Bij de bouw van particuliere en appartementengebouwen moet met veel factoren rekening worden gehouden en moet een groot aantal normen en normen worden nageleefd. Bovendien wordt vóór de bouw een huisplan gemaakt, berekeningen worden uitgevoerd op de belasting op de ondersteunende structuren (fundering, muren, vloeren), communicatie en hittebestendigheid. Berekening van de weerstand tegen warmteoverdracht is niet minder belangrijk dan de rest. Het hangt niet alleen af van hoe warm het huis zal zijn, en als gevolg daarvan, energiebesparing, maar ook van de sterkte en betrouwbaarheid van de structuur. Muren en andere elementen kunnen het immers bevriezen. Bevriezings- en ontdooicycli vernietigen bouwmateriaal en leiden tot bouwval en afbraak van gebouwen.
Thermische geleidbaarheid
Elk materiaal kan warmte geleiden. Dit proces wordt uitgevoerd vanwege de beweging van deeltjes, die de temperatuurverandering doorgeven. Hoe dichter ze bij elkaar staan, hoe sneller het warmteoverdrachtsproces. Daardoor koelen of verwarmen dichtere materialen en stoffen veel sneller. Het is de dichtheid die primair de intensiteit van warmteoverdracht bepaalt. Het wordt numeriek uitgedrukt door de warmtegeleidingscoëfficiënt. Het wordt aangegeven door het symbool λ en wordt gemeten in W / (m * ° C). Hoe hoger deze coëfficiënt, hoe hoger de warmtegeleiding van het materiaal. Het omgekeerde van de thermische geleidbaarheid is thermische weerstand. Het wordt gemeten in (m2 * ° C) / W en wordt aangegeven met de letter R.
Toepassing van concepten in de bouw
Gebruik de weerstandscoëfficiënt voor warmteoverdracht om de thermische isolatie-eigenschappen van een bouwmateriaal te bepalen. De waarde ervan voor verschillende materialen wordt in bijna alle bouwgidsen gegeven.
Aangezien de meeste moderne gebouwen een meerlagige wandstructuur hebben, bestaande uit meerdere lagen van verschillende materialen (buitenpleister, isolatie, muur, binnenpleister), wordt een concept geïntroduceerd zoals verminderde weerstand tegen warmteoverdracht. Het wordt op dezelfde manier berekend, maar in de berekeningen nemen we een homogeen analogon van een meerlagige wand, die dezelfde hoeveelheid warmte gedurende een bepaalde tijd en hetzelfde temperatuurverschil binnen en buiten doorgeeft.
De verminderde weerstand wordt niet berekend voor 1 m², maar voor de hele structuur of een deel ervan. Het vat de thermische geleidbaarheid van alle wandmaterialen samen.
Thermische weerstand van structuren
Alle buitenmuren, deuren, ramen, dak omsluiten de structuur. En omdat ze het huis op verschillende manieren beschermen tegen de kou (ze hebben een andere warmtegeleidingscoëfficiënt), wordt de warmteoverdrachtsweerstand van de gebouwschil individueel voor hen berekend. Deze structuren omvatten interne muren, scheidingswanden en plafonds, als de kamers een temperatuurverschil hebben. Dit verwijst naar ruimtes waarin het temperatuurverschil aanzienlijk is. Deze omvatten de volgende onverwarmde delen van het huis:
- Garage (als het direct grenst aan het huis).
- Gang.
- Veranda.
- Pantry.
- De zolder
- Kelder.
Als deze kamers niet worden verwarmd, moeten ook de muur tussen hen en de woonvertrekken worden geïsoleerd, evenals de buitenmuren.
Thermische weerstand van ramen
In lucht bevinden deeltjes die deelnemen aan warmteoverdracht zich op een aanzienlijke afstand van elkaar, en daarom is lucht die is geïsoleerd in een afgesloten ruimte de beste isolatie.Daarom werden alle houten ramen gemaakt met twee rijen vleugels. Door de luchtspleet tussen de kozijnen neemt de warmteoverdrachtsweerstand van de ramen toe. Hetzelfde principe is van toepassing op toegangsdeuren in een privéwoning. Om een dergelijke luchtspleet te creëren, worden twee deuren op een bepaalde afstand van elkaar geplaatst of wordt er een kleedkamer gemaakt.
Dit principe is gebleven in moderne kunststof ramen. Het enige verschil is dat de hoge warmteoverdrachtsweerstand van de dubbele beglazing niet wordt bereikt door de luchtspleet, maar vanwege de afgesloten glazen kamers waaruit de lucht wordt weggepompt. In dergelijke kamers wordt lucht afgevoerd en zijn er praktisch geen deeltjes, wat betekent dat er niets is om de temperatuur over te brengen. Daarom zijn de thermische isolatie-eigenschappen van moderne ramen met dubbele beglazing veel hoger dan die van oude houten ramen. De thermische weerstand van een dergelijk venster met dubbele beglazing is 0,4 (m2 * ° C) / W.
Moderne toegangsdeuren voor particuliere woningen hebben een meerlagige structuur met een of meer isolatielagen. Bovendien wordt extra hittebestendigheid geboden door de installatie van rubberen of siliconen afdichtingen. Hierdoor wordt de deur bijna lekdicht en is de installatie van een tweede niet nodig.
Thermische weerstandsberekening
Met de berekening van de warmteoverdrachtsweerstand kunt u het warmteverlies in W schatten en de benodigde extra isolatie en warmteverlies berekenen. Dankzij dit kunt u de benodigde capaciteit van verwarmingsapparatuur correct selecteren en onnodige uitgaven voor krachtigere apparatuur of energiebronnen vermijden.
Voor de duidelijkheid berekenen we de thermische weerstand van de muur van een huis van rode keramische baksteen. Buiten zullen de muren worden geïsoleerd met geëxtrudeerd polystyreenschuim van 10 cm dik.De wanddikte zal twee stenen zijn - 50 cm.
De weerstand tegen warmteoverdracht wordt berekend met de formule R = d / λ, waarbij d de dikte van het materiaal is en λ de warmtegeleidingscoëfficiënt van het materiaal is. Uit de constructiemap is bekend dat voor keramische bakstenen λ = 0,56 W / (m * ° C) en voor geëxtrudeerd polystyreenschuim λ = 0,036 W / (m * ° C). Aldus is R (metselwerk) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W en R (geëxtrudeerd polystyreenschuim) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Om de totale hittebestendigheid van de muur te achterhalen, moet u deze twee waarden toevoegen: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Thermische weerstandstabel van bouwmaterialen
Alle benodigde informatie voor individuele berekeningen van specifieke gebouwen wordt verstrekt door de onderstaande warmtetransmissieweerstandstabel. De bovenstaande monsterberekening, in combinatie met de gegevens in de tabel, kan ook worden gebruikt om het verlies aan thermische energie te schatten. Gebruik hiervoor de formule Q = S * T / R, waarbij S het gebied van de gebouwschil is en T het temperatuurverschil op straat en in de kamer is. De tabel toont de gegevens voor een muur van 1 meter dik.
| materiaal | R, (m2 * ° C) / W |
| Gewapend beton | 0,58 |
| Uitgebreide kleiblokken | 1,5-5,9 |
| Keramische baksteen | 1,8 |
| Silicaatsteen | 1,4 |
| Cellenbetonblokken | 3,4-12,29 |
| Pijnboom | 5,6 |
| Minerale wol | 14,3-20,8 |
| Geëxpandeerd polystyreen | 20-32,3 |
| Geëxtrudeerd piepschuim | 27,8 |
| Polyurethaanschuim | 24,4-50 |
Warme constructies, methoden, materialen
Om de warmteoverdrachtsweerstand van de gehele structuur van een privéwoning te verhogen, worden in de regel bouwmaterialen met een lage warmtegeleidingscoëfficiënt gebruikt. Met dank aan de introductie nieuwe technologieën in de bouw er zijn steeds meer van dergelijke materialen. Onder hen kunnen de meest populaire worden onderscheiden:
- Een boom.
- Sandwichpanelen.
- Keramisch blok.
- Uitgebreid kleiblok.
- Cellenbeton blok.
- Schuimblok.
- Betonblok van polystyreen, enz.
Hout is een zeer warm, milieuvriendelijk materiaal. Daarom kiezen velen in de bouw van een privéhuis ervoor. Het kan een blokhut zijn, of een afgerond blok of een rechthoekige balk. Grenen, sparren of ceder worden voornamelijk als materiaal gebruikt.Desalniettemin is het nogal grillig materiaal en vereist het aanvullende maatregelen ter bescherming tegen atmosferische invloeden en insecten.
Sandwichpanelen zijn een vrij nieuw product op de binnenlandse markt voor bouwmaterialen. Toch is zijn populariteit in de privébouw de laatste tijd enorm gegroeid. De belangrijkste voordelen zijn immers de relatief lage kosten en de goede weerstand tegen warmteoverdracht. Dit wordt bereikt door zijn structuur. Aan de buitenkant is er hard plaatmateriaal (OSB-platen, triplex, metalen profiel) en aan de binnenkant is er schuimisolatie of minerale wol.
Bouwstenen
Hoge weerstand tegen warmteoverdracht van alle bouwstenen wordt bereikt door de aanwezigheid in hun structuur van luchtkamers of een geschuimde structuur. Zo hebben bijvoorbeeld sommige keramische en andere soorten blokken speciale openingen die bij het leggen van een muur er parallel aan lopen. Aldus worden gesloten kamers met lucht gecreëerd, wat een vrij effectieve maat is voor obstructie van de warmteoverdracht.
In andere bouwstenen ligt de hoge weerstand tegen warmteoverdracht in de poreuze structuur. Dit kan op verschillende manieren worden bereikt. In blokken van cellenbeton van schuimbeton wordt een poreuze structuur gevormd als gevolg van een chemische reactie. Een andere manier is om een poreus materiaal aan het cementmengsel toe te voegen. Het wordt gebruikt bij de productie van polystyreenbeton en blokken van geëxpandeerde klei.
De nuances van het gebruik van isolatie
Als de weerstand tegen muurwarmteoverdracht niet voldoende is voor een bepaald gebied, kunnen verwarmingselementen als extra maatregel worden gebruikt. Wandisolatie wordt in de regel van buitenaf gedaan, maar kan indien nodig ook aan de binnenkant van de dragende muren worden gebruikt.
Tot op heden zijn er veel verschillende kachels, waaronder de meest populaire zijn:
- Minerale wol.
- Polyurethaanschuim.
- Styrofoam.
- Geëxtrudeerd polystyreenschuim.
- Schuimglas, etc.
Ze hebben allemaal een zeer lage warmtegeleidingscoëfficiënt, daarom is voor de isolatie van de meeste muren meestal een dikte van 5-10 mm voldoende. Maar tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met een factor als de dampdoorlatendheid van de isolatie en het wandmateriaal. Volgens de regels zou deze indicator naar buiten toe moeten toenemen. Daarom is de isolatie van muren van cellenbeton of schuimbeton alleen mogelijk met behulp van minerale wol. Andere kachels kunnen voor dergelijke wanden worden gebruikt als er een speciale ventilatieopening wordt gemaakt tussen de muur en de kachel.
conclusie
Thermische weerstand van materialen is een belangrijke factor waarmee tijdens de bouw rekening moet worden gehouden. Maar in de regel, hoe warmer het wandmateriaal, hoe lager de dichtheid en druksterkte. Hiermee moet rekening worden gehouden bij het plannen van een huis.
