CqQRcNeHAv

Расчет теплоизоляции

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.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Thanx: МГУДТ