα είναι 0.4 (m2 * ° C) / W.
Οι σύγχρονες πόρτες εισόδου για ιδιωτικές κατοικίες έχουν πολυστρωματική δομή με ένα ή περισσότερα στρώματα μόνωσης. Επιπλέον, η πρόσθετη θερμική αντίσταση εξασφαλίζεται με την τοποθέτηση ελαστικών ή σιλικόνης. Χάρη σε αυτό, η πόρτα καθίσταται σχεδόν στεγανή και δεν απαιτείται η εγκατάσταση ενός δεύτερου.
Υπολογισμός θερμικής αντίστασης
Ο υπολογισμός της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας σας επιτρέπει να υπολογίσετε την απώλεια θερμότητας σε W και να υπολογίσετε την απαραίτητη πρόσθετη μόνωση και απώλεια θερμότητας. Χάρη σε αυτό, μπορείτε να επιλέξετε σωστά την απαιτούμενη χωρητικότητα του εξοπλισμού θέρμανσης και να αποφύγετε περιττά έξοδα για πιο ισχυρό εξοπλισμό ή πηγές ενέργειας.
Για λόγους σαφήνειας, υπολογίζουμε τη θερμική αντίσταση του τοίχου ενός σπιτιού από κόκκινο κεραμικό τούβλο. Εξωτερικά, οι τοίχοι θα μονωθούν με εξωθημένο αφρό πολυστερίνης πάχους 10 cm. Το πάχος τοιχώματος θα είναι δύο τούβλα - 50 cm.
Η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας υπολογίζεται από τον τύπο R = d / λ, όπου d είναι το πάχος του υλικού και λ είναι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του υλικού. Από τον κατάλογο κατασκευής είναι γνωστό ότι για κεραμικά τούβλα λ = 0,56 W / (m * ° C) και για αφρό πολυστερίνης εξωθημένο λ = 0,036 W / (m * ° C). Έτσι, το R (τοιχοποιία) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W και R (αφρός πολυστερίνης εξωθημένου) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Για να διαπιστώσετε τη συνολική θερμική αντίσταση του τοίχου, πρέπει να προσθέσετε αυτές τις δύο τιμές: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Πίνακας θερμικής αντίστασης δομικών υλικών
Όλες οι απαραίτητες πληροφορίες για μεμονωμένους υπολογισμούς συγκεκριμένων κτιρίων παρέχονται από τον παρακάτω πίνακα αντίστασης μεταφοράς θερμότητας. Ο υπολογισμός του δείγματος παραπάνω, σε συνδυασμό με τα δεδομένα του πίνακα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της απώλειας θερμικής ενέργειας. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήστε τον τύπο Q = S * T / R, όπου S είναι η περιοχή του κελύφους του κτιρίου, και T είναι η διαφορά θερμοκρασίας στο δρόμο και στο δωμάτιο. Ο πίνακας δείχνει τα δεδομένα για πάχος 1 μέτρου τοίχου.
| Υλικό | R, (m2 * ° C) / W |
| Οπλισμένο σκυρόδεμα | 0,58 |
| Επέκταση μπλοκ αργίλου | 1,5-5,9 |
| Κεραμικό τούβλο | 1,8 |
| Τούβλο από πυριτικό άλας | 1,4 |
| Τούβλα αεριωμένου σκυροδέματος | 3,4-12,29 |
| Πεύκο | 5,6 |
| Ορυκτοβάμβακας | 14,3-20,8 |
| Διογκωμένη πολυστερίνη | 20-32,3 |
| Εξωθημένο στυροπώλιο | 27,8 |
| Αφρός πολυουρεθάνης | 24,4-50 |
Ζεστές κατασκευές, μέθοδοι, υλικά
Προκειμένου να αυξηθεί η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας ολόκληρης της δομής μιας ιδιωτικής κατοικίας, κατά κανόνα χρησιμοποιούνται δομικά υλικά με χαμηλό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας. Χάρη στην εισαγωγή νέες τεχνολογίες στην κατασκευή υπάρχουν όλο και περισσότερα τέτοια υλικά. Μεταξύ αυτών, τα πιο δημοφιλή μπορούν να διακριθούν:
- Ένα δέντρο.
- Πάνελ σάντουιτς.
- Κεραμικό μπλοκ.
- Επέκταση μπλοκ αργίλου.
- Φυσικό σκυρόδεμα.
- Φύλλο αφρού.
- Σκυρόδεμα πολυστερίνης, κλπ.
Το ξύλο είναι ένα πολύ ζεστό, φιλικό προς το περιβάλλον υλικό. Ως εκ τούτου, πολλοί στην κατασκευή ενός ιδιωτικού σπιτιού επιλέγουν αυτό. Μπορεί να είναι είτε κούτσουρο είτε στρογγυλεμένο κούτσουρο ή ορθογώνια δοκός. Το πεύκο, η ελάτη ή ο κέδρος χρησιμοποιούνται κυρίως ως υλικό.Παρ 'όλα αυτά, είναι μάλλον ιδιότροπο υλικό και απαιτεί πρόσθετα μέτρα προστασίας από ατμοσφαιρικές επιδράσεις και έντομα.
Τα πάνελ τύπου σάντουιτς είναι ένα αρκετά νέο προϊόν στην εγχώρια αγορά οικοδομικών υλικών. Παρ 'όλα αυτά, η δημοτικότητά του στον τομέα των ιδιωτικών κατασκευών έχει αυξηθεί πολύ πρόσφατα. Μετά από όλα, τα κύρια πλεονεκτήματα του είναι το σχετικά χαμηλό κόστος και η καλή αντίσταση μεταφοράς θερμότητας. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω της δομής του. Από το εξωτερικό υπάρχει σκληρό υλικό φύλλου (σανίδες OSB, κόντρα πλακέ, μεταλλικό προφίλ) και μέσα του υπάρχει αφρώδης μόνωση ή ορυκτό μαλλί.
Δομικά στοιχεία
Υψηλή αντοχή στη μεταφορά θερμότητας όλων των δομικών στοιχείων επιτυγχάνεται λόγω της παρουσίας στην κατασκευή τους θαλάμων αέρα ή αφρώδους δομής. Έτσι, για παράδειγμα, κάποιοι κεραμικοί και άλλοι τύποι μπλοκ έχουν ειδικά ανοίγματα τα οποία, όταν τοποθέτουν έναν τοίχο, τρέχουν παράλληλα με αυτό. Έτσι, δημιουργούνται κλειστοί θάλαμοι με αέρα, πράγμα που αποτελεί αρκετά αποτελεσματικό μέτρο απόφραξης της μεταφοράς θερμότητας.
Σε άλλα δομικά στοιχεία, η υψηλή αντίσταση μεταφοράς θερμότητας βρίσκεται στην πορώδη δομή. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με διάφορες μεθόδους. Σε τούβλα από αφρώδες σκυρόδεμα από αφρώδες σκυρόδεμα, σχηματίζεται μια πορώδης δομή λόγω χημικής αντίδρασης. Ένας άλλος τρόπος είναι να προσθέσετε ένα πορώδες υλικό στο μίγμα τσιμέντου. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή σκυροδέματος από σκυρόδεμα από πολυστυρένιο και πλάκες από σκυρόδεμα.
Οι αποχρώσεις της χρήσης μόνωσης
Εάν η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας τοίχου δεν επαρκεί για μια συγκεκριμένη περιοχή, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν θερμαντήρες ως πρόσθετο μέτρο. Η μόνωση τοίχου γίνεται κατά κανόνα από έξω, αλλά αν είναι απαραίτητο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στο εσωτερικό των φέροντων τοίχων.
Μέχρι σήμερα, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί θερμαντήρες, μεταξύ των οποίων οι πιο δημοφιλείς είναι:
- Ορυκτοβάμβακας.
- Αφρός πολυουρεθάνης.
- Στυροπρίονο.
- Εξώθηση αφρού πολυστερίνης.
- Αφρόλουτρο, κλπ.
Όλα αυτά έχουν πολύ χαμηλό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, επομένως, για τη μόνωση των περισσότερων τοίχων, συνήθως είναι αρκετό πάχος 5-10 mm. Αλλά ταυτόχρονα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ένας παράγοντας όπως η διαπερατότητα των ατμών της μόνωσης και του υλικού τοιχώματος. Σύμφωνα με τους κανόνες, αυτός ο δείκτης θα πρέπει να αυξηθεί προς τα έξω. Ως εκ τούτου, η μόνωση των τοίχων από αεριωμένο σκυρόδεμα ή αφρώδες σκυρόδεμα είναι δυνατή μόνο με τη βοήθεια ορυκτοβάμβακα. Άλλες συσκευές θέρμανσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τέτοιους τοίχους εάν γίνει ένα ειδικό άνοιγμα εξαερισμού μεταξύ του τοίχου και του θερμαντήρα.
Συμπέρασμα
Η θερμική αντοχή των υλικών αποτελεί σημαντικό παράγοντα που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά την κατασκευή. Αλλά, κατά κανόνα, το θερμότερο το υλικό τοίχου, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα και η δύναμη συμπίεσης. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός σπιτιού.
