Расчет теплоизоляции










Зачем вообще нужен такой расчет? Не секрет, что правильно подобранный теплоизоляционный материал при строительстве дома или его утеплении позволит в дальнейшем значительно сэкономить на энергопотреблении. Но как самостоятельно просчитать эти самые энергопотери и подобрать оптимальный вариант теплоизоляции?

 

Нам понадобятся несколько специфичных терминов:

 

1. Коэффициент теплопередачи.

Этот показатель части здания (стена, пол, крыша, окно) характеризует, насколько она хорошо способна проводить тепло. Этот параметр определяется количеством потери энергии одним квадратным метром рассматриваемой поверхности при разности температуры внешней и внутренней.

 

Например, для стены из сплошного кирпича толщиной 24 см с 1,5 см штукатурки с обеих сторон коэффициент теплопроводности составляет порядка 2 W/(m2•K). Как это понять, много это или мало?

Для такой стены, которая была очень популярна в довоенном строительстве, при разности температур в 1 градус потеря энергии составляет 2 Ватта на каждый квадратный метр.

Несложно посчитать, количество теряемой энергии стеной площадью в 50 кв.метров (20 х 2,5) при разности температуры в 30 градусов (например, наружная -10 градусов, а внутренняя — +20):

 

2 х 50 х 30 = 3 000 Ватт = 3 кВатт

 

Или в сутки потери энергии составляют 3 х 24 = 72 кВатт/ч. Это соответствует расходу топлива объемом 5 литров.

 

2. Теплопроводность.

Каждый материал в той или иной мере проводит тепло. Теплопроводность характеризует, насколько быстро материал способен проводить тепло. Чем меньше теплопроводность, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Теплопроводность — это тепловая энергия, которая равна разности показателей температуры на площади поперечного сечения конструкции, умноженных на толщину данного материала.

 

Получается, что при увеличении толщины материала ток тепловой энергии уменьшается. Для расчета теплопроводности проводимая энергия (Ватт) делится на площадь поперечного сечения (кв.м), умножается на толщину материала (м) и делится на разницу температур (К).

 

Расчет коэффициента теплопередачи

Конструкция (рис.1.), для которой производится расчет коэффициента теплопередачи, состоит обычно из нескольких слоев, каждый из которых имеет свою теплопроводность.

 

Давайте рассмотрим расчет сопротивления пропуску тепла всей конструкции.

R = d/λ

Rобщ = Rsi + R1 + R2 + … + Rse

U = 1 / Rобщ 

R1, R2 — это сопротивление пропуску тепла строительного слоев 1 и 2, Rsi — сопротивление теплопередаче между стеной и воздухом внутри помещения, Rse — между стеной и воздухом снаружи здания.

Обычно внутри помещения сопротивление теплопередаче  принимают равной Rsi=0,13 кв.м·K/W.

Сопротивление теплопередаче снаружи здания в расчетах принимают в зависимости от части здания:

Rse = 0,04 кв.м·K/W для непосредственного перехода стена/внешний воздух

Rse = 0,08 кв.м·K/W для фасада

Rse = 0,0 кв.м·K/W при переходе в землю.

Произведем расчет коэффициента теплопередачи для старого дома без теплоизоляции:

Сопротивление теплопередаче внутри: Rsi = 0,13 кв.м·K/W

Для внутренней штукатурки (15 см)   λ=0,87 W/мK, R1=0,011 кв.м·K/W

Слой полнотелого кирпича (24 см)    λ=0,81 W/мK, R2=d/ λ=0,296 кв.м·K/W

Для внешней штукатурки (15 см)   λ=0,87 W/мK, R3=0,017 кв.м·K/W

Термическое сопротивление снаружи Rse = 0,04 кв.м·K/W

Тогда общий коэффициент теплопередачи для многослойной стены:

Rобщ = 0,13 + 0,011 + 0,296 + 0,017 + 0,04 = 0,494 кв.м.K/W

U = 1 / Rобщ = 2,02 W/(кв.мK)

Произведем теплоизоляцию стены, например напылением пенополиуретана толщиной в 10 см. Сверху пусть имеется 1,5 см штукатурки. Тогда, по данным производителя, например пенополиуретана Penoglas λ = 0,019 W/(мK).

Пенополиуретан: R4 = 0,1 м / 0,019 W/(мK) = 5,263 кв.м.K/W

внешняя штукатурка (1,5 см) на деревянной плите: R5 = 0,017 кв.м.K/W

К рассчитанному ранее общему сопротивлению пропуску тепла Rобщ = 0,494 кв.мK/W добавится сопротивление дополнительного слоя: 5,281 кв.м.K/W

Rобщ2 = 5,774 кв.м.K/W

U2 = 1 / Rобщ2 = 0,173 W/(кв.м.K)

Мы получили, что потери тепла при утеплении старого дома указанным способом сократились почти в 12 раз!

В реальности, конечно, слоев гораздо больше, но и в этом случае можно сделать расчет теплоизоляции, чтоб определить ее эффективность на стадии проектных работ.

 

Блоги, Изоляция и защитные покрытия, Утеплители

Комментарии пользователей:

  1. iop2008:

    Спасибо, за хорошую информацию, как раз собираюсь в этом году утеплять кирпичный дом, потому что цены на газ растут. Расчетные формулы помогут мне лучше подобрать утеплитель, для моего дома, что позволит уменьшить затраты по газу.

  2. Lenok73:

    Очень сложные расчеты, думаю нам не под силу, попрошу своего дядю инженера. Хотя мы в свое время утеплали кирпичную дачу просто как нам посоветовали, при стене толщиной в 1,5 кирпича, просто обшили пенопластом 10 см.

  3. su21:

    Всегда есть три пути:
    1) сделать самостоятельный расчет
    2) доверить его специалисту
    3) сделать на глазок
    Всегда выбор за Вами. Иногда полдня, проведенные за калькулятором, позволяют сэкономить уйму денег. Тем более, что в интернете можно найти готовые программы для расчета. Подставляете параметры — получаете результат. Пусть в ваших домах будет тепло зимой и прохладно летом, а не наоборот!

  4. marina33:

    Тщательный подсчет теплопотерь достаточно сложен для неспециалиста. Тем более что наиболее оптимальный метод теплоизоляции учитывает не только коэффициент теплопередачи, но и относительную стоимость материалов и трудоемкость монтажных работ для изоляции зданий. Поэтому хотелось бы увидеть просто профессионально рассчитанные варианты наиболее дешевых способов теплоизоляции стен разного типа.

  5. miranina:

    Наверное, при больших масштабах строительства точный расчет теплоизоляции позволяет сэкономить приличные суммы просто при незначительном усеньшении слоя теплоизоляционного материала. Для домашнего ремонта такая экономия окажется незначительной, тем более, что плитная теплоизоляция, которая чаще всего используется, имеет стандартную толщину материалов в несколько сантиметров, и купить материал на 5 мм тоньше просто невозможно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *