Podczas budowy budynków mieszkalnych i mieszkalnych należy wziąć pod uwagę wiele czynników i przestrzegać dużej liczby norm i standardów. Ponadto przed rozpoczęciem budowy tworzony jest plan domu, przeprowadzane są obliczenia obciążenia konstrukcji wsporczych (fundament, ściany, podłogi), komunikacji i odporności na ciepło. Obliczanie oporu przenoszenia ciepła jest nie mniej ważne niż reszta. Zależy to nie tylko od tego, jak ciepło będzie w domu, a co za tym idzie oszczędności energii, ale także od wytrzymałości i niezawodności konstrukcji. W końcu ściany i inne elementy mogą go zamrozić. Cykle zamrażania i rozmrażania niszczą materiał budowlany i prowadzą do niszczenia i niszczenia budynków.
Przewodność cieplna
Każdy materiał jest w stanie przewodzić ciepło. Proces ten odbywa się z powodu ruchu cząstek, które przenoszą zmianę temperatury. Im bliżej się znajdują, tym szybszy jest proces wymiany ciepła. Dlatego gęstsze materiały i substancje stygną lub ogrzewają się znacznie szybciej. To gęstość determinuje przede wszystkim intensywność wymiany ciepła. Jest wyrażany liczbowo przez współczynnik przewodnictwa cieplnego. Jest oznaczony symbolem λ i jest mierzony w W / (m * ° C). Im wyższy ten współczynnik, tym wyższa przewodność cieplna materiału. Odwrotnością przewodności cieplnej jest opór cieplny. Jest mierzony w (m2 * ° C) / W i jest oznaczony literą R.
Zastosowanie pojęć w budownictwie
Aby określić właściwości termoizolacyjne materiału budowlanego, należy zastosować współczynnik odporności na przenikanie ciepła. Jego wartość dla różnych materiałów jest podana w prawie wszystkich katalogach budynków.
Ponieważ większość nowoczesnych budynków ma wielowarstwową strukturę ściany, składającą się z kilku warstw różnych materiałów (tynk zewnętrzny, izolacja, ściana, tynk wewnętrzny), wprowadzono koncepcję, taką jak zmniejszona odporność na przenikanie ciepła. Oblicza się go w ten sam sposób, ale w obliczeniach bierzemy jednorodny analog ściany wielowarstwowej, która przenosi tę samą ilość ciepła przez określony czas i przy tej samej różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz.
Zmniejszony opór jest obliczany nie dla 1 m2 M., ale dla całej konstrukcji lub jej części. Podsumowuje przewodność cieplną wszystkich materiałów ściennych.
Odporność termiczna konstrukcji
Wszystkie ściany zewnętrzne, drzwi, okna, dach stanowią zamkniętą konstrukcję. A ponieważ chronią dom przed zimnem na różne sposoby (mają inny współczynnik przewodności cieplnej), to opór przenikania ciepła przez przegrodę budynku jest dla nich indywidualnie obliczany. Konstrukcje te obejmują ściany wewnętrzne, ścianki działowe i sufity, jeśli w pokojach występuje różnica temperatur. Dotyczy to pomieszczeń, w których różnica temperatur jest znacząca. Należą do nich następujące nieogrzewane części domu:
- Garaż (jeśli jest bezpośrednio przylegający do domu).
- Przedpokój
- Weranda
- Spiżarnia
- Poddasze
- Piwnica
Jeśli pomieszczenia te nie są ogrzewane, należy również zaizolować ścianę między nimi a pomieszczeniami mieszkalnymi, a także ściany zewnętrzne.
Odporność termiczna okien
W powietrzu cząsteczki uczestniczące w przenoszeniu ciepła znajdują się w znacznej odległości od siebie, dlatego powietrze izolowane w szczelnie zamkniętej przestrzeni jest najlepszą izolacją.Dlatego wszystkie drewniane okna były wykonane z dwóch rzędów skrzydeł. Ze względu na szczelinę powietrzną między ramami wzrasta odporność okien na przenikanie ciepła. Ta sama zasada dotyczy drzwi wejściowych w prywatnym domu. Aby stworzyć taką szczelinę powietrzną, dwoje drzwi umieszcza się w pewnej odległości od siebie lub powstaje garderoba.
Ta zasada pozostała w nowoczesnych plastikowych oknach. Jedyną różnicą jest to, że okna z podwójnymi szybami mają wysoką odporność na przenikanie ciepła. Nie dzięki szczelinie powietrznej, lecz dzięki szczelnym szklanym komorom, z których wypompowuje się powietrze. W takich komorach powietrze jest odprowadzane i praktycznie nie ma cząstek, co oznacza, że nie ma nic do przekazania temperatury. Dlatego właściwości termoizolacyjne nowoczesnych okien z podwójnymi szybami są znacznie wyższe niż w przypadku starych okien drewnianych. Odporność termiczna takiego okna z podwójnymi szybami wynosi 0,4 (m2 * ° C) / W.
Nowoczesne drzwi wejściowe do domów prywatnych mają strukturę wielowarstwową z jedną lub kilkoma warstwami izolacji. Dodatkowo dodatkową odporność na ciepło zapewnia montaż gumowych lub silikonowych uszczelek. Dzięki temu drzwi stają się prawie szczelne, a montaż drugiego nie jest wymagany.
Obliczanie oporu cieplnego
Obliczenie rezystancji wymiany ciepła pozwala oszacować straty ciepła w W i obliczyć niezbędną dodatkową izolację i straty ciepła. Dzięki temu możesz poprawnie wybrać niezbędną wydajność urządzeń grzewczych i uniknąć niepotrzebnych wydatków na mocniejszy sprzęt lub źródła energii.
Dla jasności obliczamy opór cieplny ściany domu wykonanej z czerwonej cegły ceramicznej. Na zewnątrz ściany zostaną zaizolowane wytłaczaną pianką styropianową o grubości 10 cm, a grubość ścianek to dwie cegły - 50 cm.
Odporność na przenikanie ciepła oblicza się według wzoru R = d / λ, gdzie d jest grubością materiału, a λ jest współczynnikiem przewodności cieplnej materiału. Z katalogu konstrukcji wiadomo, że dla cegieł ceramicznych λ = 0,56 W / (m * ° C), a dla wytłaczanej pianki polistyrenowej λ = 0,036 W / (m * ° C). Zatem R (mur) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W i R (wytłaczana pianka polistyrenowa) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Aby sprawdzić całkowitą odporność cieplną ściany, należy dodać te dwie wartości: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Tabela odporności termicznej materiałów budowlanych
Wszystkie niezbędne informacje do indywidualnych obliczeń poszczególnych budynków zawiera poniższa tabela oporów przenikania ciepła. Powyższe obliczenia próbki w połączeniu z danymi w tabeli można również wykorzystać do oszacowania utraty energii cieplnej. Aby to zrobić, użyj wzoru Q = S * T / R, gdzie S to obszar przegród zewnętrznych budynku, a T to różnica temperatur na ulicy i w pomieszczeniu. Tabela pokazuje dane dla ściany o grubości 1 metra.
| Materiał | R, (m2 * ° C) / W |
| Żelbeton | 0,58 |
| Bloki z ekspandowanej gliny | 1,5-5,9 |
| Cegła Ceramiczna | 1,8 |
| Cegła silikatowa | 1,4 |
| Bloczki z betonu komórkowego | 3,4-12,29 |
| Sosna | 5,6 |
| Wełna mineralna | 14,3-20,8 |
| Styropian | 20-32,3 |
| Wytłaczany styropian | 27,8 |
| Pianka poliuretanowa | 24,4-50 |
Ciepłe konstrukcje, metody, materiały
W celu zwiększenia odporności na przenikanie ciepła całej konstrukcji domu prywatnego z reguły stosuje się materiały budowlane o niskim współczynniku przewodności cieplnej. Dzięki wstępowi nowe technologie w budownictwie takich materiałów jest coraz więcej. Wśród nich można wyróżnić najpopularniejsze:
- Drzewo
- Płyty warstwowe.
- Blok ceramiczny.
- Blok z gliny ekspandowanej.
- Blok z betonu komórkowego.
- Blok piankowy.
- Polistyrenowy blok betonowy itp.
Drewno jest bardzo ciepłym, przyjaznym dla środowiska materiałem. Dlatego wielu w budowie prywatnego domu wybiera go. Może to być dom z bali, zaokrąglony lub prostokątny belka. Jako materiał stosuje się głównie sosnę, świerk lub cedr.Niemniej jednak jest to dość kapryśny materiał i wymaga dodatkowych środków ochrony przed wpływami atmosferycznymi i owadami.
Płyty warstwowe są dość nowym produktem na krajowym rynku materiałów budowlanych. Niemniej jednak jego popularność w budownictwie prywatnym ostatnio znacznie wzrosła. W końcu jego głównymi zaletami są stosunkowo niski koszt i dobra odporność na przenikanie ciepła. Osiąga się to dzięki swojej strukturze. Na zewnątrz znajduje się twardy arkusz (płyty OSB, sklejka, profil metalowy), a wewnątrz izolacja piankowa lub wełna mineralna.
Bloki konstrukcyjne
Wysoką odporność na przenikanie ciepła wszystkich bloków konstrukcyjnych uzyskuje się dzięki obecności w ich strukturze komór powietrznych lub spienionej struktury. Na przykład niektóre bloki ceramiczne i inne rodzaje mają specjalne otwory, które przy układaniu ściany biegną równolegle do niej. W ten sposób powstają zamknięte komory z powietrzem, co jest dość skuteczną miarą niedrożności wymiany ciepła.
W innych elementach konstrukcyjnych wysoki opór przenoszenia ciepła leży w porowatej strukturze. Można to osiągnąć różnymi metodami. W bloczkach z betonu komórkowego pianobetonowych powstaje porowata struktura w wyniku reakcji chemicznej. Innym sposobem jest dodanie porowatego materiału do mieszanki cementowej. Służy do produkcji styropianu i bloczków z betonu spienionego.
Niuanse korzystania z izolacji
Jeśli oporność przenikania ciepła przez ścianę nie jest wystarczająca dla danego regionu, można zastosować grzejniki jako dodatkowy środek. Izolacja ścian z reguły jest wykonywana z zewnątrz, ale w razie potrzeby można ją również zastosować wewnątrz ścian nośnych.
Do chwili obecnej istnieje wiele różnych grzejników, z których najbardziej popularne to:
- Wełna mineralna
- Pianka poliuretanowa.
- Styropian
- Wytłaczana pianka polistyrenowa.
- Szkło piankowe itp.
Wszystkie mają bardzo niski współczynnik przewodzenia ciepła, dlatego do izolacji większości ścian zwykle wystarcza grubość 5-10 mm. Ale jednocześnie należy wziąć pod uwagę taki czynnik, jak przepuszczalność pary materiału izolacyjnego i ściany. Zgodnie z zasadami wskaźnik ten powinien wzrosnąć na zewnątrz. Dlatego izolacja ścian z betonu komórkowego lub pianobetonu jest możliwa tylko za pomocą wełny mineralnej. Do takich ścian można zastosować inne grzejniki, jeśli między ścianą a grzejnikiem zostanie wykonana specjalna szczelina wentylacyjna.
Wniosek
Odporność termiczna materiałów jest ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę podczas budowy. Ale z reguły im cieplejszy materiał ściany, tym niższa gęstość i wytrzymałość na ściskanie. Należy to wziąć pod uwagę przy planowaniu domu.
