Розрахунок коефіцієнта теплового опору стіни- утеплення будівель пінополіуретаном України харків
Як розрахувати коефіцієнт теплопровідності всієї стіни, якщо вона з різних матеріалів, з різними своїми коефіцієнтами теплопровідності, і різної товщини.
Утеплення стін будинку
При будівництві індивідуальних будинків важливо знати теплопровідність стіни будинку. Це дозволить підібрати оптимальне поєднання ціни будівництва, вартість утеплення стін і якості утеплення.
Наприклад, що краще - цегляна стіна в 1 цеглу і 10 сантиметрів пінопласту або стіна з бруса, обкладена в півцеглини. А може зробити каркас і закласти в нього 15 см мінеральної вати? Якою буде коефіцієнт теплового опору у стіни, що складається з бруса 15 см, 5 см пінопласту, повітряного зазору 5 см і половини цегли?
Тому важливо вміти розраховувати коефіцієнт теплопередачі стіни в цілому, а не конкретного матеріалу. Це необхідно, щоб оцінити - наскільки буде ефективним утеплення, і чи варто його робити. На стадії будівництва знання тепловтрат через стіни стане в нагоді при розрахунку необхідної потужності опалення. Недолік потужності рано чи пізно поставить перед власником будинку питання або про додаткове утеплення або про збільшення опалювальних потужностей. А зайвий і нерегульований надлишок (не плутати з розумним запасом) призведе до значних перевитрат палива і коштів на опалення. А всю атмосферу все одно не зігрієш ...
Методика розрахунку коефіцієнта теплопровідності стіни
Найпростіше методику розрахунку коефіцієнта теплопровідності такої стіни пояснити на прикладі. Припустимо, є стіна з бруса товщиною 15 см. Досить поширене явище в дачному будівництві. З довідника ми знаємо, що коефіцієнт теплопровідності (Ктп) сосни поперек волокон дорівнює 0,15 Вт / метр * град. Відповідно Ктп 15-ти сантиметрової стіни з бруса буде дорівнює 0,15 * 1метр / 0,15 метра = 1 Вт / метр * град.
Господар вирішує утеплити стіну зсередини 5 сантиметровим шаром мінеральної вати (Ктп = 0,05 Вт / метр * град). а зовні - обкласти цеглою (в півцеглини - 15 см). залишивши 5 см повітряний зазор. (Я навмисне взяв цей приклад, оскільки це найпоширеніша в Україні схема стіни).
Отже, що ми маємо:
1. Стіна в 15 см з бруса, Ктп бруса = 0,15, а Ктп стіни з бруса - 1. (тут і надалі я опускаю позначення Вт / метр * град).
2. 5 сантиметрів хв. вати. Ктп самої мінеральної вати = 0,05, А 5-ти см. Стіни мінвати - Ктп = 1.
3. Повітряний зазор (за умови непродуваемості в період опалення). Ктп повітря = 0,03. А самого зазору Ктп = 0,6
4. Цегляна кладка в півцеглини (15 см). Ктп цегляної кладки = 0,85. Ктп власне стінки = 5,7 (відчуйте різницю між просто цеглою і утеплювачем. Цегла, в даному випадку - просто декоративне оздоблення і вітро-волого захист).
Тепер на основі цих даних визначимо частку участі кожного з шару стіни в справі заощадження тепла. Для цього візьмемо зворотні величини Ктп шару і будемо вважати їх суму за 100%, що б визначити частку кожного шару в процесі теплозбереження.
1. Брус, Ктп = 1, Величина зворотна = 1.
2. Минвата. Ктп = 1, Величина зворотна = 1
3. Повітряний зазор. Ктп = 0,6, Величина зворотна = 1,67
4. Цегляна стіна. До пт = 5,7, Величина зворотна = 0,175
Сума зворотних величин = 3.845 (це 100%)
Відповідно, частка участі Бруса в теплозбереженні становить 1 / 3.845 = 0,26 = 26%. Мінвати теж 26% (0,26). Повітря - 43% (Ви бачите, наскільки важливо робити якісний повітряний зазор між цеглою і брусом.).
І частка цегли = 5% Як бачите - його призначення - захист від вітру, вологозахист, просто захист, створення повітряного зазору, зовнішня обробка і т.д. Все що завгодно, тільки не теплоізоляція. А щоб розрахувати Ктп всієї стіни, візьмемо питомі частки кожного з шарів, помножимо на Ктп матеріалу шару і складемо їх.
Тобто формально, ми вважаємо, що наша стіна складається з якогось умовного матеріалу, в складі якого певні частки компонентів зі своїми Ктп. Тоді отримаємо 0,26 * 0,15 + 0,26 * 0,05 + 0,43 * 0,03 + 0,05 * 0,85 = 0,1074 Тобто Ктп нашого «сендвіча» дорівнює
теплопровідність стіни
З урахуванням того, що товщина нашої стіни = 0,4 метра, то Ктп стіни = 0,275 Вт / метр * град. Порівняйте це з До тп стіни з «просто бруса» (1,0) і ми побачимо, що зменшили тепловтрати майже в 4 рази! Тобто нам буде потрібно теплова потужність опалення майже в 4 раз менше, ніж просто в будинку з бруса (колод будинку).
Знаючи Ктп стіни, її площа, різницю температур всередині і зовні будинку (за гіршим варіантом) не важко розрахувати необхідну потужність опалення. На підставі цих міркувань, можна вивести нескладну формулу для розрахунку До тп стіни, що складається з декількох шарів різних матеріалів і мають між собою теплової контакт.
Теплопровідність стіни виражається формулою
1 / L = сума де Li і Ti - теплопровідність і товщина кожного шару, T - сумарна товщина шару (в метрах), а L - сумарний До тп.