Quando si costruiscono edifici privati e condominiali, è necessario tenere conto di numerosi fattori e osservare un gran numero di norme e standard. Inoltre, prima della costruzione viene creato un piano casa, vengono eseguiti calcoli sul carico sulle strutture di supporto (fondazione, pareti, pavimenti), comunicazioni e resistenza al calore. Il calcolo della resistenza al trasferimento di calore non è meno importante del resto. Non dipende solo da quanto sarà calda la casa e, di conseguenza, dal risparmio energetico, ma anche dalla forza e dall'affidabilità della struttura. Dopotutto, muri e altri elementi possono congelarlo. I cicli di congelamento e scongelamento distruggono il materiale da costruzione e portano al deterioramento e alla distruzione degli edifici.
Conducibilità termica
Qualsiasi materiale è in grado di condurre calore. Questo processo viene eseguito a causa del movimento delle particelle, che trasmettono il cambiamento di temperatura. Più si avvicinano, più veloce è il processo di trasferimento del calore. Pertanto, materiali e sostanze più densi si raffreddano o riscaldano molto più velocemente. È la densità che determina principalmente l'intensità del trasferimento di calore. Si esprime numericamente attraverso il coefficiente di conducibilità termica. È indicato dal simbolo λ ed è misurato in W / (m * ° C). Più alto è questo coefficiente, maggiore è la conduttività termica del materiale. L'inverso della conducibilità termica è la resistenza termica. È misurato in (m2 * ° C) / W ed è indicato dalla lettera R.
Applicazione di concetti nella costruzione
Per determinare le proprietà di isolamento termico di un materiale da costruzione, utilizzare il coefficiente di resistenza al trasferimento di calore. Il suo valore per vari materiali è dato in quasi tutte le directory degli edifici.
Poiché la maggior parte degli edifici moderni ha una struttura a parete multistrato, composta da diversi strati di vari materiali (intonaco esterno, isolamento, parete, intonaco interno), viene introdotto un concetto come una ridotta resistenza al trasferimento di calore. Viene calcolato allo stesso modo, ma nei calcoli prendiamo un analogo omogeneo di una parete multistrato, che trasmette la stessa quantità di calore per un certo tempo e alla stessa differenza di temperatura all'interno e all'esterno.
La resistenza ridotta non viene calcolata per 1 mq, ma per l'intera struttura o parte di essa. Riassume la conduttività termica di tutti i materiali per pareti.
Resistenza termica delle strutture
Tutte le pareti esterne, porte, finestre, tetto sono strutture di chiusura. E poiché proteggono la casa dal freddo in diversi modi (hanno un diverso coefficiente di conduttività termica), la resistenza al trasferimento di calore dell'involucro dell'edificio viene calcolata individualmente per loro. Queste strutture includono pareti interne, pareti divisorie e soffitti, se le stanze hanno una differenza di temperatura. Questo si riferisce alle stanze in cui la differenza di temperatura è significativa. Questi includono le seguenti parti non riscaldate della casa:
- Garage (se è direttamente adiacente alla casa).
- Corridoio.
- Veranda.
- Dispensa.
- L'attico.
- Cantina.
Se questi locali non sono riscaldati, è necessario isolare anche il muro tra loro e gli alloggi, nonché le pareti esterne.
Resistenza termica delle finestre
Nell'aria, le particelle che partecipano al trasferimento di calore si trovano a una distanza considerevole l'una dall'altra, e quindi l'aria isolata in uno spazio sigillato è il miglior isolamento.Pertanto, tutte le finestre in legno erano realizzate con due file di ali. A causa del traferro tra i telai, aumenta la resistenza al trasferimento di calore delle finestre. Lo stesso principio si applica alle porte d'ingresso in una casa privata. Per creare una tale intercapedine d'aria, due porte sono poste ad una certa distanza l'una dall'altra o viene creato uno spogliatoio.
Questo principio è rimasto nelle moderne finestre di plastica. L'unica differenza è che l'elevata resistenza al trasferimento di calore delle finestre a doppi vetri si ottiene non a causa del traferro, ma a causa delle camere di vetro sigillate da cui viene espulsa l'aria. In tali camere, l'aria viene scaricata e praticamente non ci sono particelle, il che significa che non c'è nulla per trasmettere la temperatura. Pertanto, le proprietà di isolamento termico delle moderne finestre a doppi vetri sono molto più elevate di quelle delle vecchie finestre in legno. La resistenza termica di una tale finestra a doppi vetri è 0,4 (m2 * ° C) / W.
Le moderne porte d'ingresso per case private hanno una struttura multistrato con uno o più strati di isolamento. Inoltre, l'installazione di guarnizioni in gomma o silicone fornisce ulteriore resistenza al calore. Grazie a ciò, la porta diventa quasi a tenuta stagna e non è necessaria l'installazione di una seconda.
Calcolo della resistenza termica
Il calcolo della resistenza del trasferimento di calore consente di stimare la perdita di calore in W e calcolare l'isolamento e la perdita di calore aggiuntivi necessari. Grazie a ciò, è possibile selezionare correttamente la capacità necessaria delle apparecchiature di riscaldamento ed evitare spese non necessarie per apparecchiature o fonti di energia più potenti.
Per chiarezza, calcoliamo la resistenza termica del muro di una casa in mattoni di ceramica rossa. All'esterno, le pareti saranno isolate con schiuma di polistirene estruso di 10 cm di spessore, con due mattoni di 50 cm di spessore.
La resistenza al trasferimento di calore è calcolata dalla formula R = d / λ, dove d è lo spessore del materiale e λ è il coefficiente di conducibilità termica del materiale. Dalla directory di costruzione è noto che per mattoni in ceramica λ = 0,56 W / (m * ° C) e per schiuma di polistirene estruso λ = 0,036 W / (m * ° C). Pertanto, R (muratura) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W e R (schiuma di polistirene estruso) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Per scoprire la resistenza al calore totale del muro, è necessario aggiungere questi due valori: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Tabella di resistenza termica dei materiali da costruzione
Tutte le informazioni necessarie per i singoli calcoli di edifici specifici sono fornite dalla tabella di resistenza al trasferimento di calore di seguito. Il calcolo del campione sopra, insieme ai dati nella tabella, può anche essere usato per stimare la perdita di energia termica. Per fare ciò, usa la formula Q = S * T / R, dove S è l'area dell'involucro dell'edificio e T è la differenza di temperatura sulla strada e nella stanza. La tabella mostra i dati per una parete di 1 metro di spessore.
| materiale | R, (m2 * ° C) / O |
| Cemento armato | 0,58 |
| Blocchi di argilla espansa | 1,5-5,9 |
| Mattone di ceramica | 1,8 |
| Mattone ai silicati | 1,4 |
| Blocchi di calcestruzzo aerato | 3,4-12,29 |
| Albero di pino | 5,6 |
| Lana minerale | 14,3-20,8 |
| Polistirene espanso | 20-32,3 |
| Polistirolo estruso | 27,8 |
| Schiuma poliuretanica | 24,4-50 |
Costruzioni calde, metodi, materiali
Per aumentare la resistenza al trasferimento di calore dell'intera struttura di una casa privata, di norma vengono utilizzati materiali da costruzione con un basso coefficiente di conduttività termica. Grazie all'introduzione nuove tecnologie nell'edilizia ci sono sempre più tali materiali. Tra questi, il più popolare può essere distinto:
- Un albero
- Pannelli sandwich.
- Blocco di ceramica.
- Blocco di argilla espansa.
- Blocco di calcestruzzo aerato.
- Blocco di schiuma.
- Blocco di cemento in polistirene, ecc.
Il legno è un materiale molto caldo ed ecologico. Pertanto, molti nella costruzione di una casa privata optano per questo. Può essere una casa di tronchi o un tronco arrotondato o una trave rettangolare. Pino, abete rosso o cedro sono utilizzati principalmente come materiale.Tuttavia, è un materiale piuttosto capriccioso e richiede ulteriori misure di protezione contro le influenze atmosferiche e gli insetti.
I pannelli sandwich sono un prodotto abbastanza nuovo nel mercato nazionale dei materiali da costruzione. Tuttavia, la sua popolarità nell'edilizia privata è cresciuta molto ultimamente. Dopotutto, i suoi principali vantaggi sono il costo relativamente basso e la buona resistenza al trasferimento di calore. Ciò è ottenuto grazie alla sua struttura. All'esterno c'è materiale in lamiera dura (pannelli OSB, compensato, profilo metallico), e all'interno c'è un isolamento schiumato o lana minerale.
Blocchi
L'elevata resistenza al trasferimento di calore di tutti i blocchi è ottenuta grazie alla presenza nella loro struttura di camere d'aria o di una struttura espansa. Quindi, ad esempio, alcuni tipi di blocchi in ceramica e altri hanno aperture speciali che, quando si posa un muro, corrono parallele ad esso. Pertanto, vengono create camere chiuse con aria, che è una misura abbastanza efficace dell'ostruzione del trasferimento di calore.
In altri elementi costitutivi, l'elevata resistenza al trasferimento di calore risiede nella struttura porosa. Ciò può essere ottenuto con vari metodi. Nei blocchi di calcestruzzo cellulare aerato in schiuma, si forma una struttura porosa a causa di una reazione chimica. Un altro modo è quello di aggiungere un materiale poroso alla miscela di cemento. Viene utilizzato nella produzione di calcestruzzo polistirenico e blocchi di calcestruzzo espanso argilloso.
Le sfumature dell'utilizzo dell'isolamento
Se la resistenza del trasferimento di calore a parete non è sufficiente per una determinata regione, i riscaldatori possono essere utilizzati come misura aggiuntiva. L'isolamento delle pareti, di norma, viene eseguito dall'esterno, ma se necessario, può essere utilizzato anche all'interno delle pareti portanti.
Ad oggi, ci sono molti riscaldatori diversi, tra cui i più popolari sono:
- Lana minerale.
- Schiuma poliuretanica.
- Styrofoam.
- Schiuma di polistirene estruso.
- Schiuma di vetro, ecc.
Tutti hanno un coefficiente di conducibilità termica molto basso, quindi, per l'isolamento della maggior parte delle pareti, di solito è sufficiente uno spessore di 5-10 mm. Allo stesso tempo, dovrebbe essere preso in considerazione un fattore come la permeabilità al vapore dell'isolante e del materiale delle pareti. Secondo le regole, questo indicatore dovrebbe aumentare verso l'esterno. Pertanto, l'isolamento delle pareti da calcestruzzo aerato o calcestruzzo espanso è possibile solo con l'aiuto di lana minerale. Altri riscaldatori possono essere utilizzati per tali pareti se viene creato uno speciale spazio di ventilazione tra la parete e il riscaldatore.
conclusione
La resistenza termica dei materiali è un fattore importante che dovrebbe essere preso in considerazione durante la costruzione. Ma, di norma, più caldo è il materiale della parete, minore è la densità e la resistenza a compressione. Questo dovrebbe essere considerato quando si pianifica una casa.
