Теплопроводность и толщина кирпичной стены
Обновлено: 04.05.2024
Какой должна быть толщина кирпичных стен
Теплотехнические расчеты показывают, что толщина неутепленной кирпичной стены отапливаемого жилого здания должна составлять порядка 100-200 см. Но строение с такими стенами уже больше подходит к категории фортификационных сооружений.
Современные технологии утепления позволяют строить стены практически «из воздуха» и не возлагать на кирпичную кладку никаких теплоизолирующих функций. При таком подходе толщина стен определяется лишь конструктивными особенностями дома: весом перекрытий, кровли, нагрузкой на фундамент. Здесь Вы можете почитать о преимуществах и недостатках кирпичных стен.
Почему регулировать теплопроводность стен их толщиной неправильно?
Низкая теплопроводность полнотелого кирпича
Теплопроводность выпускаемого ныне полнотелого кирпича довольно высокая, и стены толщиной в метр все равно не будут такими теплыми, как в дворянских и купеческих постройках XVIII века. Известно, что многоэтажки со стенами «советской» постройки толщиной в 80 см в сильные морозы нуждаются в дополнительном отоплении. А и при реконструкции старинных деревянно-кирпичных зданий зачастую просто погружают нижний кирпичный этаж в землю, превращая его в подобие фундамента, рассчитывая, что дополнительные затраты на достройку будут намного меньше сумм, которые могут потребоваться на отопление нижнего кирпичного этажа.
Коэффициенты теплопроводности кирпичей:
Кирпич красный полнотелый: от 0,6 до 0,7 Вт/м°С
Чувствительность к резким перепадам температуры
Дом с толстыми неутепленными каменными стенами чрезвычайно чувствителен резким перепадам температуры. Достаточно оставить его на два-три дня без отопления, и внутри кирпичной кладки начинает конденсироваться влага. Этот процесс стремительно захватывает все новые и новые слои вплоть до появления капель и ледяных кристаллов внутри помещения. Стена промерзает, становится рыхлой, ее теплопроводность резко падает до катастрофической отметки, появляется опасность развития плесени и грибка. Отсыревший многотонный массив очень трудно просушить впоследствии.
Точка росы внутри стены
Кроме того, какой бы толстой не была неутепленная кирпичная стена, точка росы будет находиться всегда в ее толще, ведь поддерживать одинаково высокую температуру внутренних и внешних слоев кладки – значит отапливать улицу. Кирпич для таких стен должен быть очень высокого качества с водопоглощением не выше, чем у глазурованной керамики.
Расположение точки росы в кирпичной стене
Когда хороша толстая стена?
Толстые каменные стены хороши для средиземноморского и тропического климата: нет опасности промерзания, сглаживаются сезонные и суточные колебания температур, в жару можно обходиться без кондиционера.
Толстые стены – это рискованно и дорого. Но и хорошо утепленная тоненькая кладка в половинку или четверть кирпича – другая, совершенно неоправданная крайность. Дело в том, что умеренно массивная, защищенная от теплопотерь каменная стена способна аккумулировать тепловую энергию и постепенно отдавать ее в пространство помещения. Теплые, сухие, кирпичные стены – отличный источник мягкого домашнего тепла. Они как губка впитывают энергию систем водяного отопления или инфракрасных излучателей, и сами становятся вторичными источниками энергии инфракрасного диапазона. Комфортные условия в такой комнате быстро восстанавливаются даже после интенсивного сквозного проветривания; рядом с толстыми хорошо теплоизолированными стенами можно поставить и кровать, и рабочий стол – их поверхность не будет «холодить».
Какой же должна быть толщина кирпичных стен?
Исходя из вышеизложенного в практике каменного строительства поступают следующим образом: кирпичную кладку толщиной 40-50 см утепляют снаружи любым качественным пористым материалом достаточной толщины. В результате получают комфортный теплоинерционный дом, стены которого имеют двух- или даже трехкратный запас прочности и защищены от разрушающего воздействия влаги.
Расчет толщины кирпичной стены
При расчетах данного типа используются данные параметры:
При минимальной зимней температуре толщина стены должна составлять 51-64 см, при использовании утеплителя со стороны улицы толщина снижается до 25 см.
Исходя из вышеуказанных данный произведем расчет количества кирпича для нашего дома.
Примем во внимание факт, что проживаем в местности с зимними температурами до -25С°.
Размеры стен:
Общая площадь стен: 6*3+6*3 + 4*3+4*3 = 50 м 2
Площадь одного кирпича: 0,012*0,065 = 0,0078 м 2
Общий вес стен: вес одного кирпича*общее количество кирпичей = 3,2*12820=41024 кг
Требуемый объем кирпича : общий вес стен/вес одного м 3 кирпича = 41024/1600=25,64 м 3 .
Для определения стоимости кирпича потребуется лишь знание стоимости одного метра кубического. Далее эта цифра умножается на требуемый объем кирпича и сумма одной из Ваших базовых затрат на стройку становится понятной.
Утепление каменного дома: базовые принципы строительства и расчёт толщины утеплителя
Темы, посвящённые строительству энергоэффективного дома, пользуются неизменной популярностью среди пользователей нашего портала. Но часто под энергоэффективным понимают хорошо утеплённый каркасный дом, обходя вниманием дома каменные. Это происходит из-за того, что начинающие застройщики делают ставку на выбор лучшего стенового материала для строительства каменного дома, в то время как вопрос энергосбережения требует комплексного подхода. В нашем сегодняшнем материале мы восполним этот пробел и расскажем, как правильно утеплять каменное строение и какой должна быть толщина утеплителя для стен.
Из этой статьи вы узнаете:
- Каковы базовые принципы строительства тёплого каменного дома.
- Почему надо устранять мостики холода в каменном доме.
- В чём заключаются плюсы однослойной каменной стены.
- В каких случаях целесообразно возводить многослойную утеплённую каменную стену.
- Как рассчитать оптимальную толщину утеплителя для каменной стены.
Энергоэффективность: базовые принципы
Когда речь заходит о строительстве каменного дома, чаще всего задаются такие вопросы: будет ли тепло в доме из газобетона с толщиной стен в 40 см или, если возвести дом из тёплой керамики, надо ли его будет дополнительно утеплять. Посмотрим, насоколько оправдан ли такой подход.
Важно понять, что понятие тёплый дом — весьма субъективно. Кто-то хочет, чтобы зимой в доме было по-настоящему жарко, кто-то, если температура в помещении упадёт ниже +18°С, просто наденет свитер, предпочитая «Африке» в комнате прохладный воздух. Т.е. у каждого человека своё понятие о тёплом, а значит — комфортном доме. Но есть базовое определение, которое поможет нам наметить ориентир при строительстве тёплого каменного дома.
Мостиками холода в каменном доме являются нетеплоизолированные от внешней среды конструкции. Это, в первую очередь, фундамент, надоконные перемычки, армопояса, торцы плит перекрытий и т.д.
При строительстве каменного дома из мелкоштучных материалов – кирпича, газо- и пенобетона, тёплой керамики, также особое внимание надо уделить кладочным швам. Т.к. в пересчёте на общую площадь стены совокупность толщин всех кладочных швов становится мощным «мостиком холода», приводящим к теплопотерям. Эти теплопотери возрастают ещё больше, если кладка (швы) продувается. Что сводит на нет все преимущества т.н. «тёплых» стеновых материалов – газобетона и крупноформатных поризованных керамических блоков. Чтобы защитить кладку от продувания, её нужно оштукатурить.
Один из способов уменьшить теплопотери через кладочные швы — современный метод кладки газобетона на монтажную пену.
Возводя каменный дом, не следует слепо наращивать толщину стен, полагая, что кладка шириной в полметра будет тёплой.
Надо учесть:
- климатические особенности в регионе проживания,
- длительность отопительного периода,
- доступность того или иного вида топлива,
- рост цен на энергоносители, причём — в долгосрочной перспективе, т.к. поддерживать комфортную температуру можно даже в плохо утеплённом доме, с большими теплопотерями через ограждающие конструкции.
Вопрос лишь в том, сколько придётся заплатить за работу отопительной системы, вырабатывающей тепло в таком доме.
Кроме стен, перекрытий, окон и дверей за «энергоэффективность» в доме отвечают ещё и системы вентиляции и кондиционирования, через которые также теряется тепло. На величину теплопотерь влияет форма и архитектура дома (наличие выступов, эркеров и т.д.), общая площадь строения, площадь остекления, месторасположение здания на участке относительно севера и юга.
Если утеплить выше норм стены, но сделать недостаточное утепление покрытия, «холодные окна» и смонтировать «энергоНЕэффективную» естественную систему вентиляции, значит — потратить деньги впустую. Дом — это система, где все должно быть рассчитано и сбалансировано.
Рассмотрев общие принципы энергоэффективности, ответим на вопросы, связанные с необходимостью дополнительного утепления стен каменного дома.
Однослойная каменная стена или стена + дополнительное утепление
Это, как раз, один из вопросов, который не имеет однозначного решения. Если рассматривать однослойную конструкцию стен, то в малоэтажном строительстве для её возведения часто применяются варианты из ячеистых бетонов (в том числе газобетона), полистиролбетона и арболита. Кирпич и тяжёлый бетон нуждаются в теплозоляции.
Чтобы выбрать тот или иной стеновой каменный материал с прицелом на «энергоэффективность», нужно знать его свойства. Для того чтобы материал типа керамики или бетона обладал хорошими теплозащитными свойствами, его нужно сделать «воздушным», пористым. С этой целью в материал добавляются пористые наполнители и, соответственно, уменьшается количество «камня» в материале. Снижается плотность материала, а значит — и его прочность, и несущая способность.
В результате: либо выбирается материал с достаточными механическими свойствами, позволяющий решить и конструкционную, и теплоизоляционную задачу, как газобетон или тёплая керамика. Или же — задачи разделяют между собой. Т.е. за прочность конструкции отвечает тяжёлый стеновой каменный материал, а теплозащитные функции обеспечиваются за счёт дополнительного утепления.
Поэтому нельзя заранее сказать, что, построив дом из газобетона плотностью D400 толщиной в один блок, мы получим необходимую нам стену, отвечающую как теплоизоляционным, так и прочностным характеристикам. Окончательное решение принимается на основании проектирования и теплотехнического расчёта конструктива дома, в привязке к конкретному региону проживания. Также при строительстве каменного дома следует учесть такие нюансы.
Каменный — тяжёлый дом — обладает высокой теплоёмкостью. Если речь идёт о доме из обычного кирпича и прочего «холодного» камня и бетона, то экономически обоснованным, эффективным и правильным решением станет его наружное утепление.
То есть, внутри у нас находится теплоёмкий несущий «скелет» здания, который утепляется и отделывается снаружи.
Экономическая эффективность этого утепления должна рассчитываться после правильного расчёта «пирога» конструкций, исходя из климата, цены на материалы и цены на энергоносители.
На мой взгляд, делать однородные стены для жителей северных широт РФ просто невыгодно экономически. Для жителей южных и средних широт проще и/или дешевле возвести более толстую однородную наружную стеновую ограждающую конструкцию, чем заниматься дополнительным утеплением.
Для конструкции можно подобрать один из таких современных конструкционно-теплоизоляционных поризованных стеновых материалов, как газобетон или тёплая керамика. Однородные стены считаются более долговечными, чем многослойные конструкции, у которых в случае нарушения технологии строительства и неправильного использования утеплителей нарушается паропрозрачность слоёв. Это может привести к избыточному влагонакоплению внутри стены, появлению на её внутренней поверхности грибков и плесени и снижению срока службы всей конструкции.
Есть правило, что паропроницание слоёв конструкций для отапливаемых помещений должно увеличиваться изнутри наружу. Это означает, что нельзя утеплять снаружи паропроницаемый материал (газобетон) материалом, который пар практически не пропускает.
Если речь идёт о стенах из условных «конструкционно-теплоизоляционных» материалов типа керамзито- и газобетона, тёплой керамики и прочих «тёплых» материалов, то и для достижения «бо́льшей» теплоёмкости, и для экономически обоснованного теплового сопротивления конструкции надо возводить однородные стенки. Также однородность стены делает строительство проще и экономичнее. Т.к. отпадает необходимость привлекать для монтажа системы «мокрого фасада» хорошо подготовленных и высокооплачиваемых специалистов. И не нужно думать — придётся ли со временем производить замену утеплителя, делать капремонт и т.д.
Т.е. срок службы однородных несущих стен, одновременно являющихся теплоизоляцией, равен сроку службы всей конструкции.
Повторим — решение, утеплять ли дополнительно каменные стены или не утеплять, принимается не «на глазок» и не по принципу «так делают все», а на основании расчёта именно вашего дома.
Рассмотрим слоистые кладки стеновых ограждений современных жилых многоэтажек. Они чаще всего возводятся в виде монолитных железобетонных каркасов, с наружным декоративно-защитным слоем из кирпичной кладки. Здесь не обойтись без утеплителя, поскольку они опираются на край дисков междуэтажных перекрытий, в которых не устроена теплоизоляция, и которые являются мощными мостиками холода.
Т.е. для восполнения повышенных тепловых потерь, по действующему теплотехническому СНиПу (СП), нужно увеличивать сопротивление теплопередачи стен. Но делать это без использования утеплителей — невыгодно, т.к. придётся возводить более толстую стену, а значит — возрастёт нагрузка на перекрытия и уменьшится внутренняя полезная площадь в доме в привязке стен разной толщины к одному периметру фундамента.
Т.е. делать, к примеру, однородные метровые стены из кирпича, которые будут соответствовать современным теплотехническим нормативам, естественно, никто не будет. Использование внешнего утеплителя позволяет ограничить толщину стен только требованиями по их несущей способности. Несущие стены выступают в роли массивных аккумуляторов тепла. Более того, поскольку они изолированы слоем утеплителя от внешних негативных знакопеременных воздействий (температурных перепадов), это увеличит потенциальный срок службы строения.
Важно отметить, что расчётный слой утеплителя (полистиролового пенопласта, обладающего относительно низкой паропроницаемостью, относительно стеновых блоков из газобетона) желательно брать здесь с запасом. Это позволит вывести в него (утеплитель) точку росы и тем самым избежать возможного риска увлажнения конструкции.
Среди наиболее распространённых видах утеплителей, которые используются для теплоизоляции каменного дома снаружи, можно перечислить следующие. Это — минеральная вата (в зависимости от плотности, может использоваться как элемент штукатурного или вентилируемого фасада), пенополистирол (предназначенный для утепления фасадов), т.н. «мокрый фасад» и т.п. Реже, в силу высокой цены, используются пеностекольные плиты (следует помнить, что это — паронепрозрачный материал). Также существуют и варианты утепления каменного дома по типу трёхслойная «колодезная кладка» с засыпкой керамзитом.
Пример упрощённого теплотехнического расчёта
Через стены из дома тепло уходит наружу. Наша задача создать «барьер», который будет препятствовать переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу). Т.е. мы должны увеличить теплосопротивление ограждающей конструкции. Этот коэффициент (R) зависит от региона и измеряется в (м²*°С)/Вт. Что означает, сколько Вт тепловой энергии проходит через 1 кв.м. стены при разности температур на поверхностях в 1°С.
Идём дальше. Каждый материал имеет свой коэффициент теплопроводности (λ) (способность материала к переносу энергии от тёплой части от более холодной) и измеряется в Вт/(м*°С). Чем меньше этот коэффициент, тем меньше теплопередача и выше термическое сопротивление стены.
Важное условие: коэффициент теплопроводности увеличивается, если материал переувлажнён. Наглядный пример - мокрый минераловатный утеплитель, который в этом случае теряет свои теплоизолирующие свойства.
Наша задача — узнать, соответствует ли стена из условного каменного материала базовым значениям требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проведем необходимые вычисления. Для упрощённого примера возьмём Москву и Московскую область. Требуемое нормируемое значение теплосопротивления стен – 3.0 (м²*°С)/Вт.
Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения.
Стены условного дома толщиной в 38 см возведены из полнотелого керамического кирпича. Коэффициент теплопроводности материала λ (берём усреднённое значение в сухом состоянии) – 0.56 Вт/(м*°С). Кладка велась на цементно-песчаном растворе. Для упрощения расчёта, теплопотери через кладочные швы — «мостики холода» — не учитываем, т.е. кирпичная стена — условно однородная.
Теперь рассчитываем величину теплосопротивления этой стены. Для этого не нужен калькулятор, просто подставляем значения в формулу:
d — толщина материала;
λ — коэффициент теплопроводности материала.
Rф=0.38/0.56 = 0.68 (м²*°С)/Вт (округлённое значение).
Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):
Rт = Rн – Rф = 3.0 – 0.68 = 2.32 (м²*°С)/Вт
Т.е. стена не «дотягивает» до необходимого нормируемого значения.
Теперь делаем расчет толщины утеплителя стены, которая компенсирует эту разницу. В качестве утеплителя возьмём пенополистирол (пенопласт), предназначенный для утепления фасада с последующим оштукатуриванием, т.н. «мокрый фасад».
Коэффициент теплопроводности материала в сухом состоянии - 0.039 Вт/(м*°С) (берём усреднённое значение). Ставим его в следующую формулу:
d — толщина утеплителя;
Rт — сопротивление теплопередаче;
λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.
d = Rт * λ = 2.32 * 0.039 = 0.09 м
Переводим в см и получаем – 9 см.
Вывод: чтобы утеплить стену и довести значение до нормируемого теплосопротивления, необходим слой утеплителя (в данном упрощённом примере пенополистирола) толщиной в 90 мм.
В теме FORUMHOUSE пользователи нашего портала могут узнать, как рассчитать оптимальную толщину утеплителя. Также предлагаем вам выбрать материал для стен каменного дома и получить экспертный совет наших консультантов по строительству каменного дома.
Наше видео рассказывает о личном опыте строительства дома из тёплой керамики. Также посмотрите видеосюжет о том, как выбрать качественный арболитовый блок.
Расчет толщины стен дома
Приобретая стеновой строительный материал, ознакомьтесь с его техническими характеристиками. Там, как правило, указан такой важный параметр, как коэффициент теплопроводности. На его основе определяется коэффициент теплового сопротивления конструкции, а также необходимая толщина стены. Толщину стены (δ) разделите на коэффициент теплопроводности материала (λ) и получите коэффициент теплового сопротивления конструкции (R): R = δ / λ .
По нормам сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть не менее 3,2 λ Вт/м •°С.
Расчет толщины стен домаПример расчета коэффициента теплового сопротивления конструкции:
1) Блок ячеистого бетона толщиной 300 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,3/0,12 = 2,5 Вт/м•°С. Вывод: показатель ниже нормы.
2) Блок ячеистого бетона толщиной 400 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,4/0,12 = 3,3 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть выше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей.
Для того чтобы определиться с толщиной будущей стены, необходимо использовать те же показатели, но использовать их в другом порядке: нормативный показатель сопротивления теплопередаче (λ) умножаем на коэффициент теплопроводности (R) и получаем толщины стены (δ), соответствующую современным нормам с точки зрения энергоэффективности: δ = λ х R .
Пример расчета необходимой толщины стены:
1) Коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон равен 0,18 Вт/м•°С, рассчитываем толщину стены: 0,18 х 3,2 = 0,576 м, значит, для того чтобы получить деревянную стену с нормативным сопротивлением теплопередаче, нужно, чтобы она составляла не менее 576 мм.
2) Определим необходимую толщину стены из кирпича. Кирпич глиняный плотностью 1800 или силикатный плотностью 1600 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,81 Вт/м•°С, следовательно толщина стены: 0,81 х 3,2 = 2,592 м.
3) Рассчитаем толщину стены из железобетона (коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м•°С): 2,04 х 3,2 = 6,528 м.
В то же время минераловатный утеплитель толщиной 14-15 см соответствует нормативу: λ = 0,044 Вт/м•°С х 3,2 = 0,14 м.
Для многослойных конструкций расчеты производятся аналогичным образом. При этом учитываются показатели каждого слоя.
Приведенные выше формулы, несмотря на некоторую простоту, позволят вам еще на стадии проектирования выбрать оптимальные материалы и толщину стены. Стоит добавить, что помимо теплопроводности материала есть еще и другие не менее важные показатели, поэтому подход к выбору материала должен быть комплексным.
Для самостоятельного расчета под конкретный регион рекомендуется воспользоваться следующими табличными данными:
Какой толщины должна быть стена дома? Расчет толщины стен по теплопроводности
Здравствуйте! Часто спрашивают: какую толщину стены предпочтительнее выбрать, для того чтобы дом был тёплый и энергоэффективный?
Предположим, мы хотим построить дом из газосиликатного блока, утеплить его чем-нибудь и обложить кирпичом облицовочным. Давайте поговорим немного об этом.
Итак, первое – теплопроводность наших материалов строительных. Эта цифра берётся у нас только из паспортов качества каждого производителя, и, в зависимости от материала, она варьируется. Давайте возьмём усреднённые значения, которые есть в интернете, миллион таблиц. Повторимся немножечко.
Итак, теплопроводность. Теплопроводность обозначается буковкой «лямбда» ⅄. Газосиликат имеет теплопроводность примерно 0,12. Кирпич облицовочный пустотелый – примерно 0,5. Утеплитель. Возьмём давайте экструдированный пенополистирол – это самый тёплый материал, ориентировочно 0,03. И возьмём ещё раствор (не забываем, что мы кирпич кладём на раствор) – примерно 1. Итак, с теплопроводностью нам понятно.
Теплопроводность различных материалов Теплопроводность различных материаловА какие же толщины этих материалов нам необходимы? Есть такое понятие, вы его тоже легко найдёте в интернете, – сопротивление теплопередачи различных конструкций . В данном случае нам нужно сопротивление стены. Сопротивление теплопередачи обозначается буковкой R и считается оно по формуле , где L – толщина нашей стены. Ну, или, соответственно, L = R x ⅄.
СНиП и законодательством Российской Федерации вот это сопротивление регламентировано для каждого региона. Это можно посмотреть тоже в таблицах в интернете. Так как мы с вами из Воронежа, то R для Воронежа равно 2,95, кажется. Ну, возьмём ориентировочно 3. Чем больше эта цифра, тем толщина стены и, соответственно, здания должна быть более тёплой. Для Москвы, к примеру, это 3 «с копейками», а для Ростова это примерно 2,65 – 2,70. Чем ближе к югу, тем толщина стен тоньше, чем севернее, например, в каком-нибудь Ханты-Мансийске, это уже будет почти 4, а может, даже и больше. Возьмём 3 для нашей средней полосы.
сопротивление теплопередачи различных конструкций сопротивление теплопередачи различных конструкцийТеперь давайте считать. Например, мы хотим дом только из газосиликата и потом его оштукатурить. Какой же толщины стена нам нужна? L = 3 x 0,12 = 0,36 м. То есть вот она, цифра. Почему, например, в Москве любят газосиликат 375-й толщины? Потому что, вы видите формулу, для того чтобы построить здание только из газосиликата, и оно было бы тёплым, необходимо использовать минимум 0,36 толщину. То есть 375, 400 вполне подходит для того, чтобы не утеплять дальше.
Минимальная толщина дома из газосиликата без утепления 360 мм для средней полосы Росии Минимальная толщина дома из газосиликата без утепления 360 мм для средней полосы РосииНо не забывайте – это теплопроводность самого материала. Если мы кладём газосиликат на раствор, то всё, все наши усилия канут в Лету, потому что раствор – целая единица. Газосиликат, чтобы он был энергоэффективным, необходимо класть только на тонкие швы специального клея для ГСБ. Тогда теплопроводность самой стены составляет столько же, сколько и теплопроводность материала, в данном случае газосиликата – 0,12.
Например, если мы хотим толщину стены немножко потоньше, газосиликат и утеплиться, и облицеваться, что нам для этого нужно? То есть мы хотим сделать сэндвич: газосиликат, утеплитель какой-то и облицовочный кирпичик. Для этого нам нужно суммировать сопротивление теплопередачи каждой конструкции ограждающей. То есть отдельно нам нужен газосиликат, отдельно утеплитель и отдельно кирпич.
Ну, например, возьмём самый стандартный расклад: это газосиликат у нас будет 300, утеплитель 5 см и кирпич у нас стандартный 120 мм. Считаем… Плюс кирпич. Кирпич у нас 0,5. Но не забываем, что кирпич мы делаем на растворе, а раствор – единица. В интернете всего тоже много о теплопроводности стен. В среднем у нас получается, что кирпичная кладка лицевая где-то усредняется до 0,8.
Итак, что мы видим? Что если мы хотим стену только из газосиликата толщиной 300 мм, сопротивление получится 2,5, что явно не дотягивает до 3. Но как только мы применяем утеплитель, в данном случае экструзию, мы сразу увеличиваем наше сопротивление ограждающей конструкции на целых 1,5 единицы. То есть, в принципе, всё. Здание у нас тёплое. Ну, и кирпичная кладка вклад даёт только 0,15. Итоговая цифра – 4,25. Это очень тепло.
Расчет толщины стены в кирпичном доме Расчет толщины стены в кирпичном домеПодытожим всё. И какие же выводы мы можем из этого всего сделать? Первое, что, даже если мы нагоним цифру и 10, и больше, для крайнего-крайнего Севера, для полярного круга, не забываем про наши проёмы, про нашу кровлю и фундамент. То есть всё тепло будет уходить не через стены, а через окна, через кровлю, через фундамент. Поэтому в СНиП и даны эти цифры, что нет смысла их сильно превышать. То есть для Воронежа, для средней полосы это около тройки.
Теперь позаботьтесь о том, чтобы ваши окна были тёплые. И немаловажно, чтобы их смонтировали правильно, чтобы не было никаких сквозняков, чтобы их смонтировали по ГОСТу, а не просто положили на пену, и у вас будут гулять сквозняки и от толщины стены вашей – никакого вклада.
Так же и по кровле. То есть если ваша кровля будет сделана некачественно, примыкания будут плохими, толщина утеплителя на кровле будет недостаточная, грош цена вашим стенам. Поэтому сопротивление теплопередачи R для кровли – это отдельная цифра. Её считать нужно так же, но цифра отдельная. Посмотрите в интернете все таблицы.
И теплопроводность ⅄ в интернете дана по материалам. Но если мы будем класть, например, газосиликат или такой достаточно теплоэффективный керамический поризованный блок на раствор, у которого ⅄ – 1, то смысл? Смысл использовать дорогие тёплые материалы (газосиликат d 500, d 350, поризованный блок тёплый) на растворе? То есть надо класть на специальные клеи, которые не дают или дают минимальный вклад в мостики холода и общий вклад в теплоэффективность.
Считайте. Ничего сложного здесь нет, как видите. Берёте ручку, калькулятор, бумажку и вперёд! Подписывайтесь, если вам понравилось, ставьте лайки. Спасибо за внимание!
Чтобы лучше понять, как же рассчитывается толщина стены посмотрите наше видео.
Группа Вертикаль - продажа кирпича и газоблоков : ★ большой ассортимент стеновых материалов разного назначения и размеров ★ доставка до объектов стройки заказчика собственным грузовым автопарком ★ наличие складских площадей для хранения продукции
Контакты ООО “Группа Вертикаль”:
на Левом берегу - ул. Остужева, 45В, тел.: + 7 (473) 232-03-22
в Северном районе - ул. Антонова-Овсеенко, 35У, тел.: + 7 (473) 275-70-70
Нужно ли утеплять стены из кирпича. Часть 1.
В этой статье для расчетов применим другой материал для стен, более популярный, чем газоблок, при этом более дорогой - кирпич.
В качестве вводных для расчета применим все тот же регион - город Москва и Московскую область. В качестве материала возьмем кирпич керамический полнотелый, на теплоизоляционном цементном перлитовом растворе.
Но сперва немного теории. Размер кирпича керамического обыкновенного составляет 250х120х65 мм, ширина вертикального шва и высота горизонтального шва кладочного раствора между кирпичами составляет 10 мм. Кирпичная кладка может быть следующей толщины: для внутренних межкомнатных перегородок - 120 мм (0,5 кирпича); для внутренних несущих стен - 250 мм (в 1 кирпич); наружные несущие стены могут быть 380 мм (в 1,5 кирпича), 510 мм (в 2 кирпича), 640 мм (в 2,5 кирпича) и раньше применялись кладки толщиной 770 мм (в 3 кирпича) для северных районов нашей страны.
Для начала попытаемся рассчитать кирпичную кладку без утепления, толщинами 380, 510 и 640 мм, и посмотрим, пройдут ли кладки такой толщиной по теплотехническому расчету. В отличие от газоблока кирпичную кладку можно не защищать от воздействия атмосферных осадков, так как сам кирпич не подвержен их воздействиям. Единственной проблемой через какое-то время могут стать швы между кирпичами, так как под воздействием влаги начинается выщелачивание солей из швов (т.н. "высолы"), которые расползаются по стене бледно-серыми пятнами. Итак, снаружи оставим "голый" кирпич, оставив вымышленному хозяину этого дома простор для фантазии в отделке, а изнутри "оштукатурим" стены цементно-песчаным раствором толщиной 20 мм.
Коэффициенты морозостойкости, теплоемкости и теплопроводности кирпича
Сфера применения материала определяется его эксплуатационными характеристиками. Комплекс рассматриваемых свойств должны соответствовать требованиям, предъявляемых строительному кирпичу при сооружении внешних стен, перекрытий, фундамента. Возведение конструкций подразумевает выбор изделий различного назначения:
- Силикатный – рядовой, лицевой, пустотелый, полнотелый.
- Керамический – жаростойкий и все разновидности предыдущего вида.
- Клинкерный – для облицовки фасадов.
Показатели определяют энергопотребление дома, затраты на обогрев помещений. Проектирование сооружений, расчеты ограждающих конструкций учитывают эти параметры.
Коэффициент теплопроводности
Материалы обладают свойством проводить тепло от нагретой поверхности в более холодную область. Процесс происходит в результате электромагнитного взаимодействия атомов, электронов и квазичастиц (фононы). Основной показатель величины – коэффициент теплопроводности (λ, Вт/), определяемый как количество теплоты, проходящее через единицу площади сечения за единичный интервал времени. Малое значение положительно влияет на сохранение теплового режима.
Согласно ГОСТ 530-2012 эффективность кладки в сухом состоянии характеризуется коэффициентом теплопроводности:
Чем больше плотность, тем выше теплопроводность – не совсем верное утверждение. Структура содержит закрытые поры и полости (пустотелый), наполненные воздухом с коэффициентом ≈ 0,026. Благодаря этому, изделия со щелевыми отверстиями лучше поддерживают тепловой режим внутри сооружений. В инженерных расчетах необходимо учитывать величину теплопроводности кладочной смеси, значение показателя выбирают от 0.47 и выше, в зависимости от состава.
Теплопроводность красного изделия ниже, чем у силикатного.
Физические процессы нагрева и удержания тепла можно охарактеризовать величинами:
- Коэффициент теплоотдачи – теплообмен на границе поверхности твердого тела и воздушной среды. Это мощность теплового потока, приходящаяся на плоскость 1 м², обратно пропорциональная разнице температур тела и теплоносителя (воздух). Чем выше теплопроводность, тем больше теплоотдача.
- Полное тепловое сопротивление – способность противостоять передаче тепла. Значение обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи. Исходя из расчетной формулы R = L/λ, легко рассчитать оптимальную толщину кладки. λ – постоянный параметр, R – тепловое сопротивление указано в таблице 4 СП 131.13330.2012 для климатических зон России.
Необходимое количество тепла, подведенного к телу для увеличения температуры на 1 Кельвин – определение понятия «полная теплоемкость». Единица измерения: Дж/К или Дж/°C. Чем больше объем и масса тела (толщина стен и перекрытий), тем выше теплоемкость материала, лучше поддерживается благоприятный температурный режим. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики:
- Удельная теплоемкость кирпича – количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Единица измерения: Дж/кг*К или Дж/кг*°C. Используется для инженерных расчетов.
- Объемная теплоемкость – количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Измеряется в Дж/м³*К или Дж/кг*°C.
Тепловая конвекция непрерывна: радиаторы нагревают воздух, который передает тепло стенам. При понижении температуры в помещениях происходит обратный процесс. Увеличение удельной теплоемкости, снижение коэффициента теплопроводности стен обеспечивают сокращение затрат на обогрев дома. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий:
- Применение теплоизоляции.
- Нанесение штукатурки.
- Использование пустотного кирпича или камня (исключено для фундамента здания).
- Кладочный раствор с оптимальными теплотехническими параметрами.
Таблица с характеристиками различных видов кладок. Использованы данные СП 50.13330.2012:
Обыкновенный г линяный кирпич на различном кладочном растворе
Пустотный красный различной плотности (кг/м³) на ЦПС
Морозостойкость кирпичной кладки
Устойчивость к воздействию отрицательных температур – показатель, влияющий на прочность и долговечность конструкции. Кладка в процессе эксплуатации насыщается влагой. В зимний период вода, проникая в поры, превращается в лед, увеличивается в объеме и разрывает полость, в которой находится – происходит разрушение. Морозоустойчивость, как правило, низкая, водопоглощение не должно превышать 20 %.
Определение количества циклов замораживания и оттаивания без потери прочности каждого вида изделия позволяет выявить морозоустойчивость (F). Значение получают опытным путем. В лаборатории проводят многократную заморозку в холодильных камерах и естественное оттаивание образцов.
Коэффициент морозостойкости – отношение прочности на сжатие опытного и исходного элемента. Изменение показателя более 5 %, наличие трещин, отколов сигнализируют об окончании испытаний. Марки изделий содержат характеристики по морозостойкости: F15 (20, 25, 35, 50, 75, 100, 150). Цифровой параметр указывает на количество циклов: чем выше число, тем надежнее возводимая система.
Приобретение кирпича высокой марки морозостойкости опустошит бюджет, заложенный на строительство. Меры по улучшению свойств конструкций, продлению срока эксплуатации в зонах холодного климата без увеличения расходов:
- Применение паро- и гидроизоляции.
- Обработка кладки гидрофобными составами.
- Контроль, своевременное исправление дефектов.
- Надежная гидроизоляция фундамента.
От выбора материала для кладки, его удельной теплоемкости, теплопроводности, морозостойкости зависит срок и комфорт эксплуатации дома. Сложные расчеты, составление сметы расходов лучше доверить опытным специалистам, имеющим опыт в строительстве и проектировании.
Читайте также: