Утепление стен дома и коттеджа. Расчет коэффициента теплового сопротивления стены

При строительстве индивидуальных домов важно знать теплопроводность стены дома. Это позволит подобрать оптимальное сочетание цены строительства, стоимость утепления стен и качества утепления. Например, что лучше - кирпичная стена в 1 кирпич и 10 сантиметров пенопласта или стена из бруса, обложенная в полкирпича. А может сделать каркас и заложить в него 15 см минеральной ваты? Какой будет коэффициент теплового сопротивления у стены, состоящей из бруса 15 см, 5 см пенопласта, воздушного зазора 5 см и половины кирпича?

И т.д. и т.д.

Поэтому важно уметь рассчитывать коэффициент теплопередачи стены в целом, а не конкретного материала (его данные приведены в таблицах). Это необходимо, что бы оценить – насколько будет эффективным утепление, и стоит ли его делать. На стадии строительства знание теплопотерь через стены пригодится при расчете необходимой мощности отопления. Недостаток мощности рано или поздно поставит перед владельцем дома вопрос либо о дополнительном утеплении либо об увеличении отопительных мощностей. А излишний и нерегулируемый избыток (не путать с разумным запасом) приведет к значительному перерасходу топлива и средств на отопление. А всю атмосферу все равно не согреешь…

Итак, как рассчитать коэффициент теплопроводности всей стены, если она представляет собой своеобразный пирог из разных материалов, с различными своими коэффициентами теплопроводности, и различной толщины.

Проще всего методику расчета коэффициента теплопроводности такой стены пояснить на примере.

Допустим, есть стена из бруса толщиной 15 см. Достаточно распространенное явление в дачном строительстве.

Из справочника мы знаем, что коэффициент теплопроводности (Ктп) сосны поперек волокон равен 0,15 вт/метр*град. Соответственно Ктп 15-ти сантиметровой стены из бруса будет равен 0,15 * 1метр/0,15 метра = 1 вт/метр*град.

Хозяин решает утеплить стену изнутри 5 сантиметровым слоем минеральной ваты ( Ктп= 0,05 вт/метр*град) , а снаружи - обложить кирпичем (в полкирпича – 15 см) , оставив 5 см воздушный зазор. ( Я умышленно взял этот пример, поскольку это самая распространенная в России схема стены) .

Итак, что мы имеем:

1. Стена в 15 см из бруса, Ктп бруса = 0,15, а Ктп стены из бруса – 1. ( тут и в дальнейшем я опускаю обозначение Вт/метр*град).

2. 5 сантиметров мин. ваты. Ктп самой минваты = 0,05, А 5-ти см. стены минваты - Ктп = 1.

3. Воздушный зазор (при условии непродуваемости в период отопления). Ктп воздуха = 0,03. А самого зазора Ктп = 0,6

4. Кирпичная кладка в полкирпича (15 см) . Ктп кирпичной кладки = 0,85 , Ктп собственно стенки = 5,7 (почувствуйте разницу между просто кирпичем и утеплителем. Кирпич, в данном случае - просто декоративная отделка и ветро-влаго защита).

Теперь на основе этих данных определим долю участия каждого из слоя стены в деле сбережения тепла. Для этого возьмем обратные величины Ктп слоя и будем считать их сумму за 100%, что бы определить долю каждого слоя в процессе теплосбережения.

1. Брус, Ктп= 1, Величина обратная = 1.

2. Минвата. Ктп= 1, Величина обратная = 1

3. Воздушный зазор. Ктп= 0,6, Величина обратная = 1,67

4. Кирпичная стена. К пт = 5,7, Величина обратная = 0,175

Сумма обратных величин = 3.845 (это 100%)

Соответственно, Доля участия Бруса в теплосбережении составляет 1/3.845 = 0,26 = 26 % .

Минваты тоже 26% (0,26). Воздуха - 43% ( Вы видите, насколько важно делать качественный воздушный зазор между кирпичом и брусом !!!).

И доля кирпича = 5% Как видите – его назначение - ветрозащита, влагозащита, просто защита, создание воздушного зазора, внешняя отделка и т.д. Все что угодно, только не теплоизоляция.

А что бы рассчитать Ктп всей стены, возьмем удельные доли каждого из слоев, умножим на Ктп материала слоя и сложим их.

Т.е. формально, мы считаем, что наша стена состоит из некоего условного материала, в составе которого определенные доли компонентов со своими Ктп.

Тогда получим 0,26 * 0,15 + 0,26 * 0,05 + 0,43 * 0,03 + 0,05 * 0,85 = 0,1074

Т.е Ктп нашего «сэндвича» равен ~ 0,11 вт/метр*град.

С учетом того, что толщина нашей стены = 0,4 метра, то Ктп стены = 0,275 вт/метр*град.

Сравните это с К тп стены из «просто бруса» ( 1,0 ) и мы увидим, что уменьшили теплопотери почти в 4 раза! Т.е. нам потребуется тепловая мощность отопления почти в 4 раз меньше, чем просто в доме из бруса (бревенчатом доме).

Зная Ктп стены, ее площадь, разницу температур внутри и снаружи дома (по худшему варианту) не трудно рассчитать необходимую мощность отопления.

На основании этих рассуждений, можно вывести несложную формулу для расчета К тп стены, состоящей из нескольких слоев различных материалов и имеющих между собой тепловой контакт.

Теплопроводность стены выражается формулой

1/L = сумма <(Ti/T)*(1/Li)>

где Li и Ti - теплопроводность и толщина каждого слоя, T - суммарная толщина слоя (в метрах), а L - суммарный К тп.

К. Тимошенко.

Обсудим утепление дома?