0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сравнительный анализ теплотехнических свойств домов из разных материалов

Сравнительный анализ теплотехнических свойств домов из разных материалов

Постоянный рост затрат на отопление жилья заставляет задуматься о выборе технологии строительства с максимальными показателями по энергоэффективности. Строительство энергосберегающих домов является сегодня не прихотью, а острой необходимостью, закрепленной законодательно в федеральном законе РФ за № 261-ФЗ «Об энергосбережении».

Эффективность стеновой конструкции жилого дома напрямую зависит от показателей по теплопотерям, которые происходят через разные элементы ограждающих конструкций дома. Основное тепло теряется именно через наружные стены. Вот почему их теплопроводность серьезно влияет на микроклимат внутри помещений. Нет смысла говорить об эффективных стеновых конструкциях без учета показателей теплопроводности. Стена может быть толстая, прочная и дорогая, но вовсе не энергоэффективная.

Возникает закономерный вопрос, какой дом теплее, а точнее, какой из популярных в нашей стране материалов лучше сохраняет тепло? Простое сравнение коэффициентов теплопередачи в данном случае является не совсем корректным. Прежде всего, следует оценивать способность сохранять тепло внешней ограждающей конструкцией, как единой системы.

Рассмотрим загородные дома, построенные по различным технологиям, с различными типами стен, и посмотрим какой дом имеет наименьшие потери тепла.

В малоэтажном жилищном строительстве наибольшее распространение получили следующие виды домов:

  • каменные
  • деревянные
  • каркасные

Каждый из названных вариантов имеет несколько подвидов, параметры которых существенно различаются. Для получения объективного ответа на вопрос, какой дом самый теплый, сравнивать будем только лучшие образцы по одному из числа представленных в списке.

Теплосопротивление материалов

Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,36
Кладка из красного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,53
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,25 м. (в один кирпич)0,30
Кладка из силикатного кирпича, толщина стены 0,38 м. (полтора кирпича)0,44
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,2 м.0,69
Кладка из газо-пеноблоков, толщина стены 0,3 м.0,81
Брус деревянный, 100 мм.0,71
Брус деревянный, 150 мм.1,07
Металл 0,5 – 1,0 мм. (ангары, павильоны, строит. вагончики, крыши домов)0,1

Из таблицы следует, что в соответствии с требованиями СНиП толщина стен жилого дома должна быть:

Исполнение данных условий в современной действительности абсолютно нереально. Вот почему использование утеплителей сегодня – вынужденная необходимость. Чем ниже коэффициент теплопроводности утеплителя, тем меньше его слой.

Свойства различных типов блоков

Красный керамический

Пористость увеличивает теплосопротивление стройматериалов, поэтому у полнотелого кирпича теплопроводность выше.

Этот вид стройматериалов является популярным и доступным. Состоит из глины и других добавок. Этими строительными материалами возводится несущая конструкция, облицовываются или утепляются стены старого дома, а также сооружаются заборы и укладывается фундамент. Изделие отличается высокой прочностью и долговечностью. Теплопроводность керамического кирпича зависит от разновидности. Лучшим вариантом для утепления дома является использование пустотелого кирпича. Чем больше степень пустотелости, тем меньше изделие способно проводить тепло. Кирпичная стена может укладываться в один или два ряда. Кроме этого, стройматериал обладает такими свойствами, как:

  • прочность;
  • морозостойкость;
  • огнеупорность;
  • звукоизоляция.

Вернуться к оглавлению

Клинкерный

Эта разновидность красного керамического стройматериала чаще всего применяется для облицовочных работ, укладки тротуаров. Это обусловлено его высокой теплопроводностью. Она достигает 1,16 Вт/м°С. Уменьшения этого показателя удается достичь у пустотелых образцов. При строительстве дома из таких блоков необходимо использовать дополнительные методы утепления. Большая плотность изделия придает ему дополнительной влаго- и морозостойкости. Облицовочный кирпич широко используется для декоративной отделки домов снаружи и внутри.

Характеристика шамотного

Так как этот вид стройматериала характеризуется высокой способностью проводить тепло, его чаще применяют при возведении каминов, печей. Этим обусловлено его название «печной кирпич». В таком случае теплопроводность шамотного кирпича играет решающую роль в выборе материалов для стройки. Подобные свойства помогают экономить энергию для обогрева помещения. Кроме этого, шамотный кирпич обладает такими свойствами, как:

  • огнеупорность;
  • устойчивость к перепадам температуры;
  • высокая теплопроводность;
  • легкий вес;
  • устойчивость к воздействию щелочей и ряда кислот;
  • прочность;
  • эстетичность.

Вернуться к оглавлению

Силикатный

Этот вид стройматериала ценится прочностью, экологичностью и звуконепроницаемостью. Но теплопроводность кирпича этого типа не завышена, поэтому помещения из него требуют дополнительного утепления. Силикатные блоки делают из смеси песка и извести с добавлением связующих компонентов, которые прессуются и впоследствии подвергаются обжигу. Самым распространенным является изделия марки М100. Различают рядовой и лицевой силикатный кирпич. Каждый из них имеет свою сферу применения. Кроме этого, материал способен впитывать влагу, что не позволяет использовать его в местах с повышенной влажностью и при строительстве фундамента.

Читать еще:  Как класть кирпич под расшивку

Сравнение теплоизоляции популярных материалов

Теплопроводность стен – важный параметр, который определяет затраты на отопление и общую стоимость обслуживания строения.

При расчетах конструктора используют специальную единицу – коэффициент теплопроводности. Чем он меньше, тем лучше материал сохраняет температуру в помещении, и наоборот – чем больше значение, тем быстрее улетучивается нагретый воздух наружу.

Наглядное сравнение коэффициентов теплопроводности часто используемых в частном строительстве материалов:

  • клееный брус – 0,1 Вт/м∙ 0 С;
  • профилированный брус – 0,18 Вт/м∙ 0 С;
  • кирпич пустотелый – 0,52 Вт/м∙ 0 С;
  • пенобетон – 0,14…0,29 Вт/м∙ 0 С (зависит от плотности);
  • железобетон – 2,04 Вт/м∙ 0 С;

Как видно, вопрос какой дом построить, чтобы он был теплым и недорогим, решается просто – достаточно выбрать эффективный стеновой материал.

Теперь рассмотрим популярные материалы.

Кирпич

Второй по популярности и известности компонент строительства. Его особенности:

  • высокая стоимость;
  • в помещениях в зимнее время при интенсивном отоплении значительно высыхает воздух, что приводит к раздражению и пересыханию слизистых оболочек носа, глотки и глаз;
  • для создания эффективной стены требуется либо слишком толстая кладка (что очень дорого), либо устройство дополнительного слоя теплоизоляции;
  • потребность во внутренней отделке;
  • дом из кирпича тяжелый, требуется мощный фундамент;
  • монтаж обходится дорого;
  • высокая степень брака.

Монолитный бетон

Монолитное домостроение в частной практике встречается, но не так часто, как деревянное или блочное. Недостатки бетона:

  • как и кирпич, бетон не обеспечивает воздухообмен помещения и улицы, поэтому в зимнее время в доме очень сухой воздух, что требует применения увлажнителей;
  • дополнительное утепление в бетонном доме – необходимость в виду большого коэффициента теплопроводности;
  • потребность в обустройстве массивного фундамента под тяжелый дом;
  • большие затраты на покупку материала и его укладку/монтаж;
  • возникает потребность в отделке с целью улучшения эстетических качеств поверхности;

необходимо знать, как правильно построить дом монолитным способом, поскольку метод предполагает большое количество точных расчетов и строгое соблюдение технологи приготовления бетона и заливки конструкций.

Ручная рубка

Кругляк чаще используют для возведения загородных дачных домов. Что необходимо учитывать при выборе этого строительного компонента:

  • с течением времени образование трещин неизбежно. Это значительно ухудшает теплопроводность стен;
  • отсутствие сушки бревна приводит к значительной усадке дома в первые сезоны и ближайшие годы;
  • без отделки не обойтись;
  • большой коэффициент теплопроводности.

Единственный плюс материала – сравнительно невысокая стоимость, но она перекрывается потребностью в дорогостоящем постоянном обслуживании оседающих стен.

Брус естественной влажности

Брус естественной влажности – не самый лучший вариант для строительства капитального дома:

  • при высыхании дерева в естественных условиях не избежать образования трещин, которые становятся мостиками холода, нередко конструкция стен изменяется, образуются зазоры между брусьями, которые необходимо своевременно закрывать;
  • древесина требует ежегодной обработки антисептиками, поскольку должной обработки перед строительством изделия не проходят;
  • усушка бруса происходит в течение 5-7 лет, конструкции дают значительную усадку и заметно деформируются. Через это время вероятно придется делать ремонт отделки, оконных и дверных блоков;
  • капитальную крышу можно установить только после полной усадки дома, до этого срока ставят черновую конструкцию;
  • невысокая стоимость материала в конечном счете приравнивается к цене клееного бруса.

Пеноблоки

Второй по популярности строительный материал после древесины. Почему ему отдают предпочтение:

  • конструкции дома получаются сравнительно нетяжелые, не требуется установка мощного фундамента;
  • дом возводится быстро, монтажные работы не такие дорогие, как кладка кирпича;
  • внешняя и внутренняя облицовки производятся просто любыми материалами;
  • в пеноблоках штробы делаются несложно, в них можно спрятать проводку и коммуникации – материал еще и пожаробезопасен;
  • относительно небольшой коэффициент теплопроводности, который прямо пропорционален плотности материала;
  • отличная защита от шума.
  • хрупкость – основной недостаток материала. Блоки могут повредиться в процессе неправильной транспортировки и монтажа;
  • при неравномерной усадке дома из-за некачественного фундамента стены покрываются трещинами;
  • при пенообразовании углекислым газом из бетонного раствора выделяется мел, который делает блоки хрупкими;
  • у пенобетона высокий коэффициент поглощения влаги, но отдает он ее сложно и долго;
  • качественный пеноблок лишен многих недостатков, но найти на рынке действительно ответственного производителя непросто;
  • стоимость дома из пеноблока приблизительно такая же, как из клееного бруса, только хлопот с первым будет значительно больше (отделка, утепление, ремонт и обслуживание).

Каркасно-щитовой дом

Дома канадской конструкции набирают популярность, имея такие преимущества:

  • легкий дом, отсутствие потребности в тяжёлом фундаменте;
  • низкая теплопроводность сэндвич-панелей;
  • длительный период эксплуатации дома.

Особое внимание необходимо уделять:

  • вентиляции – панели не дышат, требуется организация воздухообмена;
  • в утеплителе и на поверхности панелей селятся паразиты, требуется периодическая обработка антисептиками и качественная отделка.
Читать еще:  Как сделать клумбу из кирпича своими руками

Стоимость каркасно-щитового дома невысокая, но оправдана только в случае использования качественных сип-панелей и соблюдения технологии строительства.

Бревно оцилиндрованное

Бревенчатый дом не выходит из моды несколько веков. Его достоинства:

  • быстрое строительство;
  • низкая стоимость материала и монтажных работ;
  • внутреннюю и внешнюю отделку можно не производить, теплоизоляция не требуется.

Недостатки, о которых необходимо помнить при выборе оцилиндрованного бревна:

  • усадка в 2-3 года значительная, поэтому производить отделку и установку блоков оконного и дверного заполнения бессмысленно;
  • на протяжении первого десятка лет усадка будет происходить стабильно;
  • бревно чутко реагирует на изменение влажности и изменяет свои объемы со сменой сезонов, что усугубляет процесс усадки;
  • потребность в обработке бревна антисептиками. Причем, попытки сэкономить на составе для избавления от микрофлоры могут привести к увеличенным затратам на устранение дефектов после некачественной обработки.

Морозостойкость

Морозостойкость определяется путем циклов заморозки и размораживания. Данный параметр важен при выборе вида кирпича для укладывания несущих стен. Марка зависит от количества циклов и указывается на изделиях. Наиболее высокой морозостойкостью обладает облицовочный и красный кирпич, который хорошо выдерживает температуру до -50 градусов Цельсия и ниже. Если у вас используется силикатный кирпич, его свойства хуже, поэтому кладку придется делать в два слоя. Не подойдет силикат и для строительства фундамента.

В условиях зимней непогоды тепло в доме сохраняется за счет обогревательного котла отопительной системы. Но для того чтобы не происходило рассеивания тепла, нужны стены, пол и потолок из соответствующего материала, хорошо сохраняющего заданную температуру. Тип кирпичной кладки играет в ходе строительства немаловажную роль. Выбирать материал следует, учитывая все параметры и погодные условия.

В следующем видео вас ждет обзор теплопроводности кирпича ШБ 8.

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

В этой таблице собраны показатели теплопроводности самых распространенных строительных материалов. Пользуясь подобными справочниками, можно без проблем рассчитать необходимую толщину стен и применяемого утеплителя.

Таблица коэффициента теплопроводности строительных материалов:

Таблица теплопроводности строительных материалов: коэффициенты

Теплопроводность строительных материалов (видео)

Рассчет теплопроводности стен: таблица теплосопротивления материалов

Во многих случаях при выборе материала для строительства дома мы не вникаем, каково теплосопротивление строительных материалов, а полагаемся на «народные» методики. Самые популярные из них: «как у соседа», «как раньше», «смотри, какой толстый слой», и – венец искусства – «вроде, должно быть нормально». Что ж, ваш дом – вам и решать, какому методу отдать предпочтение. Но чтобы точно ответить на вопрос, достаточно ли тепло будет в вашем доме зимой (и достаточно ли прохладно в летний зной), нужно знать теплосопротивление стены. Откуда его можно узнать, как считать теплопроводность стены и как это поможет при ответе на ваш вопрос? Давайте разберемся по порядку.

Итак, немного теории, чтобы определиться с терминами и понять, как рассчитать теплосопротивление стены.

Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью.
Итак, теплопроводность – это количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. (Хорошо проводит тепло – значит, слабо теплу сопротивляется. Следовательно, обладает высокой теплопроводностью и низким теплосопротивлением).
То есть, при строительстве лучше использовать материалы с низкой теплопроводностью (высоким теплосопротивлением) для лучшего сохранения тепла.

Как рассчитать теплопроводность стены?

Чтобы рассчитать теплосопротивление слоя нужно его толщину в метрах разделить на коэффициент теплосопротивления материалов, из которых он выполнен.
Как рассчитать коэффициент теплопроводности? Эти расчеты делаются в лабораторных условиях. Тем не менее, узнать его несложно: нормальный производитель всегда предоставляет эти данные, указан он и в СНиПе в разделе «Строительная теплотехника», правда, там представлены не все современные материалы. Если вы хотите знать теплосопротивление материалов, таблица с некоторыми из них представлена на данной странице.

Как пользоваться коэффициентом теплопроводности? В СНИПе указано два режима эксплуатации А и Б. Режим А подходит для сухих помещений (влажность меньше 50%) и для районов, удаленных от морских берегов. Для московского региона, например, подходит режим А. Таким образом, теплосопротивление стен по регионам может отличаться.

Теплосопротивление слоя =толщина слоя (м)
Коэффициент теплопроводности материала ( )

Теплосопротивление многослойной конструкции считается как сумма теплосопротивлений каждого слоя. (В случае с одним слоем все просто – его теплосопротивление и будет теплосопротивлением всей конструкции.)

Теплосопротивление конструкции = теплососпротивление слоя 1 + теплосоротивление слоя 2 + и т.д.

Читать еще:  Кладка кирпича зимой добавки

Единицы измерения теплосопротивления —

Рассмотрим, как рассчитать толщину стены по теплопроводности на конкретных примерах.

Пример 1

Стена толщиной в полтора кирпича, или, если перевести в международную систему измерения, 0,37 метра (37 сантиметров). Как посчитать теплопроводность стены?

Все, кто имел опыт работы с кирпичом, знают, что кирпич может быть разным. И коэффициент теплопроводности кирпичной кладки, соответственно, тоже разный. Кроме того, теплопроводность кирпичной стены на обычном цементно-песчаном растворе будет ниже, чем коэффициент отдельного кирпича. Как посчитать коэффициент теплопроводности стены в таком случае? Для расчетов будет правильно использовать именно значение для кладки.

Вид кирпичаКоэффициент
теплопро-
водности*,
Кирпичная кладка
на цементно-песчаном
растворе, плотность
1800 кг/м³*
Теплосопроти-
вление стены толщи-
ной 0,37 м,
Красный глиняный (плотность 1800 кг/м³)0,560,700,53
Силикатный, белый0,700,850,44
Керамический пустотелый (плотность 1400 кг/м³)0,410,490,76
Керамический пустотелый (плотность 1000 кг/м³)0,310,351,06

(*из межгосударственного стандарта ГОСТ 530-2007)

Итак, мы убедились, что не все кирпичи одинаковы. И теплопроводность кирпичной кладки в зависимости от вида кирпича может отличаться в 2 раза. Ваш дом из какого кирпича? А мы рассмотрим самый лучший результат (плотность кирпичной кладки полтора керамических пустотелых кирпича). В данном случае теплосопротивление кирпича 1,06 . Запомним результат и перейдем к следующему примеру.

Пример 2

Допустим, мы хотим построить дачный домик из бруса сечением 15 см. Снаружи и изнутри отделаем вагонкой. Что получим? Коэффициент теплосопротивления дерева поперек волокон (данные из СНиПов) составляет 0,14 . Теперь делаем расчет теплосопротивления стены: толщину материала разделим на коэффициент теплопроводности.

Для бруса (это 0,15 м дерева) теплосопротивление составит (0,15/0,14) 1,07 .

Для вагонки (толщина 20 мм или 0,02 м) – 0,143 . Да, вагонка с двух сторон, значит 0.143 х 2 = 0,286 . Справедливости ради заметим, что на практике теплосопротивлением вагонки чаще всего пренебрегают, так как на стыках она имеет еще меньшую толщину, следовательно, меньшее теплосопротивление материала.

Запомним общее расчетное теплосопротивление стены из 15-исантиметрового бруса, обшитого изнутри и снаружи вагонкой, –
1,356 .

Чтобы не было необходимости делать расчёт теплосопротивления стены для каждого материала, в приведенной здесь таблице мы собрали данные по теплосопротивлению материалов, часто используемых при строительстве домов.

Таблица теплосопротивления материалов

МатериалТолщина
материала (мм)
Расчетное теплосо-
противлениеа (м² * °С / Вт)
Брус1000,71
Брус1501,07
Кладка из красного кирпича
(плотность 1800 кг/м³)
380
(полтора кирпича)
0,53
Кладка из белого силикатного кирпича380
(полтора кирпича)
0,44
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)380
(полтора кирпича)
0,76
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)380
(полтора кирпича)
1,06
Кладка из красного кирпича
(плотность 1800 кг/м³)
510
(два кирпича)
0,72
Кладка из белого силикатного кирпича510
(два кирпича)
0,6
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1400 кг/м³)510
(два кирпича)
1,04
Кладка из керамического пустотелого кирпича (плотность 1000 кг/м³)510
(два кирпича)
1,46
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 400 кг/м³)2001,11
Кладка на клей из газо- пенобетонных блоков (плотность 600 кг/м³)2000,69
Кладка на клей керамзитобетонных блоков на керамзитовом песке и керамзитобетоне (плотность 800 кг/м³)2000,65
Теплоизоляционные материалы
Плиты из каменной ваты ROCKWOOL ФАСАД БАТТС501,25
Ветрозащитные плиты Изоплат250,45
Теплозащитные плиты Изоплат120,27

Снова обратимся к СНиПам: теплосопротивление наружной стены, например, в Московской области должно быть не меньше 3 . Помните цифры, которые мы получили? В Российской Федерации нет районов, для которых эта величина составляла хотя бы 1,5 (не говоря уже о значениях еще ниже). Для сравнения приведем такие данные: в Германии эта норма определена не менее 3,4 , в Финляндии — не менее 5 (это, разумеется, уже не по нашим СНиПам, а по их регламентирующим документам).

Эти требования — для домов постоянного проживания. Если дом (как написано в СНиПах) предназначен для сезонного проживания, либо отапливается менее 5 дней в неделю, эти требования на него не распространяются.
Итак мы можем сделать вывод, что в домах со стенами в 1,5 кирпича, либо из бруса в 15 см проживать постоянно… нежелательно. Но ведь живем же! Да, только цена отопления 1 м³ из года в год становится все выше. Со временем все домовладельцы перейдут к эффективному утеплению домов — экономические соображения заставят заранее рассчитать теплопроводность стены и выбрать наилучшее техническое решение.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector