Расчет толщины для наружных стен жилого дома. Теплосбережение


Современные владельцы квартир, загородных дач и частных домов в поисках новых решений и технологий для строительства и ремонта все чаще обращаются не к справочной литературе или специализированным журналам, а к интернет-форумам. Это удобно, ведь здесь можно задать любой интересующий вопрос и быстро получить конкретные советы и рекомендации от профессионалов или просто «бывалых» людей.

И нет ничего удивительного в том, что значительная доля таких вопросов посвящена утеплению и энергосбережению. Сейчас, когда энергоносители постоянно дорожают, домовладельцы и жители городских квартир все чаще задумываются, каким образом облегчить растущее бремя затрат на отопление квадратных метров.

Мы собрали самые популярные вопросы о теплосбережении, которые россияне обсуждают на форумах, посвященных строительству, благоустройству и ремонту, и с помощью экспертов подобрали наиболее рациональные ответы.

Чем утеплить дом или дачу?

Подобный вопрос – один из частых на любом строительном форуме. Россияне предпочитают один раз потратиться на утепление, чем каждый год отдавать кругленькую сумму за топливо для автономной системы теплоснабжения.

Самым простым и дешевым способом сокращения теплопотерь через стены кирпичного или брусового дома является утепление «под сайдинг». По словам строителей, наиболее бюджетный вариант – это использование волокнистого рулонного теплоизоляционного материала, который наклеивают на стену, а затем прямо по нему устраивают обрешетку под сайдинг. Более сложный и эффективный вариант подразумевает установку жестких теплоизоляционных плит враспор между направляющими обрешетки с последующим монтажом винилового сайдинга. При использовании волокнистых утеплителей (базальтовая, минеральная, каменная вата) рекомендуют закрывать их с внешней стороны ветрозащитной мембраной Tyvek.

Гораздо более трудоемкий и дорогой способ – это устройство штукатурной фасадной системы. Крупные производители сейчас выпускают готовые наборы компонентов для таких «мокрых» систем, например: Ceresit WM, Ceresit VWS, «Кнауф-Теплая стена» и т.п.

Суть этой технологии в следующем. Теплоизоляционная плита из минеральной ваты или экструдированного пенополистирола1 фиксируется на наружной стене дома штукатурным клеевым раствором и фасадными дюбелями. Затем на утеплитель крепят армирующую стеклосетку, наносят базовый слой штукатурки и, наконец, завершают отделку декоративным штукатурным слоем. Для конечной обработки используют современные минеральные, акриловые или силикатные фасадные штукатурки, которые не выцветут на солнце и сохранят фасад в первозданном виде долгие годы.

Можно ли утеплить комнату изнутри?

Эта тема особенно актуальна для жильцов угловых квартир в старых панельных «хрущевках», где некачественный утеплитель давно осыпался и контактирующая с улицей стена быстро теряет тепло. Централизованная система отопления не справляется с обогревом холодных комнат, и в результате всю зиму обитатели квартир дрожат от холода. На стене образуется конденсат, растет плесень, а в суровые морозы даже появляется слой инея или наледи. Если управляющая компания или ТСЖ не собирается в ближайшее время заниматься модернизацией фасада, то действительно придется утеплять такую комнату изнутри силами самих жильцов.

На стену крепятся вертикальные деревянные или металлические лаги (направляющие бруски или балки) на расстоянии 50-70 см. Между ними враспор устанавливаются плиты теплоизоляционного материала толщиной не менее 15-20 см. Павел Абраменков, технический специалист компании «Пеноплэкс», рекомендует применять эструдированный пенополистирол. Данный утеплитель не боится влаги и не нуждается в пароизоляции. Если же использовать волокнистые материалы, то их придется со всех сторон закрывать пароизоляционной пленкой, чтобы влага не накапливалась в толще плиты и не ухудшала теплоизоляционные свойства. Эту конструкцию закрывают гипсокартоном, который можно отделать на любой вкус – покрасить, оклеить обоями и т.п. Такое решение сделает комнату немного теплее, но, конечно, не устранит проблему полностью. К тому же придется пожертвовать частью полезной площади комнаты.

Как утеплить балкон или лоджию в городской квартире?

Увы, сразу придется забыть о том, чтобы сделать из лоджии полноценную комнату, соединить ее с жилой частью квартиры или вынести туда приборы отопления. «Такую перепланировку невозможно согласовать», – утверждает Людмила Чекашова, заместитель генерального директора компании «Центр согласования и перепланировок недвижимости».

Начинать же стоит с грамотного остекления балкона. Сегодня на строительном рынке предлагают оконные системы из разных материалов – дерева, алюминия и ПВХ. В чем же их преимущества и недостатки?

Современные деревянные окна делают не из массива дерева, а из клееного бруса. Это помогает избежать трещин и деформаций при изменении влажности. Однако древесина горюча, поэтому ее пропитывают специальными антипиреновыми составами. Стоит учитывать еще и тот факт, что из-за сложной технологии изготовления качественные окна из дерева довольно дорогостоящие.

Оконные системы из алюминия хоть и отличаются прочностью, но из-за высокой теплопроводности их нельзя назвать теплыми. Для жилых помещений их обычно не рекомендуют. Ведь при установке конструкций из алюминиевого профиля температура на балконе или лоджии будет отличаться от показателей улицы всего на 3-5 градусов.

Окна из ПВХ (поливинилхлорида) состоят из многокамерных профилей с укрепляющими металлическими вставками. Такие конструкции позволяют добиться высоких теплотехнических характеристик. Специалисты рекомендуют для остекления балконов и лоджий использовать специально разработанные для этого пластиковые системы, например, PROPLEX-БАЛКОН. Она основана на двухкамерном профиле с шириной рамы 46 мм. Благодаря погодоустойчивым уплотнениям система надежно сохраняет тепло и защищает от продуваний и пыли.

Также нужно утеплить пол лоджии или балкона и поверхности, обращенные на улицу. Общий принцип – тот же, что при внутреннем утеплении комнаты: вначале монтируются лаги. Между ними враспор крепится теплоизоляционный материал, а поверх – лист гипсокартона или фанеры. Правда, на стене и потолке более эстетично будет смотреться виниловая вагонка.

Конечно, превратить балкон в жилую комнату не получится, но зимой на нем температура поднимется выше нуля. И он будет играть роль своеобразного теплового буфера, снижая теплопотери во всей квартире.

Чем заклеивать окна?

Статистика показывает, что сейчас в 70% российских домов стоят старые деревянные окна, которые всего через несколько лет после установки рассыхаются, деформируются и перестают удерживать тепло. Поэтому с наступлением холодов такой вопрос возникает на форумах часто.

Существует множество традиционных способов избавиться от сквозняков. Так, щели между стеклами и переплетами ликвидируют с помощью пастообразных замазок или масляной краски. Промежутки между рамой и створками «маскируют» банальными газетами и старыми тряпками, свернутыми в жгуты, заклеивают скотчем и бумажными лентами или же, в наиболее современном варианте, используют поролоновые, пенополиэтиленовые или резиновые прокладки. Однако эти способы – всего лишь полумеры, мало помогающие сохранить в доме тепло. Чтобы по-настоящему улучшить микроклимат в жилище, придется менять старые окна на теплосберегающие.

Иван Шалагинов, директор оконной компании «Интерсервис» (Киров), также считает, что установка новых светопрозрачных конструкций – единственный способ радикально сократить потери тепла.

«Современное пластиковое окно состоит из нескольких компонентов – рамы, подвижных створок, стеклопакета и фурнитуры. Одно из главных отличий от традиционного окна – это наличие герметичного стеклопакета, состоящего из двух-трех стекол и воздушных камер между ними. Такая конструкция гораздо лучше сохраняет тепло, чем одинарные стекла. Кроме того, между рамой и створками предусматривается два-три контура резиновых уплотнений, которые исключают продувание и протечки. Наконец, фурнитура предоставляет гораздо больше удобства для пользователей. Так, створки могут не только распахиваться, но и откидываться», – отмечает Иван Шалагинов.

Как выбрать теплые окна?

Окна стоит подбирать по климатическим условиям и строительным требованиям конкретной местности. Например, для Сибири и других регионов с морозными зимами подойдут пластиковые конструкции на основе четырех- или пятикамерного профиля. В окна также можно установить теплые стеклопакеты.

«Например, оконный блок на базе системы PROPLEX-Comfort-Plus и двухкамерного стеклопакета с низкоэмиссионными стеклами и аргоновым заполнением имеет сопротивление теплопередаче 0,84 м2*C/Вт. Это значит, что такие окна по теплозащите значительно превосходят строительные нормы, принятые в сибирских регионах», – подчеркивает Лев Минуллин, директор по маркетингу и продажам ТД ПРОПЛЕКС (эксклюзивного поставщика теплосберегающего оконного ПВХ-профиля, произведенного в России по австрийским технологиям).

Как утеплить мансарду?

Основной проблемой при утеплении мансарды является теплоизоляция скатов кровли, ведь именно через них уходит максимальное количество тепла. Плиты утеплителя (волокнистые теплоизоляционные материалы плотностью 30-50 кг/куб. м) устанавливаются враспор между стропилами. Причем между утеплителем и кровельным покрытием устраивают вентилируемую воздушную прослойку. Внутренняя же сторона теплоизоляционных плит закрывается пароизоляционной пленкой, чтобы водяные пары, содержащиеся в теплом воздухе мансарды, не проникали внутрь материала. Изнутри мансарда обшивается гипсокартонными листами, фанерой, досками или вагонкой, которые крепятся к деревянным брускам или металлическим профилям, установленным с внутренней стороны стропильных ног.

Следует учесть, что потери тепла происходят не только через скаты, но и через торцевые стены (фронтоны). Наиболее эффективно их утепление снаружи как части фасада (с помощью многослойной штукатурной системы). Однако если это невозможно, то утепление проводят изнутри. На внутренней стороне фронтона крепится каркас или направляющие, между которыми устанавливают плиты утеплителя. Его сплошь закрывают пароизоляцией. Очень важно, чтобы этот слой на фронтоне и скатах не прерывался. Для этого полотнища пароизоляционной пленки должны закрепляться внахлест.

Безусловно, результат всех описанных мер по теплосбережению станет максимальным, если за дело возьмутся профессионалы, которые выполнят работу качественно. Но даже если владелец дома, дачи или квартиры не будет делать все своими руками, а воспользуется услугами одной из строительных или ремонтных фирм, с помощью интернет-форумов все равно полезно вникнуть в подробности технологий утепления.

Сегодня рассмотрим из какого материала окна имеют наибольшую теплосберегаемость.

С этой статьи начинаем серию статей в новом подразделе «Как выбрать окно».

Они помогут вам выделить из всего разнообразия видов окон , то которое больше всего подойдет по свойствам и по ценам в вашем случае.

Рассмотрим теплосберегающие свойства 3-х материалов из которых больше всего производят окна на сегодняшний момент.

Теплосбережение окон из:

ПВХ

Дерева

Алюминия

Теплосбережение ПВХ

Теплосбережение окон из ПВХ зависит в большей степени не от структуры самого пластика, а от типа стеклопакета — точнее от количества камер в нем. Они бывают разного колличества обычно от 1 до 5-и.Все зависит от специфики помещения, от климата где вы живете.

Теплопроводность окон из ПВХ зависит еще и от армирования, с металлическим армированием теплопроводность увеличивается.

Средний показатель теплопроводности без армирования окон из ПВХ составляет 0.15 Вт/м°С, а оконный профиль с армированием коэффициент теплопроводности имеет 1.4-1.9 Вт/м°С

Теплосбережение окон из дерева

В отличие от окон ПВХ, деревянные окна обладают уникальной способностью обновлять воздух в помещении. С деревянными окнами происходит воздухообмен, что весьма полезно для жителей.

В какой те степени за счет этого обмена происходит не значительная потеря тепла. А так для дерева, которая еще не в конструкции окна, теплопроводность очень низкая и составляет 0.28 Вт/м°С.

Для нормального самочувствия семьи большую роль играют благоприятный микроклимат в помещениях, хорошая освещенность, наличие необходимых устройств для личной гигиены и т. д. Все это обеспечивается оборудованием домов и квартир различными санитарно-техническими приборами, к которым относятся установки газо- и водоснабжения, канализации, отопительное и водонагревательное оборудование.

При оснащении дома установками для отопления, вентиляции и подогрева воды или при их переоборудовании нелишне рассмотреть различные аспекты экономного расходования энергетических ресурсов. Необходимо учитывать, что способы ведения домашнего хозяйства связаны с расходом энергии. Из 238 видно, что преобладающее количество энергии расходуется на отопление. Следовательно, ему и должно быть уделено наибольшее внимание. При этом вопрос следует рассматривать комплексно. Это значит, что необходимо учесть все факторы, влияющие на расход энергии, и разработать мероприятия по ее экономии. И дело не только в выборе установок отопления. Тепловую энергию значительно труднее экономить, чем, например, энергию, расходуемую на освещение. Большинство мероприятий по экономии энергии заключается в тесной взаимосвязи между конструктивными строительными решениями и типом установок отопления и вентиляции. На что же необходимо обратить внимание?

Улучшение теплоизоляции, например путем увеличения слоя используемого материала или применения окон с многослойным остеклением, уменьшает мощность отопительного оборудования. Это значит, что можно уменьшить мощность применяемых котлов, изменить площадь поверхности нагрева отопительных приборов и т.д. Перед тем, как устанавливать в доме новые отопительные устройства, следует прежде всего улучшить теплоизоляцию дома, что существенно уменьшит расходы на оборудование. Это важное обстоятельство следует особо учитывать при использовании высокоэффективного вида энергии (электроэнергии и газа), а также энергии окружающей среды. Режим работы отопительных устройств позволяет сделать правильные выводы относительно выполнения теплоизоляции дома (239). При прерывистой работе отопительных установок, например при газовом обогреве, для краткосрочной компенсации теплопотерь следует предусмотреть внутреннюю теплоизоляцию. Для предотврашения больших колебаний температуры в помещении при непрерывной работе отопительных устройств, например водяного отопления, необходимо предусмотреть наружную теплоизоляцию стен, что повышает их аккумулирующую способность. Окна и двери можно уплотнить отходами войлока или полосами пенопласта (240). Но следует при этом предусмотреть минимально возможную вентиляцию, необходимую для работы установок с открытым огнем: печей на угольном топливе, плит на угле и газе, газовых отопительных приборов и водогрейных колонок на угольном топливе.

Теплоизоляция элементов оборудования. Часто оконные ниши имеют более тонкие наружные стенки по сравнению с общей толщиной стен. Если в такой нише установлен нагревательный прибор, то излишние теплопотери достаточно ощутимы. Теплота посредством теплоизлучения и конвекции передается радиатором окружающим внутренним конструкциям, при этом температура поверхности стен может повыситься до 50 °С. Из-за недостаточной теплоизоляции стена в оконной нише теряет в пять раз больше тепла, чем другие участки стены такой же площади. В любом случае внутренняя теплоизоляция, устанавливаемая за нагревательным прибором с внутренней стороны стены, уменьшает тепловые потери. Такая же теплоизоляция (241) должна быть устроена при установке газо- и электронагревательных приборов у стен с нормальной толщиной кладки, учитывая, что газ, и электроэнергия являются дорогими источниками энергии.

При устройстве дополнительного слоя теплоизоляции следует иметь в виду, что расстояние между нагревательным прибором и стеной (242) должно составлять не менее 40 мм с тем, чтобы не ухудшить конвекцию (движение воздуха). Из-за несоблюдения этого условия часто приходится демонтировать нагревательные приборы и заново укладывать теплоизоляцию. Теплоизоляцию внутренней поверхности стен где отсутствуют нагревательные приборы, можно выполнять любым способом. Это может быть, например, облицовка ниши газобетоном, применение древесноволокнистых легких плит (ДВП) и использование легкого теплоизоляционного материала с закреплением его плитами типа гипсокартона.


Оправдало себя также применение теплоотражающих пленок, возвращающих большую часть тепла в помещение. Если расстояние между стеной и нагревательным прибором ограничено, то в этом случае даже одна только пленка может дать значительный эффект. Можно руководствоваться следующим практическим правилом: все стены толщиной менее 1,5 кирпича необходимо дополиительно теплоизолировать.

Отопительные котлы, нагреватели воды, трубопроводы горючей воды и прочие устройства при недостаточной их теплоизоляции также отдают теплоту в окружающую среду. Это значительно ухудшает коэффициент полезного действия нагревательных устройств. В качестве теплоизоляции котлов (243), нагревателей воды и трубопроводов можно использовать маты из стекловолокна и минеральной ваты, изоляционные шнуры или же оболочки (скорлупы) заводского изготовления. Толщина теплоизоляционного слоя для наружной поверхности котлов и баков принимается от 50 до 70 мм, для теплоизоляции трубопроводов - около 30-40 мм. Поверх теплоизоляции устраивается защитное покрытие из кровельной стали или слоя асбестогипсовой штукатурки.

Энергосберегающие способы монтажа отопительных установок. Общий расход энергии зависит от правильного выбора размеров установки и соответствующей технической увязки всех ее элементов. Конструктивное исполнение индивидуальной системы отопления часто является решающим с точки зрения экономного расхода энергии. При печном отоплении нескольких комнат размеры воздушных каналов могут быть выбраны неправильно, что может привести к разной степени обогрева отдельных комнат. Тогда приходится несколько усиливать топку, чтобы обеспечить во всех комнатах нормальную температуру воздуха. Поэтому необходимо иметь закрывающиеся воздушные решетки на всех отверстиях для выхода теплого воздуха в помещение. Газовоздухонагреватель из соображений экономии энергии целесообразно устанавливать у внутренней стены

Дымоходы неработающих печей должны быть по возможности закрыты, чтобы исключить неконтролируемые потери теплоты с уходящим воздухом из помещения. При газовом отоплении комнат, совмещенном с дымоходом камина, следует рекомендовать устройство клапанов на дымоходе (245). Такой клапан открывается и закрывается автоматически в зависимости от работы отопительной установки. Датчиком служит биметаллический чувствительный элемент.

Наилучшее использование отопительного котла на твердом топливе достигается при длительной его работе и загрузке на 90 % его номинальной мощности. Если наружная температура не слишком низка и не нужно усиленно топить, то котел используется на 50 % своей номинальной мощности.

Благодаря правильно организованному режиму отопления становится излишним дополнительный подогрев. Это значит, что при необходимости отопления всех помещений дома вначале следует включить отопление основных комнат, а остальные помещения подключить в систему отопления несколько позже. При этом температура теплоносителя - воды не должна достигать температуры кипения.

Если при испытании отопительного котла будет установлено, что он имеет излишнюю поверхность нагрева, то с помощью специалиста следует или удалить некоторые элементы (секции) котла, или же уменьшить поверхность нагрева посредством дополнительной внутренней обмуровки огнеупорным кирпичом. При этом нужно учитывать вид топлива, ибо чем меньше его теплота сгорания, тем больше должна быть поверхность нагрева котла.

Для правильного выполнения ограждения радиаторов (246) нужно руководствоваться следующими основными принципами:

циркуляция воздуха у радиатора должна ^быть свободной, не уменьшать теплоотдачу конвекцией;

фронтальную часть ограждения следует выполнять по возможности из тонколистовой стали и изнутри красить в черный или другой темный цвет, чтобы уменьшить составляющую лучистой энергии;

между поверхностью нагрева и наружной стеной следует предусмотреть дополнительную теплоизоляцию или отражающую поверхность, чтобы не увеличить теплопотери через наружную стену.

Возможность одновременного подогрева воды и отопления помещений следует предусмотреть при выборе мощности котла. Для летнего периода такой режим работы неприемлем, так. как использование отопительного котла только для горячего водоснабжения оказывается неэффективным. Здесь возможны следующие решения:

дополнительное оснащение бака для воды электронагревателем мощностью 1500-3000 Вт для постоянной работы или для работы в,ночное время;

установка дополнительных местных водонагрева-тельных устройств, например водогрейных колонок на твердом топливе, электрических или газовых водогрейных колонок;

устройство солнечного подогревателя воды, соединенного с водонагревателем другого типа.

Нужно иметь в виду, что вместимость бака для воды должна быть значительно большей, чем при подогреве воды в отопительном котле, а именно 600 л вместо 200-300 л, так как тепло должно сохраняться в течение нескольких дней. Равным образом теплоизоляция бака должна быть эффективной.

При местном подогреве воды посредством газовых или электрических нагревателей следует определить тип и схему установки,-место размещения водогрейных устройств. Как правило, их устанавливают вблизи устройств водоразбора. Трубопроводы горячей воды должны быть как можно короче (3-6 м) и теплоизолированы. При необходимости устанавливают дополнительно меньшие по мощности вторичные водогрейные устройства, которые могут оказаться более экономичными в общем энергетическом балансе.

В процессе эксплуатации топочного оборудования возникают неплотности, через которые подсасывается воздух. По этой причине топливо в топке сгорает неэффективно. Местами подсоса воздуха могут быть у кафельных печей - швы в кладке, у отопительных котлов - соединительные швы между элементами, неуплотненные дверцы, неплотно закрывающиеся дверцы топок и дверцы золоудаления, места соединения печей или котлов с дымоходами, прогоревшие или проржавевшие газоходные трубы, трещины в дымоходах и дымовых трубах

После окончания отопительного сезона следует провести осмотр печей, отопительных котлов, дымоходов и труб. Обнаруженные неплотности можно устранить самостоятельно, например заделать швы у печей и мест подключения к дымоходам и т.д.

Методический материал для самостоятельного расчета толщины стен дома с примерами и теоретической частью.

Часть 1. Сопротивление теплопередаче - первичный критерий определения толщины стены

Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.

Сопротивление теплопередаче - это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента - тем «теплее» материал.

Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:

R=δ/λ (м 2 ·°С/Вт), где:

δ - толщина материала, м;

λ - удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).

Полученную величину R общ сравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.

Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.

Материал стены

Сопротивление теплопередаче (м 2 ·°С/Вт) / область применения (°С·сут)

конструкционный

теплоизоляционный

Двухслойные с наружной теплоизоляцией

Трехслойные с изоляцией в середине

С невентили- руемой атмосферной прослойкой

С вентилируемой атмосферной прослойкой

Кирпичная кладка

Пенополистирол

Минеральная вата

Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)

Пенополистирол

Минеральная вата

Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой

Ячеистый бетон

Примечание. В числителе (перед чертой) - ориентировочные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены, в знаменателе (за чертой) - предельные значения градусо-суток отопительного периода, при которых может быть применена данная конструкция стены.

Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором - можно оставить «как есть», в третьем - обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен - эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен - тем здание получится теплее, чем выше значение - тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче R о (м 2 ·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R о = R 1 + R 2 +R 3 , где:

R 1 =1/α вн, где α вн - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R 2 = 1/α внеш, где α внеш - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R 3 - общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α внеш равным 10,8 Вт/(м 2 ·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Уточненные значения градусо-суток отопительного периода, указаны в таблице 4.1 справочного пособия к СНиП 23-01-99* Москва, 2006.

Часть 4. Расчет минимально допустимой толщины стены на примере газобетона для Московской области.

Рассчитывая толщину стеновой конструкции, берем те же данные, что указаны в Части 1 настоящей статьи, но перестраиваем основную формулу: δ = λ·R, где δ - толщина стены, λ - теплопроводность материала, а R - норма теплосопротивления по СНиП.

Пример расчета минимальной толщины стены из газобетона с теплопроводностью 0,12 Вт/м°С в Московской области со средней температурой внутри дома в отопительный период +22°С.

  1. Берем нормируемое теплосопротивление для стен в Московском регионе для температуры +22°C: R req = 0,00035·5400 + 1,4 = 3,29 м 2 °C/Вт
  2. Коэффициент теплопроводности λ для газобетона марки D400 (габариты 625х400х250 мм) при влажности 5% = 0,147 Вт/м∙°С.
  3. Минимальная толщина стены из газобетонного камня D400: R·λ = 3,29·0,147 Вт/м∙°С=0,48 м.

Вывод: для Москвы и области для возведения стен с заданным параметром теплосопротивления нужен газобетонный блок с габаритом по ширине не менее 500 мм, либо блок с шириной 400 мм и последующим утеплением (минвата+оштукатуривание, например), для обеспечения характеристик и требований СНиП в части энергоэффективности стеновых конструкций.

Таблица 3. Минимальная толщина стен, возводимых из различных материалов, соответствующих нормам теплового сопротивления согласно СНиП.

Материал

Толщина стены, м

проводность,

Керамзитоблоки

Для строительства несущих стен используют марку не менее D400.

Шлакоблоки

Силикатный кирпич

Газосиликатные блоки d500

Использую марку от D400 и выше для домостроения

Пеноблок

строительство только каркасным способом

Ячеистый бетон

Теплопроводность ячеистого бетона прямо пропорциональна его плотности: чем «теплее» камень, тем он менее прочен.

Минимальный размер стен для каркасных сооружений

Кирпич керамический полнотелый

Песко-бетонные блоки

При 2400 кг/м³ в условиях нормальной температуры и влажности воздуха.

Часть 5. Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.

Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:

R общ = R 1 + R 2 +…+ R n + R a.l где:

R 1 -R n - термосопротивления различных слоев

R a.l - сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)

Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок - 400 мм, минеральная вата - ? мм, облицовочный кирпич - 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м 2 *Град С/Вт (г. Оренбург).

R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4

Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м 2 ×°С/Вт

Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м 2 ×°С/Вт

Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м 2 ×°С/Вт (<3,4).

Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =3.4-1,09=2,31 м 2 ×°С/Вт

δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) - среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).

Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.

Вопросы и ответы по теме

По материалу пока еще не задан ни один вопрос, у вас есть возможность сделать это первым

Большой дом - большие затраты, но и в маленьком доме затраты не всегда меньше. Поэтому в самом начале отопительного сезона самое время задуматься о способах экономии драгоценного топлива.

Куда уходит «лето»?

Наш дом призван ограждать своих обитателей от всяческих погодных и бытовых невзгод, дарить полноценный отдых. К сожалению, низкая культура строительства и незнание современных технологий частенько приводят к тому, что вместо теплого и уютного гнёздышка загородный дом становится «чёрной дырой» в кошельке незадачливого домовладельца.

Зачастую, для того чтобы обеспечить тепловой комфорт дома мы идем по пути наращивания мощности обогревательного оборудования, ставим более мощные котлы, предусматриваем конвекторы в каждой комнате, хотя можно идти по пути сбережения тепла за счёт правильной теплоизоляции.

Просчёты утепления

Вроде бы, любому понятно, как построить тёплый и уютный дом. Сделать стены потолще, да систему отопления помощнее - и всего-то делов! Но на практике всё оказывается совсем не так просто. Любой застройщик помимо строительных норм и климатических условий вынужден учитывать собственные финансовые возможности. И частенько желание сократить затраты берёт верх над здравым смыслом. От такой недальновидной экономии в первую очередь страдает столь важная в нашем суровом климате способность дома сохранять тепло.

Часто к повышенному энергопотреблению приводят ошибки проектирования будущего дома. Специалисты выделяют несколько причин повышенного энергопотребления: неправильный теплотехнический расчет ограждающих конструкций (стен, кровли, окон), их некачественный монтаж, а также ошибки в устройстве системы отопления. К сожалению, владельцы строящихся домов редко обращаются к специалистам, руководствуясь своими представлениями о разумном и достаточном строительстве.

Одной из самых распространённых проблем частных домов считается недостаточные теплозащитные характеристики внешних стен. Согласно исследованиям, среднестатистический дом теряет до 40% тепла именно через слабо утепленные стены. При этом на кровлю приходится 20% теплопотерь, на окна 15%, на подвал 10%, и до 15% тепловой энергии утекает наружу через вентиляцию. Всё это приводит к астрономическим тратам на отопление. Причина же всех этих неприятностей в неверной оценке теплозащитных свойств строительных материалов.

Если направить тепловизор на фасад дома, он покажет, откуда идут мощные потери тепла. То есть ограждающие конструкции дома не справляется со своей функцией и выпускают драгоценное тепло наружу. С точки зрения теплотехники и экономии без современных теплоизоляционных материалов с низким коэффициентом теплопроводности действительно тёплых стен не построить. Качественная теплоизоляция поддерживает конструктивные элементы дома (стены, фундамент, внутренние элементы кровли) в зоне плюсовых температур, при этом разница температуры воздуха и стен, пола, потолка не должна превышать 3°С, иначе появляется дискомфорт.

Теплопотери дома обусловлены двумя факторами, первый это собственно процесс передачи тепла от более теплых элементов к более холодным, тем самым объекты стремятся установить температурное равновесие. Соответственно чем выше показатель теплопроводности, тем ниже способность материала удерживать тепло. Второй фактор это конвекционные потоки воздуха, которые замещают теплый воздух холодным, при этом теплый воздух движется по направлению вверх, этот процесс еще называют инфильтрацией. Холодный воздух попадает в дом через ограждающие конструкции, вентиляцию и неплотные прилегания конструктивных элементов дома.

Правильный выбор теплоизоляции для всех уровней дома (подвала, стен, кровли) и грамотный её монтаж позволяют свести к минимуму расходы на поддержание комфортной температуры зимой и летом. Наилучший способ сохранить в доме тепло и гарантировать благоприятный микроклимат – внешнее утепление при помощи многослойных фасадных систем.

Очень важно выбрать теплоизоляцию с высоким показателем сопротивления теплопередаче. Минвата - старый проверенный материал. Вместе с тем, она требует очень качественной укладки, дефект которой, может свести на нет эффект от применения данного материала. Относительно низкая цена оборачивается небольшим сроком службы. Материал резко теряет свойства после намокания или нескольких лет эксплуатации. Пенополистирол - относительно современный материал с высоким показателем сопротивлению теплопередаче. Применяется при утеплении фундаментов и фасадов. Имеет невысокое водопоглощение.

Тут нужно заметить, что любой плитный или рулонный материал неплотно прилегает к конструкциям дома, то есть весь периметр прилегания теплоизоляции к конструкциям дома пропускает тепло на улицу. С годами стыки и щели увеличиваются выпуская все больше и больше тепла. Строительная физика позволяет учитывать эти теплопотери в виде понижающего коэффициента теплотехнической однородности. В среднем можно его выразить в числе 0,9, то есть система утепления на основе плитных и рулонных материалов создает на 10% меньшее сопротивление теплопередаче, чем определено производителем.

Бесшовные утеплители, эковата и напыляемый пенополиуретан, обладают большим преимуществом, так как не имеют стыков и щелей с конструктивными элементами дома. За счёт многократного расширения при нанесении материал заполняет все пустоты и полости, устраняя тем самым проблему мостиков холода.

Тёплый дом

Сухая статистика утверждает, что российские жилые здания в среднем потребляют 300-600 кВт*ч/м 2 тепловой энергии в год. Для сравнения, «пассивные» здания, во множестве возводимые сейчас по всей Европе, тратят на отопление в 10-15 раз меньше энергоресурсов, их энергопотребление не превышает 34 кВт*ч/м 2 в год! В чём же дело? Неужели отечественным домовладельцам нравится в несколько раз переплачивать за постоянно дорожающий комфорт?

Немалое влияние на соотечественников оказала архитектура европейских стран. Для этого не обязательно выезжать за рубеж, в любом импортном фильме что ни дом - то чуть ли не дворец. Просторный, с огромными остеклёнными стенами, мансардами, открытой планировкой. Единственное, что не учитывается, так это то, что их климат гораздо теплее. На большей части Европы и снег-то редкость.

Средняя температура в той части Финляндии, где проживает основная часть населения, зимой минус 3°С! У нас же средняя температура января ниже -20°С, а ночная под -30°С практически норма жизни. Попробуй в таких условиях найти тёплое местечко в просторном, без перегородок и дверей стеклянном кубе. У камина, сжигая тонны дров? Дом в нашем климате должен быть предельно практичен. Стоит вспомнить северные крестьянские дома, где первый этаж был отдан под загон для животных («тёплый пол» к тому же). Центр жилой зоны занимала огромная печь, а весь периметр дома был отдан под амбары и хозяйственные помещения (своего рода фасадная система).

Популярные сегодня в Европе «пассивные» дома в России пока строятся в единичных экземплярах. Нулевой энергозатратностью здания считается такое его годовое потребление энергии, которое не превышает производимого на месте объёма энергии от возобновляемых источников (солнечными батареями, ветряками, тепловыми насосами). Основная нагрузка на ГВС возложена на солнечные коллекторы. Кроме этого, они частично обеспечивают работу системы отопления. Недостающую часть теплового баланса дома компенсирует тепловой насос. Система отопления на базе геотермальных тепловых насосов получает энергию от солнечных панелей. Вентиляция принудительная, с рекуперацией тепла в мороз и в жару.

Для обогрева жилых зон большое значение имеет солнечное излучение, эффект от воздействия которого усиливается энергосберегающими окнами, пропускающими тепло внутрь и не выпускающими его обратно за счет селективного покрытия. Для этого задействованы все окна: мансардные и вертикальные. Последние играют особую роль зимой. Они улавливают лучи зимнего солнца, имеющего низкий угол подъёма над горизонтом. Однако эти автономные системы в пересчёте на наши климатические условия оказываются на порядок дороже. Да и с эксплуатацией таких систем порой возникают проблемы.

Чтобы зимой солнечные батареи или водонагревательные коллекторы не накрывало снегом, их размещают не на крыше, а на стенах здания. Огромные же энергосберегающие окна при очень низких ночных температурах становятся излучателями тепла наружу. Селективные покрытия не особо помогают. При всём при этом у нас сегодня есть на вооружении не только мировой опыт строительства зданий с повышенной энергетической эффективностью, но и налаженное серийное производство всех комплектующих для них: от материалов для ограждающих конструкций до инженерного оборудования любых систем. Дело за малым: начать.