Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 марта 2013 года; проверки требуют 76 правок.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, коэффициент теплосопротивления, теплосопротивление, термическое сопротивление — один из важнейших теплотехнических показателей строительных материалов.
При общих равных условиях, это отношение разности температур на поверхностях ограждающей конструкции к величине мощности теплового потока (теплопередача за один час через один квадратный метр площади поверхности ограждающей конструкции, 
) проходящего сквозь нее, то есть 
.
Сопротивление теплопередаче отражает теплозащитные свойства ограждающей конструкции и складывается из термических сопротивлений отдельных однородных слоев конструкции.
Единицы измерения[править | править код]
В Международной системе единиц (СИ) сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции измеряется разностью температуры в кельвинах (либо в градусах Цельсия) у поверхностей этой конструкции, требуемой для переноса 1 Вт мощности энергии через 1 м2 площади конструкции (м2·K/Вт или м2·°C/Вт).
Расчёт[править | править код]
Термическое сопротивление отдельного слоя ограждающей конструкции или однородного ограждения[1] 
, где δ — толщина слоя материала (м), λ — коэффициент теплопроводности материала[2] (Вт/[м·°С]).
Чем больше полученное значение R, тем выше теплозащитные свойства слоя материала. Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно сумме термических сопротивлений слоев из однородных материалов, составляющих эту конструкцию.
Для примера рассчитаем теплопотери помещения верхнего этажа дома через крышу. Примем температуру внутреннего воздуха +20°С , а наружного −10°С. Таким образом, температурный перепад составит 30°С (или 30 К). Если, например, потолок комнаты со стороны крыши изолирован стекловатой с низкой плотностью толщиной 150 мм, то сопротивление теплопередачи крыши составит около R=2,5 кв.м*град/Вт. При таких значениях температурного перепада и сопротивления теплопередаче, теплопотери через один квадратный метр крыши равны: 30 / 2,5 = 12 Вт/кв.м. При площади потолка комнаты 16 м2 мощность оттока тепла только через потолок составит 12*16=192 Вт.
Согласно «СНиП 1954» R многослойных ограждений = Rв + R1 + R2 + … + Rн, где Rв — сопротивление теплопереходу у внутренней поверхности ограждения, R1 и R2 — термические сопротивления отдельных слоёв ограждения, Rн — сопротивление теплопереходу у наружной поверхности ограждения[1].
Теплопроводность некоторых материалов[править | править код]
| Материал | В сухом состоянии (нулевая влажность) λ, Вт/м·°C |
При влажности в условиях эксплуатации «Б» λ, Вт/м·°C |
Влажность %[3] |
|---|---|---|---|
| Кладка из полнотелого керамического кирпича на цементно-песчаном растворе | 0,56 | 0,81 | 2 |
| Кладка из полнотелого силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе | 0,7 | 0,87 | 4 |
| Сосна и ель поперёк волокон | 0,09 | 0,18 | 20 |
| Фанера клееная | 0,12 | 0,18 | 13 |
| Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные плотностью 200 кг/м3 | 0,06 | 0,08 | 12 |
| Опилки древесные | 0,09 Вт/м·°C (0,08 ккал/м·час·°C[4]) |
(средняя влажность в наружных ограждениях) | |
| Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) плотностью 800 кг/м3 | 0,15 | 0,21 | 6 |
| Плиты минераловатные из каменного волокна плотностью 180 кг/м3 | 0,038 | 0,048 | 5 |
| Плиты из пенополистирола плотностью до 10 кг/м3 | 0,049 | 0,059 | 10 |
См. также[править | править код]
- Тепловая инерция
- Теплопроводность
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 СНиП, 1954.
- ↑ СП 50.13330.2012, 2012, Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий, с. 82—94.
- ↑ СП 50.13330.2012, 2012, с. 82—94.
- ↑ СНиП, 1954, с. 146.
Литература[править | править код]
- Свод правил СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 / Минрегион России. — М., 2012. — 96 с.
- Глава 3. Строительная теплотехника : § 3. Нормы сопротивления теплопередаче ограждений // Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы строительного проектирования / Гос. ком. Совета Министров СССР по делам строительства. — М.: Гос. изд-во лит. по стр-ву и архитектуре, 1954. — С. 150—154. — 404 с.
Советы начинающему инженеру.
Продолжение статьи про коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций.
В предыдущей статье рассматривалось, где найти R ограждающих конструкций, если здание реконструируется или проектируется с учетом существующих норм.
Другое дело, когда заказчик просит посчитать теплопотери, например, в уже построенном здании.
Для этого необходимо знать толщины каждого слова, и наименование материала.
Наименование материала нужно для того чтобы найти теплопроводность
согласно приложения Т СП 50.13330.2012.
Теплотехнический расчет наружной стены
Сопротивление теплопередаче Ro, м2×°С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле,
Ro=1/ альфа внутр +Rк +1/ альфа наруж, по формуле Е.6 СП 50.13330.2012;
где альфа внутр. – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4 СП 50.13330.2012;
Rк – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2×°С/Вт,
определяемое: однородной (однослойной) – по формуле 9.5 СП 50.13330.2012,
Rк = R1 + R2 + … + Rn, многослойной по формуле 7.4 СП 50.13330.2012
альфа наруж – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м °С), принимаемый по табл. 6 СП 50.13330.2012.
альфа внутр. = 8,7
альфа наруж.= 23
Пример 1
Рассчитать фактическое сопротивление теплопередачи наружной стены в жилых помещениях.
конструкция стен:
Кирпич толщ. 0.65 м, теплопроводность 0.58 Вт/м х°С
Пенополистирол толщ. 0.06 м, теплопроводность 0.05 Вт/м х°С
Штукатурка толщ. 0.02 м, теплопроводность 0.81 Вт/м х°С.
Rф = 1/8.7 + 0.65/0.58 + 0.06/0.05 + 0.02/0.81 + 1/23 = 2.52 м2 х °С /Вт
Коэффициент теплопередачи стены К=1/ Rф =1/2,52=0,3968 Вт/(м2 х °С)
Пример 2
Рассчитать фактическое сопротивление теплопередачи наружной стены в помещениях ванных комнат.
Конструкция стен:
Кирпич толщ. 0.74 м, теплопроводность 0.58 Вт/м х°С
Пенополистирол толщ. 0.06 м, теплопроводность 0.05 Вт/м х°С
Плиты минераловатные толщ. 0.05 м, теплопроводность 0.076 Вт/м х°С
Штукатурка толщ. 0.02 м, теплопроводность 0.81 Вт/м х°С
Rф. = 1/8.7 + 0.74/0.58 + 0.06/0.05 + 0.05/0.076 + 0.02/0.81 + 1/23 = 3.317 м2 х°С /Вт
Коэффициент теплопередачи стены К=1/ Rф. =1/3,317=0,3014 Вт/(м2 х С)
Пример 3
Рассчитать фактическое сопротивление теплопередачи наружной чердачного перекрытия.
Конструкция перекрытия:
Стяжка толщ. 0.015 м, теплопроводность 0.76 Вт/м х°С
Мин.плита «РУФ БАТТС» γ=175кг/м³ толщ. 0.15 м, теплопроводность 0.046 Вт/м х°С
Rф. = 1/8.7+0,015/0,76+0.15/0,046+1/12=3,48 м2 х °С /Вт
Коэффициент теплопередачи перекрытия К=1/ Rф. =1/3,48=0,287 Вт/(м2 х °С).
Что касаемо окон, то коэффициент теплопередач нужно запрашивать у производителей.
Рубрика основывается на вопросах, которые мне приходят, от подписчиков в интернет ресурсах.
А именно группа в ВК,
группа в ОК,
канал ютуба,
яндекс Дзен.
Ну, и также вы при желании можете поддержать канал копеечкой, перейдя по ссылке. http://www.donationalerts.ru/r/sozonov
При строительстве частных и многоквартирных домов приходится учитывать множество факторов и соблюдать большое количество норм и стандартов. К тому же перед строительством создается план дома, проводятся расчеты по нагрузке на несущие конструкции (фундамент, стены, перекрытия), коммуникациям и теплосопротивлению. Расчет сопротивления теплопередаче не менее важен, чем остальные. От него не только зависит, насколько будет дом теплым, и, как следствие, экономия на энергоносителях, но и прочность, надежность конструкции. Ведь стены и другие элементы ее могут промерзать. Циклы заморозки и разморозки разрушают строительный материал и приводят к обветшалости и аварийности зданий.
Теплопроводность
Любой материал способен проводить тепло. Этот процесс осуществляется за счет движения частиц, которые и передают изменение температуры. Чем они ближе друг к другу, тем процесс теплообмена происходит быстрее. Таким образом, более плотные материалы и вещества гораздо быстрее охлаждаются или нагреваются. Именно от плотности прежде всего зависит интенсивность теплопередачи. Она численно выражается через коэффициент теплопроводности. Он обозначается символом λ и измеряется в Вт/(м*°C). Чем выше этот коэффициент, тем выше теплопроводность материала. Обратной величиной для коэффициента теплопроводности является тепловое сопротивление. Оно измеряется в (м2*°C)/Вт и обозначается буквой R.
Применение понятий в строительстве
Для того чтобы определить теплоизоляционные свойства того или иного строительного материала, используют коэффициент сопротивления теплопередаче. Его значение для различных материалов дается практически во всех строительных справочниках.
Так как большинство современных зданий имеет многослойную структуру стен, состоящую из нескольких слоев различных материалов (внешняя штукатурка, утеплитель, стена, внутренняя штукатурка), то вводится такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче. Оно рассчитывается так же, но в расчетах берется однородный аналог многослойной стены, пропускающий то же количество тепла за определенное время и при одинаковой разности температур внутри помещения и снаружи.
Приведенное сопротивление рассчитывается не на 1 м кв., а на всю конструкцию или какую-то ее часть. Оно обобщает показатель теплопроводности всех материалов стены.
Тепловое сопротивление конструкций
Все внешние стены, двери, окна, крыша являются ограждающей конструкцией. И так как они защищают дом от холода по-разному (имеют различный коэффициент теплопроводности), то для них индивидуально рассчитывается сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. К таким конструкциям можно отнести и внутренние стены, перегородки и перекрытия, если в помещениях имеется разность температур. Здесь имеются в виду помещения, в которых разность температур значительная. К ним можно отнести следующие неотапливаемые части дома:
- Гараж (если он непосредственно примыкает к дому).
- Прихожая.
- Веранда.
- Кладовая.
- Чердак.
- Подвал.
В случае если эти помещения не отапливаются, то стену между ними и жилыми помещениями необходимо также утеплять, как и наружные стены.
Тепловое сопротивление окон
В воздухе частицы, которые участвуют в теплообмене, находятся на значительном расстоянии друг от друга, а следовательно, изолированный в герметичном пространстве воздух является лучшим утеплителем. Поэтому все деревянные окна раньше делались с двумя рядами створок. Благодаря воздушной прослойке между рамами сопротивление теплопередаче окон повышается. Этот же принцип применяется для входных дверей в частном доме. Для создания подобной воздушной прослойки ставят две двери на некотором расстоянии друг от друга или делают предбанник.
Такой принцип остался и в современных пластиковых окнах. Единственное отличие – высокое сопротивление теплопередачи стеклопакетов достигается не за счет воздушной прослойки, а за счет герметичных стеклянных камер, из которых откачан воздух. В таких камерах воздух разряжен и практически нет частиц, а значит, и передавать температуру нечему. Поэтому теплоизоляционные свойства современных стеклопакетов намного выше, чем у старых деревянных окон. Тепловое сопротивление такого стеклопакета – 0,4 (м2*°C)/Вт.
Современные входные двери для частных домов имеют многослойную структуру с одним или несколькими слоями утеплителей. К тому же дополнительное теплосопротивление дает установка резиновых или силиконовых уплотнителей. Благодаря этому дверь становится практически герметичной и установка второй не требуется.
Расчет теплового сопротивления
Расчет сопротивления теплопередаче позволяет оценить потери тепла в Вт и рассчитать необходимое дополнительное утепление и потери тепла. Благодаря этому можно грамотно подобрать необходимую мощность отопительного оборудования и избежать лишних трат на более мощное оборудование или энергоносители.
Для наглядности рассчитаем тепловое сопротивление стены дома из красного керамического кирпича. Снаружи стены будут утеплены экструдированным пенополистиролом толщиной 10 см. Толщина стен будет два кирпича – 50 см.
Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле R = d/λ, где d – это толщина материала, а λ – коэффициент теплопроводности материала. Из строительного справочника известно, что для керамического кирпича λ = 0,56 Вт/(м*°C), а для экструдированного пенополистирола λ = 0,036 Вт/(м*°C). Таким образом, R (кирпичной кладки) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (м2*°C)/Вт, а R (экструдированного пенополистирола) = 0,1 / 0,036= 2,8 (м2*°C)/Вт. Для того чтобы узнать общее теплосопротивление стены, нужно сложить эти два значения: R = 3,59 (м2*°C)/Вт.
Таблица теплового сопротивления строительных материалов
Всю необходимую информацию для индивидуальных расчетов конкретных построек дает представленная ниже таблица сопротивления теплопередаче. Образец расчетов, приведенный выше, в совокупности с данными таблицы может также использоваться и для оценки потери тепловой энергии. Для этого используют формулу Q = S * T / R, где S – площадь ограждающей конструкции, а T – разность температур на улице и в помещении. В таблице приведены данные для стены толщиной 1 метр.
| Материал | R, (м2 * °C)/Вт |
| Железобетон | 0,58 |
| Керамзитобетонные блоки | 1,5-5,9 |
| Керамический кирпич | 1,8 |
| Силикатный кирпич | 1,4 |
| Газобетонные блоки | 3,4-12,29 |
| Сосна | 5,6 |
| Минеральная вата | 14,3-20,8 |
| Пенополистирол | 20-32,3 |
| Экструдированный пенополистирол | 27,8 |
| Пенополиуретан | 24,4-50 |
Теплые конструкции, методы, материалы
Для того чтобы повысить сопротивление теплопередаче всей конструкции частного дома, как правило, используют строительные материалы с низким показателем коэффициента теплопроводности. Благодаря внедрению новых технологий в строительстве таких материалов становится все больше. Среди них можно выделить наиболее популярные:
- Дерево.
- Сэндвич-панели.
- Керамический блок.
- Керамзитобетонный блок.
- Газобетонный блок.
- Пеноблок.
- Полистиролбетонный блок и др.
Дерево является весьма теплым, экологически чистым материалом. Поэтому многие при строительстве частного дома останавливают выбор именно на нем. Это может быть как сруб, так и оцилиндрованное бревно или прямоугольный брус. В качестве материала в основном используется сосна, ель или кедр. Тем не менее это довольно капризный материал и требует дополнительных мер защиты от атмосферных воздействий и насекомых.
Сэндвич-панели – это довольно новый продукт на отечественном рынке строительных материалов. Тем не менее его популярность в частном строительстве очень возросла в последнее время. Ведь его основными плюсами является сравнительно невысокая стоимость и хорошее сопротивление теплопередаче. Это достигается за счет его строения. С наружных сторон находится жесткий листовой материал (ОСП-плиты, фанера, металлический профиль), а внутри – вспененный утеплитель или минеральная вата.
Строительные блоки
Высокое сопротивление теплопередаче всех строительных блоков достигается за счет наличия в их структуре воздушных камер или вспененной структуры. Так, например, некоторые керамические и другие виды блоков имеют специальные отверстия, которые при кладке стены идут параллельно ей. Таким образом, создаются закрытые камеры с воздухом, что является довольно эффективной мерой препятствия теплопередачи.
В других строительных блоках высокое сопротивление теплопередачи заключается в пористой структуре. Это может достигаться различными методами. В пенобетонных газобетонных блоках пористая структура образуется благодаря химической реакции. Другой способ – это добавление в цементную смесь пористого материала. Он применяется при изготовлении полистиролбетонных и керамзитобетонных блоков.
Нюансы применения утеплителей
Если сопротивление теплопередачи стены недостаточно для данного региона, то в качестве дополнительной меры могут применяться утеплители. Утепление стен, как правило, производится снаружи, но при необходимости может применяться и по внутренней части несущих стен.
На сегодняшний день существует множество различных утеплителей, среди которых наибольшей популярностью пользуются:
- Минеральная вата.
- Пенополиуретан.
- Пенополистирол.
- Экструдированный пенополистирол.
- Пеностекло и др.
Все они имеют очень низкий коэффициент теплопроводности, поэтому для утепления большинства стен толщины в 5-10 мм, как правило, достаточно. Но при этом следует учесть такой фактор, как паропроницаемость утеплителя и материала стен. По правилам, этот показатель должен возрастать наружу. Поэтому утепление стен из газобетона или пенобетона возможно только с помощью минеральной ваты. Остальные утеплители могут применяться для таких стен, если делается специальный вентиляционный зазор между стеной и утеплителем.
Заключение
Теплосопротивление материалов – это важный фактор, который следует учитывать при строительстве. Но, как правило, чем стеновой материал теплее, тем меньше плотность и прочность на сжатие. Это следует учитывать при планировке дома.
Отношение δ/λ называется
термическим сопротивлением
однородного ограждения.
;
.
Термическое сопротивление численно
равно разности температур, при которой
через стенку проходит тепловой поток
плотностью 1 Вт/м2, и измеряется в
м2·ºС/Вт.
Рассмотрим однородную плоскую стенку
с коэффициентом теплопроводности λ и
толщиной δ (рис.3.1). Она разделяет две
воздушные среды: внутреннюю с температурой
tint и
наружную с температурой text.
Температуры tint
и text
не меняются с течением времени,
следовательно, процесс теплопередачи
через стенку является стационарным.
Сопротивлением теплопередаче
однослойного ограждения:
.
Для многослойной конструкции нужно
учитывать термическое сопротивление
каждого слоя. В этом случае сопротивление
теплопередаче определяется следующим
образом
;
Ro
≥ Rreg
; Ri=
λi δi
, где n – число слоев
конструкции.
Теплоотдача – это перенос тепла между
поверхностью твердого тела и подвижной
средой.
законом
Ньютона, Здесь t и
ts
– температуры окружающей среды и
поверхности стенки, соответственно; t
> ts;
αк – коэффициент
теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи
характеризует интенсивность конвективного
теплообмена. Его можно определить как
количество тепла, переданное за единицу
времени через единицу площади поверхности
стенки при разности температур между
поверхностью и подвижной средой в 1ºС.
.
Коэффициент теплоотдачи измеряется в
Вт/(м2·ºС).
4.Требуемое сопротивление теплопередаче. Рекомендации по выбору теплоэффективных ограждающих конструкций.
Наружные ограждающие конструкции должны
быть запроектированы таким образом,
чтобы их сопротивление теплопередаче
R0 (для однородных
конструкций) или приведенное сопротивление
теплопередаче Rr0
(для неоднородных конструкций) было не
меньше нормируемого значения Rreq.
Rreq –
зависит от: климата; назначения здания;
вида огр. конструкции.
Следовательно, должно выполняться
условие:
– для однородных конструкций – R0
≥ Rreq
– для неоднородных конструкций – Rr0
≥ Rreq
Количественной характеристикой,
определяющие эксплуатационные расходы,
то есть издержки на отопление, являются
градусо-сутки отопительного периода
– D, ºС·сут. Величина
D зависит от расчетной
температуры внутреннего воздуха tint
, а также от средней температуры
наружного воздуха отопительного периода
tht ,
ºС, и от продолжительности отопительного
периода zht
, сут.
D = (tint
– tht
)· zht
; Rreq=
a*D+ в, где а
и в табличные коэффициенты, которые
зависят от назначения здания и от вида
ограждающих конструкций.
5. Распределение температур в ограждающей конструкции.
Совокупность значений температуры для
всех точек тела в данный момент времени
называется температурным полем.
Если температура со временем меняется,
то поле называется нестационарным,
а если не меняется – стационарным.
Важной величиной, характеризующей
температурное поле, является градиент
температуры.
Однослойная стена q = – λ
grad
t; t=qλx
+ C. Температурный график
прямая линия; Чем лучше материал проводит
тепло, тем меньше угол наклона t
графика к оси х и наоборот.
Многослойная стена: Графиком является
изогнутая линия. В слое утеплителя
график резко падает.
Сравнение утеплителей: Если по оси х
отложить не толщины слоев, а их термические
сопротивления, то температурный график
представляет собой прямую линию. Докажем,
что <α1 = <α2;
tgα1=tsi–t1R1=q1;
tgα2=t1-tseR2=q2;
q1= q2- tgα1=
tgα2 – <α1 =
<α2. Графический способ
определения:
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Ведущие тенденции современного строительства – это возведение домов с максимальной энергоэффективностью. То есть с возможностью создания и поддержания комфортных условий проживания при минимальных затратах энергоносителей. Понятно, что многим нашим строителям, ведущим возведение своих жилых владений самостоятельно, до таких показателей пока далековато, но стремиться к этому – необходимо всегда.
Прежде всего, это касается минимизации тепловых потерь через строительные конструкции. Достигается такое снижение эффективной термоизоляцией, выполненной на основании теплотехнических расчетов. Проектирование в идеале должны проводить специалисты, но часто обстоятельства понуждают владельцев жилья и такие вопросы брать в свои руки. Значит, необходимо иметь общие представления о базовых понятиях строительной теплотехники. Прежде всего – что такое теплопроводность строительных материалов, в чем она измеряется, как просчитывается.
Если разобраться с этими «азами», то будет проще всерьез, со знанием дела , а не по наитию, заниматься вопросами утепления своего жилья.
Что такое теплопроводность, какими единицами измерения она описывается?
Если не рассматривать каких-то теоретических условий, то в реальности все физические тела, жидкости или газы обладают способностью к передаче тепла. Иными словами, чтобы было понятнее, если какой-то объект начинают нагревать с одной из сторон, он становится проводником тепла, нагреваясь сам и передавая тепловую энергию дальше. Точно так же – и при охлаждении, только с «обратным знаком».
Даже на простом бытовом уровне всем понятно, что эта способность выражена у разных материалов в очень отличающейся степени. Например, одно дело мешать готовящееся на плите кипящее блюдо деревянной лопаткой, и совсем другое – металлической ложкой, которая практически моментально разогреется до такой температуры, что ее невозможно будет держать в руках. Этот пример наглядно показывает, что теплопроводность металла во много раз выше, чем у дерева.
И таких примеров – масса, буквально на каждом шагу. Например, прикоснитесь рукой к обычной деревянной двери в комнате, и к металлической ручке, прикрученной на ней. По ощущениям – ручка холоднее. Но такого не может быть – все предметы в помещении имеют примерно равную температуру. Просто металл ручки быстрее отвел на себя тепло тела, что и вызвало ощущения более холодной поверхности.
Коэффициент теплопроводности материала
Мнение эксперта:
Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта Stroyday.ru.
Инженер.
Задать вопрос эксперту
Существует специальная единица, которая характеризует любой материал, как проводник тепла. Называется она коэффициентом теплопроводности, обозначается обычно греческой буквой λ, и измеряется в Вт/(м×℃). (Во многих встречающихся формулах вместо градусов Цельсия ℃ указаны градусы Кельвина, К, но сути это не меняет).
Этот коэффициент показывает способность материала передавать определенное количество тепла на определённое расстояние за единицу времени. Причем, это показатель характеризует именно материал, то есть без привязки к каким бы то ни было размерам.
Такие коэффициенты рассчитаны для практически любых строительных и иных материалов. Ниже в данной публикации приведены таблицы для различных групп – растворов, бетонов, кирпичной и каменной кладки, утеплителей, древесины, металлов и т.д. Даже беглого взгляда на них достаточно, чтобы убедиться, насколько эти коэффициенты могут отличаться.
Очень часто производители стройматериалов того или иного предназначения в череде паспортных характеристик указывают и коэффициент теплопроводности.
Материалы, которые отличаются высокой проводимостью тепла, например, металлы, как раз и находят часто применение в роли теплоотводов или теплообменников. Классический пример – радиаторы отопления, в которых чем лучше их стенки будут передавать нагрев от теплоносителя, тем эффективнее их работа.
А вот для большинства строительных материалов – ситуация обратная. То есть чем меньше коэффициент теплопроводности материала, из которого возведена условная стенка, тем меньше тепла будет терять здание с приходом холодов. Или, тем меньше можно будет сделать толщину стены при одинаковых показателях теплопроводности.
И на титульной картинке к статье, и на иллюстрации ниже показаны весьма наглядные схемы, как будет различаться толщина стены из разных материалов при равных способностях удержать тепло в доме. Комментарии, наверное, не нужны.
В справочной литературе часто указывается не одно значение коэффициента теплопроводности для какого-то материала, а целых три. (А иногда – и больше, так как этот коэффициент может меняться с изменением температуры). И это – правильно, так как на теплопроводные качества влияют и условия эксплуатации. И в первую очередь – влажность.
Это свойственно большинству материалов – при насыщении влагой коэффициент теплопроводности увеличивается. И если ставится цель выполнить расчеты максимально точно, с привязкой к реальным условиям эксплуатации, то рекомендуется не пренебрегать этой разницей.
Итак, коэффициент может даваться расчетный, то есть для совершенно сухого материала и лабораторных условий. Но для реальных расчетов берут его или для режима эксплуатации А, или для режима Б.
Эти режимы складываются консолидировано из климатических особенностей региона и из особенностей эксплуатации конкретного здания (помещения).
Тип своей климатической зоны по уровню влажности можно определить по предлагаемой карте-схеме:
Особенности влажностного режима помещений определяются по следующей таблице:
Таблица определения влажностного режима помещений
| Влажностной режим помещения | Относительная влажность внутреннего воздуха при температуре: | ||
|---|---|---|---|
| до 12°С | от 13 до 24°С | 25°С и выше | |
| Сухой | до 60% | до 50% | до 40% |
| Нормальный | от 61 до 75% | от 51 до 60% | от 41 до 50% |
| Влажный | 76% и более | от 61 до 75% | от 51 до 60% |
| Мокрый | – | 76% и более | 61% и более |
Кстати, о влажности!..
А хорошо ли вы представляете себе, что такое относительная влажность воздуха. И какой она должна быть в помещениях для поддержания комфортного микроклимата? Если с этим ясности нет – добро пожаловать к специальной публикации нашего портала, посвященной приборам измерения относительной влажности.
Кстати, о влажности!..Итак, имея данные карты-схемы и таблицы, можно по второй таблице определиться с выбором режима А или Б, от которого будет зависеть реальная величина коэффициента теплопроводности.
Таблица для выбора режима эксплуатации ограждающих конструкций
| Влажностной режим помещения (по таблице) | Зоны влажности (в соотвествии с картой-схемой) | ||
|---|---|---|---|
| 3 – сухая | 2 – нормальная | 1 – влажная | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Вот по этому режиму и выбирается из табличных данных наиболее близкий к реальности коэффициент теплопроводности.
Таблицы будут приведены ниже, под теоретической частью.
Сопротивление теплопередаче
Мнение эксперта:
Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта Stroyday.ru.
Инженер.
Задать вопрос эксперту
Итак, коэффициент теплопроводности характеризует сам материал. Но с практической точки зрения, наверное, важнее иметь какую-то величину, которая будет описывать теплопроводные способности конкретной конструкции. То есть уже с учетом особенностей ее строения и размеров.
Такая единица измерения есть, и называется она сопротивлением теплопередаче. Ее можно считать обратной величиной коэффициенту теплопроводности, с одновременным учетом толщины материала.
Обозначается сопротивление теплопередаче (или, как его часто именуют, термическое сопротивление) латинской буквой R. Если «плясать» от коэффициента теплопроводности, то определяется оно по следующей формуле.
R = h/λ
где:
R — сопротивление теплопередаче однослойной однородной ограждающей конструкции, м²×℃/Вт;
h — толщина этого слоя, выраженная в метрах;
λ — коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена эта ограждающая конструкция, Вт/(м×℃).
Очень часто в строительстве используются многослойные конструкции. В том числе одним из слоев нередко выступает утеплительный материал с очень низким коэффициентом теплопроводности – специально, чтобы максимально повысить значение термического сопротивления. Дело в том, что общее значение суммируется из сопротивлений всех слоев, составляющих ограждающую конструкцию. И к ним добавляется сопротивление приграничных слоев воздуха на внешней и внутренней поверхностях конструкции.
Формула сопротивления перегородки с n-слоев будет такой:
Rsum = R₁ + R₂ + …+Rn + Rai + Rao
где:
Rsum— суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции;
R₁ … Rn— сопротивления слоев, от 1 до n;
Rai— сопротивление пристенного слоя воздуха внутри;
Rao— сопротивление пристенного слоя воздуха снаружи.
Для каждого из слоев сопротивление рассчитывается отдельно, исходя из коэффициента теплопроводности материала и толщины.
Есть специальная методика расчета и коэффициентов воздушных прослоек вдоль стены снаружи и внутри. Но для упрощенных расчётов их вполне можно взять равными суммарно 0,16 м²×℃/Вт – большой погрешности не будет.
Кстати, если в конструкции перегородки предусмотрена воздушная полость, не сообщающаяся с внешним воздухом, то она тоже дает весомую добавку к общему сопротивлению теплопередаче. Значения сопротивления теплопередаче воздушных изолированных прослоек показаны в таблице ниже:
Таблица термических сопротивлений замкнутых воздушных прослоек
| Толщина воздушной прослойки, в метрах | В и Г ▲ | Г▼ | ||
|---|---|---|---|---|
| tв > 0 ℃ | tв < 0 ℃ | tв > 0 ℃ | tв < 0 ℃ | |
| 0.01 | 0.13 | 0.15 | 0.14 | 0.15 |
| 0.02 | 0.14 | 0.15 | 0.15 | 0.19 |
| 0.03 | 0.14 | 0.16 | 0.16 | 0.21 |
| 0.05 | 0.14 | 0.17 | 0.17 | 0.22 |
| 0.1 | 0.15 | 0.18 | 0.18 | 0.23 |
| 0.15 | 0.15 | 0.18 | 0.19 | 0.24 |
| 0,2-0,3 | 0.15 | 0.19 | 0.19 | 0.24 |
| Примечания: | ||||
| В и Г ▲ – воздушная прослойка вертикальная, или горизонтальная, с рапространением тепла снизу вверх | ||||
| Г▼ – воздушная прослойка горизонтальная при распространении тепла сверху вниз | ||||
| tв > 0 ℃ – положительная температура воздуха в прослойке | ||||
| tв < 0 ℃ – отрицательная температура воздуха в прослойке | ||||
| Если любая из поверхностей воздушной прослойки, или обе одновременно, оклеены алюминиесвой фольгой, то значение сопротивления теплопередаче принимают вдвое большим. |
Таблицы коэффициентов теплопроводности различных групп строительных материалов
Таблица коэффициентов теплопроводности кирпичных кладок и каменных облицовок стен
| Наименование материала | ρ Средняя плотность материала кг/м³ |
λ₀ Коэффициент теплопроводности в идеальных условиях и в сухом состоянии Вт/(м×℃) |
λА Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации А Вт/(м×℃) |
λБ Коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации Б Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Кирпичная кладка из сплошного кирпича на различных растворах | ||||
| Стандартный керамический (глиняный) – на цементно-песчаном кладочном растворе | 1800 | 0,56 | 0,70 | 0,81 |
| Стандартный керамический на цементно-шлаковом растворе | 1700 | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Стандартный керамический на цементно-перлитовом растворе | 1600 | 0,47 | 0,58 | 0,70 |
| Силикатный на цементно-песчаном кладочном растворе | 1800 | 0,70 | 0,76 | 0,87 |
| Трепельный термооизоляционный, на цементно-песчаном кладочном растворе | 1200 | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0,29 | 0,41 | 0,47 |
| Шлаковый, на цементно-песчаном кладочном растворе | 1500 | 0,52 | 0,64 | 0,70 |
| Кладка из пустотного кирпича | ||||
| Кирпич керамический, с плотностью 1400 кг/м³, на цементно-песчаном кладочном растворе | 1600 | 0,47 | 0,58 | 0,64 |
| – то же, но с плотностью кирпича 1300 кг/м³ | 1400 | 0,41 | 0,52 | 0,58 |
| – то же, но с плотностью кирпича 1000 кг/м³ | 1200 | 0,35 | 0,47 | 0,52 |
| Кирпич силикатный, одиннадцатипустотный, на цементно-песчаном кладочном растворе | 1500 | 0,64 | 0,70 | 0,81 |
| – то же, четырнадцатипустотный | 1400 | 0,52 | 0,64 | 0,76 |
| Кладка или облицовка поверхностей натуральным камнем | ||||
| Гранит или базальт | 2800 | 3,49 | 3,49 | 3,49 |
| Мрамор | 2800 | 2,91 | 2,91 | 2,91 |
| Туф | 2000 | 0,76 | 0,93 | 1,05 |
| – то же, но с плотностью | 1800 | 0,56 | 0,70 | 0,81 |
| – то же, но с плотностью | 1600 | 0,41 | 0,52 | 0,64 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0,33 | 0,43 | 0,52 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0,27 | 0,35 | 0,41 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0,21 | 0,24 | 0,29 |
| Известняк | 2000 | 0,93 | 1,16 | 1,28 |
| – то же, но с плотностью | 1800 | 0,70 | 0,93 | 1,05 |
| – то же, но с плотностью | 1600 | 0,58 | 0,73 | 0,81 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0,49 | 0,56 | 0,58 |
Таблица коэффициентов теплопроводности бетонов различного типа
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Бетоны на плотном заполнителе | ||||
| Железобетон | 2500 | 1.69 | 1.92 | 2.04 |
| Бетон на натуральном гравии или щебне | 2400 | 1.51 | 1.74 | 1.86 |
| Бетоны на натуральных пористых заполнителях | ||||
| Пемзобетон | 1600 | 0.52 | 0.6 | 0.68 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.42 | 0.49 | 0.54 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.34 | 0.4 | 0.43 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.26 | 0.3 | 0.34 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.19 | 0.22 | 0.26 |
| Туфобетон | 1800 | 0.64 | 0.87 | 0.99 |
| – то же, но с плотностью | 1600 | 0.52 | 0.7 | 0.81 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.41 | 0.52 | 0.58 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.29 | 0.41 | 0.47 |
| Бетон на вулканическом шлаке | 1600 | 0.52 | 0.64 | 0.7 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.41 | 0.52 | 0.58 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.33 | 0.41 | 0.47 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.24 | 0.29 | 0.35 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 20 | 0.23 | 0.29 |
| Бетоны на искусственных пористых наполнителях | ||||
| Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией | 1200 | 0.41 | 0.52 | 0.58 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.33 | 0.41 | 0.47 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.23 | 0.29 | 0.35 |
| Керамзитобетон на керамзитовом песке или керамзитопенобетон | 1800 | 66 | 0.8 | 0.92 |
| – то же, но с плотностью | 1600 | 0.58 | 0.67 | 0.79 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.47 | 0.56 | 0.65 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.36 | 0.44 | 0.52 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.27 | 0.33 | 0.41 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.21 | 0.24 | 0.31 |
| – то же, но с плотностью | 600 | 0.16 | 0.2 | 0.26 |
| – то же, но с плотностью | 500 | 0.14 | 0.17 | 0.23 |
| Керамзитобетон на перлитовом песке | 1000 | 0.28 | 0.35 | 0.41 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.22 | 0.29 | 0.35 |
| Перлитобетон | 1200 | 0.29 | 0.44 | 0.5 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.22 | 0.33 | 0.38 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.16 | 0.27 | 0.33 |
| – то же, но с плотностью | 600 | 0.12 | 0.19 | 0.23 |
| Шлакопемзобетон | 1800 | 0.52 | 0.63 | 0.76 |
| – то же, но с плотностью | 1600 | 0.41 | 0.52 | 0.63 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.35 | 0.44 | 0.52 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.29 | 0.37 | 0.44 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.23 | 0.31 | 0.37 |
| Шлакопемзопено и шлакопемзогазобетон | 1600 | 0.47 | 0.63 | 0.7 |
| – то же, но с плотностью | 1400 | 0.35 | 0.52 | 0.58 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.29 | 0.41 | 0.47 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.23 | 0.35 | 0.41 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.17 | 0.29 | 0.35 |
| Вермикулетобетон | 800 | 0.21 | 0.23 | 0.26 |
| – то же, но с плотностью | 600 | 0.14 | 0.16 | 0.17 |
| – то же, но с плотностью | 400 | 0.09 | 0.11 | 0.13 |
| – то же, но с плотностью | 300 | 0.08 | 0.09 | 0.11 |
| Ячеистые бетоны | ||||
| Газобетон, пенобетон, газосиликат, пеносиликат | 1000 | 0.29 | 0.41 | 0.47 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.21 | 0.33 | 0.37 |
| – то же, но с плотностью | 600 | 0.14 | 0.22 | 0.26 |
| – то же, но с плотностью | 400 | 0.11 | 0.14 | 0.15 |
| – то же, но с плотностью | 300 | 0.08 | 0.11 | 0.13 |
| Газозолобетон, пенозолобетон | 1200 | 0.29 | 0.52 | 0.58 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.23 | 0.44 | 0.59 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.17 | 0.35 | 0.41 |
Таблица коэффициентов теплопроводности строительных растворов на цементной, известковой, гипсовой основе
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Обычный цементно-песчаный раствор | 1800 | 0.58 | 0.76 | 0.93 |
| Сложный раствор из цемента, песка, извести | 1700 | 0.52 | 0.7 | 0.87 |
| Цементно-шлаковый раствор | 1400 | 0.41 | 0.52 | 0.64 |
| Цементно-перлитовый раствор | 1000 | 0.21 | 0.26 | 0.3 |
| – то же, но с плотностью | 800 | 0.16 | 0.21 | 0.26 |
| Известково-песчаный раствор | 1600 | 0.47 | 0.7 | 0.81 |
| – то же, но с плотностью | 1200 | 0.35 | 0.47 | 0.58 |
| Гипсово-перлитовый раствор | 600 | 0.14 | 0.19 | 0.23 |
| Гипсово-перлитовый поризованный раствор | 500 | 0.12 | 0.15 | 0.19 |
| – то же, но с плотностью | 400 | 0.09 | 0.13 | 0.15 |
| Гипсовые плиты литые конструкционные | 1200 | 0.35 | 0.41 | 0.47 |
| – то же, но с плотностью | 1000 | 0.23 | 0.29 | 0.35 |
| Листы гипсокартона (сухая штукатурка) | 800 | 0.15 | 0.19 | 0.21 |
Таблица коэффициентов теплопроводности дерева, изделий на основе древесины, а также других природных материалов
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Хвойная древесина (сосна иди ель) поперек волокон | 500 | 0,09 | 0,14 | 0,18 |
| – они же — вдоль волокон | 500 | 0,18 | 0,29 | 0,35 |
| Древесина плотных лиственных пород (дуб, бук, ясень) поперек волокон | 700 | 0,1 | 0,18 | 0,23 |
| – они же — вдоль волокон | 700 | 0,23 | 0,35 | 0,41 |
| Клееная фанера | 600 | 0,12 | 0,15 | 0,18 |
| Облицовочный картон | 1000 | 0,18 | 0,21 | 0,23 |
| Картон строительный многослойный | 650 | 0,13 | 0,15 | 0,18 |
| Плиты древесно-волокнистые (ДВП), древесно-стружечные (ДСП), ориентированно-стружечные (ОСП) | 1000 | 0,15 | 0,23 | 0,29 |
| – то же, но для плотности | 800 | 0,13 | 0,19 | 0,23 |
| – то же, но для плотности | 600 | 0,11 | 0,13 | 0,16 |
| – то же, но для плотности | 400 | 0,08 | 0,11 | 0,13 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0,06 | 0,07 | 0,08 |
| Плиты фибролитовые, арболит на основе портландцемента | 800 | 0,16 | 0,24 | 0,3 |
| – то же, но для плотности | 600 | 0,12 | 0,18 | 0,23 |
| – то же, но для плотности | 400 | 0,08 | 0,13 | 0,16 |
| – то же, но для плотности | 300 | 0,07 | 0,11 | 0,14 |
| Плиты камышитовые | 300 | 0,07 | 0,09 | 0,14 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0,06 | 0,07 | 0,09 |
| Плиты торфяные термоизоляционные | 300 | 0,064 | 0,07 | 0,08 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0,052 | 0,06 | 0,064 |
| Пакля строительная | 150 | 0,05 | 0,06 | 0,07 |
Таблица коэффициентов теплопроводности материалов, применяемых в термоизоляционных целях
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Минеральная вата, стекловата | ||||
| Маты минеральной ваты прошивные или на синтетическом связующем | 125 | 0.056 | 0.064 | 0.07 |
| – то же, но для плотности | 75 | 0.052 | 0.06 | 0.064 |
| – то же, но для плотности | 50 | 0.048 | 0.052 | 0.06 |
| Плиты минеральной ваты на синтетическом и битумном связующих — мягкие, полужесткие и жесткие | 350 | 0.091 | 0.09 | 0.11 |
| – то же, но для плотности | 300 | 0.084 | 0.087 | 0.09 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.07 | 0.076 | 0.08 |
| – то же, но для плотности | 100 | 0.056 | 0.06 | 0.07 |
| – то же, но для плотности | 50 | 0.048 | 0.052 | 0.06 |
| Плиты минеральной ваты на органофосфатном связующем — повышенной жесткости | 200 | 0.064 | 0.07 | 0.076 |
| Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем | 50 | 0.056 | 0.06 | 0.064 |
| Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные | 150 | 0.061 | 0.064 | 0.07 |
| Синтетические утеплители | ||||
| Пенополистирол | 150 | 0.05 | 0.052 | 0.06 |
| – то же, но для плотности | 100 | 0.041 | 0.041 | 0.052 |
| – то же, но для плотности | 40 | 0.038 | 0.041 | 0.05 |
| Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1 | 125 | 0.052 | 0.06 | 0.064 |
| – то же, но для плотности | 100 и менее | 0.041 | 0.05 | 0.052 |
| Пенополиуретан плитный | 80 | 0.041 | 0.05 | 0.05 |
| – то же, но для плотности | 60 | 0.035 | 0.041 | 0.041 |
| – то же, но для плотности | 40 | 0.029 | 0.04 | 0.04 |
| Пенополиуретан напылением | 35 | 0.027 | 0.033 | 0.035 |
| Плиты из резольноформальдегидного пенопласта | 100 | 0.047 | 0.052 | 0.076 |
| – то же, но для плотности | 75 | 0.043 | 0.05 | 0.07 |
| – то же, но для плотности | 50 | 0.041 | 0.05 | 0.064 |
| – то же, но для плотности | 40 | 0.038 | 0.041 | 0.06 |
| Пенополиэтилен | 30 | 0.03 | 0.032 | 0.035 |
| Плиты из полиизоцианурата (PIR) | 35 | 0.024 | 0.028 | 0.031 |
| Перлитопласт-бетон | 200 | 0.041 | 0.052 | 0.06 |
| – то же, но для плотности | 100 | 0.035 | 0.041 | 0.05 |
| Перлитофосфогелевые изделия | 300 | 0.076 | 0.08 | 0.12 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.064 | 0.07 | 0.09 |
| Каучук вспененный | 85 | 0.035 | 0.04 | 0.045 |
| Утеплители на натуральной основе | ||||
| Эковата | 60 | 0.041 | 0.054 | 0.062 |
| – то же, но для плотности | 45 | 0.038 | 0.05 | 0.055 |
| – то же, но для плотности | 35 | 0.035 | 0.042 | 0.045 |
| Пробка техническая | 50 | 0.037 | 0.043 | 0.048 |
| Листы пробковые | 220 | 0.035 | 0.041 | 0.045 |
| Плиты льнокостричные термоизоляционные | 250 | 0.054 | 0.062 | 0.071 |
| Войлок строительный шерстяной | 300 | 0.057 | 0.065 | 0.072 |
| – то же, но для плотности | 150 | 0.045 | 0.051 | 0.059 |
| Древесные опилки | 400 | 0.092 | 1.05 | 1.12 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.071 | 0.078 | 0.085 |
| Засыпки минеральные | ||||
| Керамзит – гравий | 800 | 0.18 | 0.21 | 0.23 |
| – то же, но для плотности | 600 | 0.14 | 0.17 | 0.2 |
| – то же, но для плотности | 400 | 0.12 | 0.13 | 0.14 |
| – то же, но для плотности | 300 | 0.108 | 0.12 | 0.13 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.099 | 0.11 | 0.12 |
| Шунгизит – гравий | 800 | 0.16 | 0.2 | 0.23 |
| – то же, но для плотности | 600 | 0.13 | 0.16 | 0.2 |
| – то же, но для плотности | 400 | 0.11 | 0.13 | 0.14 |
| Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглоперита | 800 | 0.18 | 0.21 | 0.26 |
| – то же, но для плотности | 600 | 0.15 | 0.18 | 0.21 |
| – то же, но для плотности | 400 | 1.122 | 0.14 | 0.16 |
| Щебень и песок из вспученного перлита | 600 | 0.11 | 0.111 | 0.12 |
| – то же, но для плотности | 400 | 0.076 | 0.087 | 0.09 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.064 | 0.076 | 0.08 |
| Вермикулит вспученный | 200 | 0.076 | 0.09 | 0.11 |
| – то же, но для плотности | 100 | 0.064 | 0.076 | 0.08 |
| Песок строительный сухой | 1600 | 0.35 | 0.47 | 0.58 |
| Пеностекло или газостекло | ||||
| Пеностекло или газо-стекло | 400 | 0.11 | 0.12 | 0.14 |
| – то же, но для плотности | 300 | 0.09 | 0.11 | 0.12 |
| – то же, но для плотности | 200 | 0.07 | 0.08 | 0.09 |
Таблица коэффициентов теплопроводности кровельных, гидроизоляционных, облицовочных, рулонных и наливных напольных покрытий
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Асбестоцементные | ||||
| Листы асбестоцементные плоские («плоский шифер») | 1800 | 0.35 | 0.47 | 0.52 |
| – то же, но для плотности | 1600 | 0.23 | 0.35 | 0.41 |
| На битумной основе | ||||
| Битумы нефтяные строительные и кровельные | 1400 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
| – то же, но для плотности | 1200 | 0.22 | 0.22 | 0.22 |
| – то же, но для плотности | 1000 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
| Асфальтобетон | 2100 | 1.05 | 1.05 | 1.05 |
| Изделия из вспученного перлита на битумном связующем | 400 | 0.111 | 0.12 | 0.13 |
| – то же, но для плотности | 300 | 0.067 | 0.09 | 0.099 |
| Рубероид, пергамин, толь, гибкая черепица | 600 | 0.17 | 0.17 | 0.17 |
| Линолеумы и наливные полимерные полы | ||||
| Линолеум поливинилхлоридный многослойный | 1800 | 0.38 | 0.38 | 0.38 |
| – то же, но для плотности | 1600 | 0.33 | 0.33 | 0.33 |
| Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове | 1800 | 0.35 | 0.35 | 0.35 |
| – то же, но для плотности | 1600 | 0.29 | 0.29 | 0.29 |
| – то же, но для плотности | 1400 | 0.23 | 0.23 | 0.23 |
| Пол наливной полиуретановый | 1500 | 0.32 | 0.32 | 0.32 |
| Пол наливной эпоксидный | 1450 | 0.029 | 0.029 | 0.029 |
Таблица коэффициентов теплопроводности металлов и стекла
| Наименование материала | ρ кг/м³ |
λ₀ Вт/(м×℃) |
λА Вт/(м×℃) |
λБ Вт/(м×℃) |
|---|---|---|---|---|
| Сталь, в том числе – арматурная стержневая | 7850 | 58 | 58 | 58 |
| Чугун | 7200 | 50 | 50 | 50 |
| Алюминий | 2600 | 221 | 221 | 221 |
| Медь | 8500 | 407 | 407 | 407 |
| Бронза | 7500÷9300 | 25÷105 | 25÷105 | 25÷105 |
| Латунь | 8100÷8800 | 70÷120 | 70÷120 | 70÷120 |
| Стекло кварцевое оконное | 2500 | 0.76 | 0.76 | 0.76 |
Сейчас для утепления различных строений используются, преимущественно, синтетические материалы. Они имеют отличные характеристики, а также в большинстве своем очень удобны в монтаже.
Исходя из значений в таблицах выше, из категории синтетических утеплителей одним из самых энергоэффективных является PIR-плита. При плотности всего 35 кг/м³ коэффициент теплопроводности у нее в среднем составляет 0,024 Вт/м*К. Но он может быть и меньше в зависимости от технологии производства PIR-плиты у того или иного производителя.
Так, например, PIR-плиты LOGICPIR от российского производителя ТЕХНОНИКОЛЬ имеют показатель теплопроводности всего 0,022 Вт/м*К. Почему значение так снижается? Дело в том, что этот вид утеплителя с обеих сторон имеет фольгированный слой. Фольга, как известно, сама по себе способна отлично отражать тепловую энергию в обратную сторону, то есть в помещение. Благодаря этому свойству энергоэффективность материала растет, а теплопотери в доме снижаются. Таким образом PIR-утеплитель, имеющий такой слой с одной и другой стороны, гораздо лучше выполняет свои функции, чем, например, PIR-материал с бумажным технологическим покрытием.
В целом же LOGICPIR — обычная PIR-плита, которая представляет собой пористый материал с множеством микроячеек, наполненных воздухом. Она очень тонкая (толщина варьируется в пределах 2-5 см), легкая, не нагружает строительные конструкции, но при этом прочная и достаточно плотная, чтобы выдерживать некоторые физические воздействия. Инертна к химическим воздействиям, биологически устойчива и, кроме того, не склонна к возгораниям.
Во время эксплуатации (а срок использования PIR-плит LOGICPIR составляет 50 лет) материал не теряет своих свойств. Его коэффициент теплопроводности не меняется даже при намокании: сам по себе утеплитель не впитывает воду. Дополнительную парозащиту обеспечивает и тот самый фольгированный слой — если при монтаже плит проклеить все стыки алюминиевым скотчем, то формируется непрерывный слой пароизоляции, не пропускающий влагу. Словом, это неплохой вариант синтетического утеплителя с одними из самых высоких характеристик.
Видео: Утепление каркасного дома PIR плитами
Для чего используются такие расчеты в практическом приложении?
Оценка эффективности имеющейся термоизоляции
А для чего бывает необходимо вычислять это сопротивление, какая от этого практическая польза?
Такими расчетами можно очень точно оценить степень термоизоляции своего жилья.
Дело в том, что для различных климатических регионов России специалистами рассчитаны так называемые нормативные показатели этого сопротивления теплопередаче, отдельно для стен, перекрытий и покрытий. То есть если сопротивление конструкции отвечает этой норме, то за утепление можно быть спокойным.
Значение этих нормированных сопротивлений для разных строительных конструкций можно найти, воспользовавшись предлагаемой картой схемой.
Если не дотягивает – надо принимать меры, усиливать термоизоляцию, чтобы минимизировать потери тепла. И, стало быть, решить обратную задачу. То есть с использованием той же формулы (сопротивление от коэффициента теплопроводности и толщины) найти ту толщину утепления, которая восполнит имеющийся «дефицит» до нормы.
Ну а если термоизоляции пока нет, то тут и вовсе все просто. Тогда потребуется определить, какой слой выбранного утеплительного материала обеспечит выход на нормированное значение сопротивления теплопередаче.
Определение уровня тепловых потерь
Еще одна важная задача – это определение величины тепловых потерь через ограждающую конструкцию. Такие вычисления бывают необходимы когда, например, определяется требуемая мощность системы отопления. Как по помещениям — для правильной расстановки обогревательных приборов (радиаторов), так и общая — для выбора оптимальной модели котла.
Дело в том, что это сопротивление описывается еще одной формулой, уже от разницы температур и количества тепла, уходящего через ограждающую конструкцию площадью один квадратный метр.
R = Δt / q
Δt — разница температур по обе стороны конструкции, ℃.
q — удельное количество теряемого тепла, Вт.
То есть если известна площадь ограждающей конструкции и ее термическое сопротивление (определенное, например, через толщину и коэффициент теплопроводности), если известно, для каких условий производится расчет (например, нормальная температура в помещении и самые сильные морозы, присущие данной местности), то можно спрогнозировать и тепловые потери через эту конструкцию.
Q = S × Δt/R
Q — теплопотери через ограждающую конструкцию, Вт.
S — площадь этой конструкции, м².
Такие расчеты в помещении проводятся для всех ограждающих конструкций, контактирующих с холодом, и затем определяется суммарные потери, которые должны компенсироваться системой отопления. Или, если эти потери получаются слишком большими – это становится побудительным мотивом к усовершенствованию системы термоизоляции – что-то с ней не так.
Еще одна ремарка. Это мы говорили о конструкциях, состоящих из нескольких слоев разных строительных и утеплительных материалов. А как быть с окнами? Как для них просчитывается сопротивление теплопередаче?
Методика здесь – несколько иная, и самостоятельно заниматься такими расчетами вряд ли имеет смысл. Можно воспользоваться таблицей, в которой уже имеются готовые значения сопротивления для различных типов конструкций окон.
Таблица приведенных значений сопротивления теплопередаче для окон, остекленных балконных дверей, световых проемов (фонарей)
| Материал и схема запонения проема | Приведенное термическое Ro, м ² × °С/Вт | |
|---|---|---|
| Д и ПВХ | А | |
| Двойное остекление в спаренных переплетах | 0.4 | – |
| Двойное остекление в раздельных переплетах | 0.44 | 0,34* |
| Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах | 0.55 | 0.46 |
| Однокамерный стеклопакет: | ||
| – из обычного стекла | 0.38 | 0.34 |
| – из стекла с твердым селективным покрытием | 0.51 | 0.43 |
| – из стекла с мягким селективным покрытием | 0.56 | 0.47 |
| Двухкамерный стеклопакет: | ||
| – из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм) | 0.51 | 0.43 |
| – из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм) | 0.54 | 0.45 |
| – из стекла с твердым селективным покрытием | 0.58 | 0.48 |
| – из стекла с мягким селективным покрытием | 0.68 | 0.52 |
| – из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном | 0.65 | 0.53 |
| Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах: | ||
| – из обычного стекла | 0.56 | – |
| – из стекла с твердым селективным покрытием | 0.65 | – |
| – из стекла с мягким селективным покрытием | 0.72 | – |
| – из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном | 0.69 | – |
| Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах: | ||
| – из обычного стекла | 0.68 | – |
| – из стекла с твердым селективным покрытием | 0.74 | – |
| – из стекла с мягким селективным покрытием | 0.81 | – |
| – из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном | 0.82 | – |
| Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах | 0.7 | – |
| Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах | 0.74 | – |
| Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах | 0.8 | – |
| Блоки стеклянные пустотные (с шириной кладочных швов 6 мм) размером: | ||
| -200×200 ×100 мм | 0,31 (без переплета) | |
| -250×250 ×100 мм | 0,33 (без переплета) | |
| Примечания: | ||
| Д и ПВХ – переплеты из дерева или пластика (поливинилхлорида) | ||
| А – переплеты из алюмииия | ||
| * – перепеты из стали | ||
| все указанные значения даны для площади остекления 75% от площади светового проема |
Понятно, что тепловые потери будут считаться, исходя из площади остекления и разницы температур.
Надо заметить, что профессиональные теплотехнические расчеты учитывают еще и множество различных поправочных коэффициентов, в том числе на инсоляцию (воздействие солнечных лучей), светопоглощающие и отражающие свойства поверхностей, неоднородность конструкций и другие. Но для самостоятельной первичной оценки достаточно и того алгоритма, что приведен выше.
Для любителей же более обстоятельного подхода можно порекомендовать следующий видеосюжет:
Видео: Алгоритмы профессионального расчета сопротивления теплопередаче стен
Мы же завершим публикацию онлайн-калькулятором, который вполне позволяет на бытовом уровне решить ряд задач, о которых шла речь выше.
Калькулятор расчета термического сопротивления ограждающей конструкции
Перейти к расчётам
Пояснения по работе с калькулятором
Программа несложна, но все же требует некоторых пояснений.
Предлагаемый алгоритм расчета позволяет провести вычисления сопротивления теплопередаче для любой ограждающей конструкции, включающей от одного до пяти различных слоев.
- Первый слой пусть будет считаться по умолчанию основным. Для него указывается:
— его толщина в миллиметрах (так сделано для удобства, а перевод в метры программа выполнит самостоятельно).
— коэффициент теплопроводности материала, из которого создан этот слой. Значение берется из таблиц, с учетом режима эксплуатации А или Б. При вводе значения в калькулятор вместо запятой в качестве десятичного разделителя используется точка.
- Вторым слоем предлагается указать имеющуюся (если есть) или планируемую термоизоляцию. Здесь уже на выбор – если оставить по умолчанию «нет», то программа проигнорирует этот слой. Если согласиться – появятся поля ввода данных, те же толщина и коэффициент теплопроводности.
- Аналогично по выбору пользователя вводятся или игнорируются еще три произвольных слоя. Это, кстати, могут быть внешняя и внутренняя отделка, если она выполнена из значимых для теплопроводности материалов, многослойная кладка стены и т.п.
- Если задача стоит только в определении сопротивления теплопередаче, то можно сразу переходить к клавише «РАССЧИТАТЬ…».
- Ну а если есть желание еще и найти величину тепловых потерь через рассчитываемую ограждающую конструкцию, то ставится отметка «да, включить дополнительный расчёт». В этом случае появятся еще три поля ввода данных – площадь ограждающей конструкции, температура в помещении и температура на улице.
Уличную температуру для расчетов, как правило, берут минимальную, свойственную самой холодной декаде зимы в регионе проживания. Так задается необходимый запас мощности отопительного оборудования и эффективности системы утепления. Домашнюю температуру обычно считают в пределах 20÷24 ℃ для жилых помещений. Для нежилых (подъезды, коридоры, кладовые и т.п.) можно ограничиться +15 ℃. Для ванных, душевых, бань – порядка 35 ℃.
Рассчитанное термическое сопротивление показывается первой строкой появляющегося результата. Если был выбран вариант с вычислением тепловых потерь, то их значение (в ваттах) будет указано во второй строке.
