Н. Копанев - Как закаляют сталь. Сказ про дедку, бабку... и сетку...(Сделай сам №2•2005)

R фак= (1/ α в)+ ( δ i/ λ i) +… + ( δ i/ λ i) + R пр+ (1/ α н).

При R фак< R pacконструкция нуждается в дополнительном утеплении, при R фак> R pacконструкция достаточно теплая и не нуждается в дополнительном утеплении.

Как видите, расчет достаточно прост. Если необходим полный теплорасчет конструкций с определением затухания температур в теле конструкции и проверка на возможность конденсации влаги в толще наружного ограждения, нужно сделать расчет по СНиП «Строительная теплотехника» или обратиться за помощью к специалисту.

Необходимо добавить, что выпадение росы в толще ограждающей конструкции — весьма неприятное явление. Вероятность такого явления особенно повышается при цикличном включении отопления (например, когда здание эксплуатируется наездами). Во избежание выпадения росы в толще ограждающих конструкций материал слоев конструкций распределяют по принципу: от более плотных к менее плотным, от внутренней поверхности конструкции к наружной. Например, слои стены душевой комнаты должны быть распределены в следующем порядке (из комнаты на улицу): кафельная плитка, цементно-песчаный раствор, кирпичная кладка, утеплитель, воздушный продух, облицовочная панель.

Пример 1.Предположим, нужно построить индивидуальный жилой дом в Московской области. Застройщик пожелал иметь дом с кирпичными стенами. Требуется определить толщину утеплителя и общую толщину стены.

По карте зон влажности и таблице (приложение, статья «Крыши», «Сделай сам», № 4, 2004 г.) определяем: условия эксплуатации стен в зависимости от влажностного режима здания — относятся к группе Б.

Из множества вариантов конструкций кирпичных стен застройщик остановился на конструкции, представленной на рис. 16.

Рис. 16. Теплотехнический расчет наружных стен (пример № 1):

1— штукатурка из сложного раствора; 2— кирпичная кладка; 3— плитный утеплитель; 4— воздушная прослойка; 5— кирпичная кладка

Выбираем материал стен: застройщик решил, что стены будут выполнены из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе с внутренней штукатуркой сложным раствором (песок, известь, цемент), в качестве утеплителя будут пенополистирольные плиты (эти материалы застройщику показались более доступными, хотя стены из пустотного глиняного кирпича и пенополиуретановые плиты были бы теплее, и следовательно, толщина стены меньше). По таблице (приложение) и рисунку определяем толщины и коэффициенты теплопроводности всех слоев ограждающей конструкции стены:

— штукатурка из сложного раствора δ 1= 0,02 м, λ 1= 0,87 Вт/м∙°С;

— кирпичная кладка δ 2= 0,25 м, λ 2 = 0,87 Вт/м ∙°С;

— утеплитель δ у т=? м, λ ут= 0,05 Вт/м °С;

— воздушная прослойка R пр= 0,165 м 2∙°С /Вт, при δ= 4 см;

— кирпичная кладка δ 5= 0,120 м, λ 5= 0,87 Вт/м∙°С.

По формуле определяем требуемое тепловое сопротивление стены для Московской области, имеющей температуру наружного воздуха самой холодной пятидневки — 32 °C. Температуру внутреннего воздуха принимаем 21 °C, как более комфортную по сравнению с 18 °C:

R тр= ( t в— t н)/34,8 = (21 + 32)/34,8 = 1,52 м 2∙°С /Вт.

Определяем расчетное тепловое сопротивление стены с коэффициентом 2,5 ужесточающим теплотехнические требования:

R paс= К∙ R тр= 2,5∙1,52 = 3,8 м 2∙°С /Вт.

Находим требуемую толщину утеплителя из пенополистирола:

δ у т= [ R тр— (1/8,7 + δ 1/ λ 1+… + δ i/ λ i+ R пр+ 1/23)]∙ λ ут= (3,8–1/8,7–0,02/0,87 — 0,25/0,87 — 0,120/0,87 — 0,165 — 1/23)∙0,05 = 0,15 ~= 15 см

Толщина утеплителя из пенополистирола, устанавливаемого в конструкцию стены, изображенной на рис. 16, должна быть не менее 15 см. Остается выяснить толщину пенополистирольных плит, имеющихся в продаже, и высчитать полную толщину стены. Например, имеются плиты, толщина которых составляет 5 см, тогда общая толщина стены будет: 25 + 15 + 4 + 12,5 ~= 57 см.

Если толщина утеплителей равна 2 см, утеплитель выбирают в сторону увеличения, то есть 16 см. Общую толщину стены считаем с учетом этого размера утеплителя: 25 + 16 + 4+ 12,5 ~= 58 см.

В стенах, где наружная и внутренняя версты соединены между собой стальными анкерами, размер толщины стены может быть любым. В стенах, где версты соединяются между собой кирпичными диафрагмами, толщина стены должна учитывать размер кирпича и быть соответственно толщиной в один, полтора, два и т. д. кирпича.

Пример 2. Требуется определить толщину утеплителя из минераловатных плит Е1 при облицовке кирпичом деревянного брусчатого дома. Регион — Московская область (рис. 17).

Рис. 17. Теплотехнический расчет наружных стен (пример № 2):

1— кирпичная кладка; 2— воздушный продух; 3— плитный утеплитель; 4— стена из деревянного бруса; 5— сухая штукатурка

В оконных или дверных проемах измеряем толщину бруса, из которого сделаны наружные стены дома. Определяем материал и толщину внутренней отделки стен. Предположим, отделка была выполнена из листов сухой штукатурки толщиной в 2 см. Стены из бруса толщиной 18 см. Предполагаем облицевать дом керамическим облицовочным кирпичом (плотностью 1200 кг/м 3) с оставлением воздушного продуха толщиной 3 см между утеплителем и облицовкой.

По карте зон влажности и таблице (приложение) определяем: условия эксплуатации стен относятся к группе Б. По таблице (приложение) определяем коэффициенты теплопроводности каждого слоя. Так как утеплитель Е1 является одним из новых материалов, его коэффициент не занесен в таблицу СНиПа, его нам обязана сообщить торгующая фирма. Коэффициент минераловатной плита Е1 равен 0,034-0,03, но эта величина характеризует материал в сухом состоянии. А условия эксплуатации в нашем примере относятся к группе Б, поэтому для расчета несколько увеличим коэффициент теплопроводности (произвольно, на всякий случай) до 0,04 Вт/ м °С.

Запишем послойно все показатели толщины и коэффициентов:

— кирпичная кладка δ 1= 0,120 м, λ 1= 0,58 Вт/м∙°С;

— воздушная прослойка R пр= 0,16 м 2∙°С /Вт, при δ= 3 см;

— утеплитель δ у т=? м, λ ут= 0,04 Вт/м °С;