Изменение температуры

Изменение температуры

Стены любого здания можно по праву считать его важнейшим конструктивным элементом. Выбор материала стен, часто, является первым шагом в начале строительства дома. Стены устанавливают требования к остальным элементам конструкции - фундаментам, перекрытиям, и т.д. Поэтому, определится с материалом стен лучше еще до начала возведения фундамента. Поступая наоборот, часто при отсутствии проекта, многие допускают достаточно распространенную ошибку, исправить которую бывает не просто. Для правильного выбора материала и конструкции стен следует детально рассмотреть их свойства и характеристики.

Теплоизоляция стен

Существует два основных варианта конструкции наружных стен, обеспечивающих требуемую теплозащиту.

В первом случае необходимое сопротивление теплопередаче обеспечивает сам материал несущей стены за счет своей толщины. Такая стена является однослойной и не предполагает дополнительного утепления. Изменение температуры внутри такой стены (от наружной к внутренней) происходит равномерно.

Во втором случае стеновая конструкция представляет собой внутреннюю несущую стену, с наружной обшивкой эффективным теплоизоляционным материалом. Особенностью такой многослойной стены является разделение конструкционной и теплоизоляционной функции между разными материалами. В такой ситуации, наиболее эффективным и правильным является именно наружное расположение утеплителя. Несущая стена в этом случае не подвержена промерзанию, что повышает ее долговечность.

Внутреннее расположение утеплителя противопоказано для домов с постоянной эксплуатацией. Утеплитель расположенный изнутри, отсекает тепло, исходящее из помещения, и основная несущая стена оказывается в зоне отрицательных температур. В результате неблагоприятного режима эксплуатации, происходит ускоренный износ конструкций и сокращение срока службы всего строения.

Тем не менее, внутреннее утепление оправдано в постройках, требующих периодического быстрого прогрева помещения, к примеру, в банях. В крайнем случае, внутреннее утепление применяют, если наружное расположение утеплителя невозможно по каким либо причинам. В ситуации, когда теплоизоляционный слой располагается изнутри, со стороны помещения он обязательно должен быть защищен слоем пароизоляции.

Качество теплоизоляции стен зависит не только от расчетных теплоизоляционных параметров материалов, но и от их текущей влажности. Сопротивление теплопередаче влажного материала значительно ниже, чем у сухого. В связи с этим необходимы меры по обеспечению как можно более сухого режима эксплуатации не только стеновых, но и всех прочих ограждающих конструкций. Одной из причин увлажнения конструкций является конденсация водяных паров на поверхностях и в толще материалов при температуре точки росы.


В случае если стена снаружи штукатурится, то все слои наружной отделки, должны обеспечивать паропроницаемость не меньше, чем сам материал стены. В противном случае, сконденсированная внутри влага приведет к ускоренному разрушению стены и отслаиванию штукатурного слоя.

Теплопроводность материалов в сухом состоянии

Теплотехнический расчет стен

Пожалуй, самый распространенный вопрос при выборе материала и толщины стен - будет ли теплой данная конструкция. Ответить на этот вопрос гораздо проще, чем может показаться на первый взгляд, даже если речь идет о многослойной стене.

Каждый материал имеет свой коэффициент теплопроводности ? (лямбда) - Вт/(м2*С°), отражающий насколько интенсивно материал проводит тепло. Чем меньше значение коэффициента, тем меньше теплопроводность материала, соответственно стена из него будет утеплена лучше.

Следует отметить, что коэффициент теплопроводности зависит от текущей влажности материала. Если материал влажный, то его теплопроводность выше и наоборот. Поэтому реальный коэффициент теплопроводности в условиях естественной влажности выше, чем у материала в сухом состоянии. Строительные нормы определяют два режима эксплуатации - А и Б, которые зависят от климатической влажности региона строительства, и влажности в помещениях. А - режим нормальной влажности. Б - режим повышенной влажности. Теплопроводность материалов в режиме А примерно на 20-25% выше, по сравнению с его теплопроводностью в сухом состоянии. В режиме Б - примерно на 35-40%.

Каждая стена, в зависимости от толщины и материала из которого она сделана, обладает определенной теплоизоляционной способностью, которую называют сопротивлением теплопередаче R м2*С°/Вт. или термическим сопротивлением. Чем выше сопротивление теплопередаче (теплосопротивление) стен и прочих конструкций, тем лучше утеплен дом и меньше затраты на его отопление. Требуемое теплосопротивление R, которое должна иметь стена в каждом случае, зависит от региона котором идет строительство. Конкретное значение для каждого города, можно посмотреть в таблице расположенной ниже.

Теплосопротивление однослойной стены рассчитывается по простой формуле:

R = ? / ?

R - Теплосопротивление однослойной стены.

? (дельта) - толщина слоя в метрах.

? - коэффициент теплопроводности материала, из которого состоит слой.

Если стена состоит из нескольких слоев, то теплосопротивление каждого слоя рассчитывается отдельно, а полученные значения складываются:

R стены = R первого слоя + R второго слоя + R третьего слоя.

Теперь рассмотрим все это на примере. Допустим у нас есть стена, которая состоит из трех слоев - газобетонные блоки 30см, минераловатный утеплитель 10см, и кирпичная облицовка в полкирпича 12см. Коэффициенты теплопроводности этих материалов в сухом состоянии составляют -

газобетон - 0,14; утеплитель - 0,04; кирпич - 0,56.

В режиме эксплуатации А, эти коэффициенты составят примерно на 20-25% больше -

газобетон - 0,16; утеплитель - 0,045, кирпич - 0,7

Расчеты выглядят следующим образом:

R 1 - газобетона = 0,3м / 0,16 = 1,87

R 2 - утеплителя = 0,1м / 0,045 = 2,22

R 3 - кирпича = 0,12м / 0,7 = 0,17

Таким образом общее сопротивление теплопередаче данной стеновой конструкции в режиме эксплуатации А составит:

R стены = 1,87 + 2,22 + 0,17 = 4,26 м2*С°/Вт.

По материалам сайта: http://www.naukadoma.ru