Prilikom gradnje privatnih i višestambenih zgrada potrebno je uzeti u obzir mnoge čimbenike te se mora pridržavati velikog broja normi i standarda. Osim toga, izrađuje se plan kuća prije izgradnje, izračuni se provode na opterećenju potpornih konstrukcija (temelj, zidovi, podovi), komunikacijama i otpornosti na toplinu. Izračun otpora prijenosa topline nije manje važan od ostatka. Ne ovisi samo o tome koliko će biti topla kuća i, kao rezultat, ušteda energije, već i snaga i pouzdanost građevine. Uostalom, zidovi i drugi elementi mogu ga zamrznuti. Cikli zamrzavanja i otapanja uništavaju građevinski materijal i dovode do propadanja i propadanja zgrada.
Toplinska vodljivost
Bilo koji materijal je u stanju provesti toplinu. Taj se proces provodi zbog kretanja čestica, koje prenose promjenu temperature. Što su bliži jedan drugom, brži je proces prijenosa topline. Tako se gušće tvari i tvari hlade ili zagrijavaju mnogo brže. Gustoća prvenstveno određuje intenzitet prijenosa topline. Izražava se numerički putem koeficijenta toplinske vodljivosti. Označeno je simbolom λ, a mjeri se u W / (m * ° C). Što je taj koeficijent veći, to je veća toplinska vodljivost materijala. Inverzija toplinske vodljivosti je toplinski otpor. Mjeri se u (m2 * ° C) / W, a označeno je slovom R.
Primjena koncepata u graditeljstvu
Da biste odredili svojstva toplinske izolacije građevinskog materijala, koristite koeficijent otpornosti na prijenos topline. Njegova vrijednost za razne materijale dana je u gotovo svim građevinskim imenicima.
Budući da većina modernih zgrada ima višeslojnu zidnu strukturu, koja se sastoji od nekoliko slojeva različitih materijala (vanjska žbuka, izolacija, zid, unutarnja žbuka), uvodi se koncept poput smanjenog otpora topline. Izračunava se na isti način, ali u proračunima uzimamo homogeni analog višeslojnog zida, koji kroz isto vrijeme prenosi istu količinu topline i jednaku temperaturnu razliku unutar i vani.
Smanjeni otpor izračunava se ne za 1 kvadratni kvadrat, već za cijelu strukturu ili neki njezin dio. On sažima toplinsku vodljivost svih zidnih materijala.
Toplinski otpor konstrukcija
Svi vanjski zidovi, vrata, prozori, krov su ogradne konstrukcije. A budući da na različite načine štite kuću od hladnoće (imaju različit koeficijent toplinske vodljivosti), tada se otpor prijenosa topline ovojnice zgrade pojedinačno izračunava za njih. Ove strukture uključuju unutarnje zidove, pregrade i stropove, ako prostorije imaju temperaturnu razliku. To se odnosi na prostorije u kojima je temperaturna razlika značajna. Uključuju sljedeće nezagrijane dijelove kuće:
- Garaža (ako je neposredno uz kuću).
- Hodnik.
- Veranda.
- Ostava.
- Potkrovlje.
- Podrum.
Ako se ove prostorije ne zagrijavaju, tada mora biti izoliran i zid između njih i dnevnog boravka, kao i vanjski zidovi.
Toplinski otpor prozora
U zraku se čestice koje sudjeluju u prijenosu topline nalaze na znatnoj udaljenosti jedna od druge, pa je stoga izoliran zrak u zatvorenom prostoru najbolja izolacija.Stoga su se svi drveni prozori izrađivali s dva reda krila. Zbog zračnog jaza između okvira, otpor prozora topline prozora povećava se. Isti princip vrijedi i za ulazna vrata u privatnoj kući. Da bi se stvorio takav zračni jaz, dva su vrata postavljena na određenoj udaljenosti jedna od druge ili je napravljena garderoba.
Ovaj je princip ostao u modernim plastičnim prozorima. Jedina razlika je u tome što se visoki otpor toplotnog prijenosa dvostruko ostakljenih prozora postiže ne zbog zračnog jaza, već zbog zatvorenih staklenih komora iz kojih se izvlači zrak. U takvim komorama se odvodi zrak i praktički nema čestica, što znači da nema što prenijeti temperaturu. Stoga su svojstva toplinske izolacije modernih prozora s dvostrukim ostakljenjem mnogo veća od onih starih drvenih prozora. Toplinski otpor takvog stakla je 0,4 (m2 * ° C) / W.
Moderna ulazna vrata za privatne kuće imaju višeslojnu strukturu s jednim ili više slojeva izolacije. Osim toga, dodatna otpornost na toplinu osigurava se ugradnjom gumenih ili silikonskih brtvi. Zahvaljujući tome vrata postaju gotovo nepropusna, a ugradnja drugog nije potrebna.
Proračun toplinskog otpora
Proračun otpora topline omogućuje vam procijeniti gubitak topline u W i izračunati potrebnu dodatnu izolaciju i gubitak topline. Zahvaljujući tome, možete pravilno odabrati potreban kapacitet opreme za grijanje i izbjeći nepotrebne troškove za snažniju opremu ili izvore energije.
Radi jasnoće izračunavamo toplinski otpor zida kuće izrađene od crvene keramičke opeke. Izvana, zidovi će biti izolirani ekstrudiranom polistirenskom pjenom debljine 10 cm, a debljina stijenke bit će dvije cigle - 50 cm.
Otpor prijenosa topline izračunava se formulom R = d / λ, gdje je d debljina materijala, a λ koeficijent toplinske vodljivosti materijala. Iz građevinskog kataloga poznato je da je za keramičke opeke λ = 0,56 W / (m * ° C), a za ekstrudiranu polistirensku pjenu λ = 0,036 W / (m * ° C). Dakle, R (zidanje) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W i R (ekstrudirana polistirenska pjena) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Da biste saznali ukupni toplinski otpor zida, trebate dodati ove dvije vrijednosti: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Tablica toplinske otpornosti građevinskih materijala
Sve potrebne informacije za pojedinačne proračune određenih zgrada daju se u donjoj tablici otpora topline. Gore navedeni uzorak, zajedno s podacima u tablici, također se može koristiti za procjenu gubitka toplinske energije. Da biste to učinili, koristite formulu Q = S * T / R, gdje je S područje ovojnice zgrade, a T je razlika temperature na ulici i u prostoriji. Tablica prikazuje podatke za zid debljine 1 metar.
| materijal | R, (m)2 * ° C) / W |
| Armirani beton | 0,58 |
| Blokovi od proširenih glina | 1,5-5,9 |
| Keramička opeka | 1,8 |
| Silikatna cigla | 1,4 |
| Blokovi gaziranih betona | 3,4-12,29 |
| Drvo bora | 5,6 |
| Mineralna vuna | 14,3-20,8 |
| Ekspandirani polistiren | 20-32,3 |
| Ekstrudirani stiropor | 27,8 |
| Poliuretanska pjena | 24,4-50 |
Tople konstrukcije, metode, materijali
Da bi se povećao otpor topline na cijeloj strukturi privatne kuće, u pravilu se koriste građevinski materijali s niskim koeficijentom toplinske vodljivosti. Zahvaljujući na uvodu nove tehnologije u građevinarstvu sve je više takvih materijala. Među njima se mogu izdvojiti najpopularnije:
- Stablo.
- Sendvič ploče.
- Keramički blok.
- Blok od proširenog gline.
- Blok gaziranog betona.
- Blok pjene.
- Polistirenski betonski blok itd.
Drvo je vrlo topao, ekološki prihvatljiv materijal. Stoga se mnogi u izgradnji privatne kuće odluče za to. To može biti kuća od brvnara, zaobljeni trupac ili pravokutna greda. Kao materijal uglavnom se koriste bor, smreka ili cedar.Ipak je prilično kapriciozan materijal i zahtijeva dodatne mjere zaštite od atmosferskih utjecaja i insekata.
Sendvič ploče prilično su nov proizvod na domaćem tržištu građevinskih materijala. Unatoč tome, njegova popularnost u privatnoj gradnji u posljednje vrijeme prilično raste. Na kraju krajeva, njegove su glavne prednosti relativno niska cijena i dobra otpornost na prijenos topline. To se postiže zahvaljujući svojoj strukturi. S vanjske strane nalazi se tvrdi lim (OSB ploče, šperploča, metalni profil), a iznutra je pjenasta izolacija ili mineralna vuna.
Građevni blokovi
Visoka otpornost na prijenos topline svih građevnih blokova postiže se prisutnošću zračnih komora u njihovoj strukturi ili pjenastom strukturom. Tako, na primjer, neki keramički i drugi tipovi blokova imaju posebne otvore koji se prilikom polaganja zida izvode paralelno s njim. Tako se stvaraju zatvorene komore sa zrakom, što je prilično učinkovita mjera opstrukcije prijenosa topline.
U ostalim građevnim blokovima, visoka otpornost na prijenos topline nalazi se u poroznoj strukturi. To se može postići raznim metodama. U pjenasto-betonskim blokovima gaziranog betona nastaje porozna struktura uslijed kemijske reakcije. Drugi način je dodavanje poroznog materijala u cementnu smjesu. Koristi se u proizvodnji polistirenskih betona i blokova od ekspandirane gline.
Nijanse korištenja izolacije
Ako otpor zidne topline nije dovoljan za dano područje, tada se grijači mogu koristiti kao dodatna mjera. Zidna izolacija u pravilu se izvodi izvana, ali ako je potrebno, može se koristiti i s unutarnje strane nosivih zidova.
Do danas postoji mnogo različitih grijača, među kojima su najpopularniji:
- Mineralna vuna.
- Poliuretanska pjena.
- Stiropor.
- Ekstrudirana polistirenska pjena.
- Pjenasto staklo itd.
Svi oni imaju vrlo nizak koeficijent toplinske vodljivosti, stoga su za izolaciju većine zidova obično dovoljne debljine 5-10 mm. Ali istodobno treba uzeti u obzir takav čimbenik kao što je paropropusnost izolacijskog i zidnog materijala. Prema pravilima, ovaj bi se pokazatelj trebao povećati prema van. Stoga je izolacija zidova od gaziranog betona ili pjenastog betona moguća samo uz pomoć mineralne vune. Za takve se zidove mogu koristiti i drugi grijači ako je između zida i grijača napravljen poseban otvor za ventilaciju.
zaključak
Toplinska otpornost materijala važan je faktor koji treba uzeti u obzir tijekom izgradnje. Ali, u pravilu, topliji je zidni materijal, manja je gustoća i čvrstoća na pritisak. To treba uzeti u obzir pri planiranju kuće.
