Постійне підвищення цін на енергоносії, а також різке зниження доходів населення і рентабельності підприємств призвели до того, що все більш актуальною стає проблема зниження витрат на опалення житлових та виробничих приміщень.
Загальновідомо, що витрати на теплоізоляцію (термомодернізацію) приміщень є високорентабельною інвестицією і окупаються в короткий термін, т. як призводять до значного зниження (в два і більше разів) витрат на опалення. При будівництві нового будинку всі витрати на хорошу теплоізоляцію становлять 3-5% від загальної вартості будівлі та окупаються протягом 4-6 років експлуатації.
Крім того, хороша теплоізоляція:
– збільшує термін експлуатації існуючої конструкції (усуває температурні напруги, конденсацію, промерзання, цвіль, неприємний запах і т.і.) при утепленні із зовнішнього боку;
– збільшує комфортність перебування в приміщенні (в результаті підвищення температури внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції зникає протяг);
– підвищує температуру в приміщенні або дозволяє збільшити площу, яку може опалити існуюча теплова установка;
– значно (на 20% і більше) покращує акустичний комфорт в приміщенні і знижує рівень шуму;
– покращує екологічну обстановку в результаті зниження викидів в атмосферу при спалюванні палива.
Конструкції старих будівель були більш компактними, з більш обмеженою площею зовнішньої поверхні і більш товстими стінами. При цьому поверхня отворів становила 10-15% від загальної площі поверхневої огорожі. Сучасна відкрита конструкція і тонкі стіни з вікнами, які займають до 30% і більше від загальної площі поверхневого огорожі, привели до того, що для забезпечення комфорту потрібно тепла в два з гаком рази більше. Для України ця проблема особливо актуальна, тому що у нас після 1959 було побудовано майже 2/3 житлових будинків, тоді як в Європі ця цифра в середньому нижче – 1/10.
Товсті стіни старих будівель повинні були поряд з тепло- і звукоізоляцією компенсувати коливання температури і вологості внутрішнього і зовнішнього повітря. Останнім часом значення акумуляції тепла пізнається як би заново, але в той же час дуже часто зустрічаються конструкції з розташуванням утеплювача зсередини будівлі (напр. під гіпсокартонні плити). Про проблему ж захисту від конденсаційної вологи більшість взагалі не має уявлення.
Будинки, що будувалися раніше в Радянському Союзі, не витримують ніякої критики з точки зору заощадження тепла. Однак більшість з нас, стикаючись з проблемами теплоізоляції будівель, не знає, як проводиться елементарний теплотехнічний розрахунок, як правильно виконати теплоізоляцію, не мають інформації про сучасні системи утеплення. Дані про системи утеплення з застосуванням мінеральної (базальтової) вати, наведені нижче, завдяки своїй доступності можуть бути використані не тільки професійними будівельниками, а й індивідуальними забудовниками. Особливо вони будуть корисні при прийнятті принципових рішень з тих чи інших питань, пов’язаних з теплоізоляцією при ремонті (будівництві) будівель.
Будинки втрачають тепло через:
1) стіни; близько 40-50%;
2) покрівлю; близько 20-30%;
3) отвори (вікна, двері); близько 15-20%;
4) підлоги (фундамент); близько 5-10%;
5) інфільтрацію зовнішнього повітря (через щілини і нещільності); інші причини, напр. термічні містки (не менше 10%).
Наведені тут цифри є орієнтовними і дають тільки приблизне уявлення про те, на що потрібно перш за все звертати увагу. Однак вони безсумнівно дозволяють стверджувати, що утеплення будинку має проводитися комплексно. Так само не підлягає сумніву, що чим краще теплозахисні властивості матеріалів, з яких виконані стіни, покрівлі, вікна, підлоги, тим менше будівлю буде втрачати тепло і менше ми будемо платити за його опалення.
З найбільш поширених матеріалів найнижчий коефіцієнт теплопровідності має повітря 0,026 Вт/м·К. Однак для того, щоб повітря було ефективним утеплювачем, він повинен знаходитися в невеликих замкнутих порах. Цей принцип і покладено в основу виробництва теплоізоляційних матеріалів, хоча теплопровідність їх і нижче, ніж у повітря через наявність жорстких компонентів.
Повітряний прошарок в захисної конструкції не є ефективним утеплювачем (див. Табл. 2).
Елементарні основи теплотехнічного розрахунку
Для того щоб зробити елементарний теплотехнічний розрахунок, потрібно володіти невеликою кількістю інформації: знати, з яких матеріалів виконані огороджувальні конструкції (стіни, покрівля), а також їх товщини і загальну площу. Уточніть це і давайте зробимо розрахунок для вашого будинку.
l – коефіцієнт теплопровідності – показує, яка кількість тепла (Вт) передається через одиницю площі (м2) конструкції за одиницю часу при різниці температур всередині і зовні будівлі 1оС; вимірюється в Вт / м · К. Для теплоізоляційних матеріалів, як правило, наводяться два значення l. У розрахунках повинен застосовуватися має більше значення коефіцієнт.
Таблиця 1. Значення коефіцієнта l для деяких видів матеріалів
| № п/п | Материал | Плотность кг/м куб | Декларируемый коэффициент l Вт/м*К | Расчетный коэффициент при эксплуатации в сухом помещении l Вт/м*К |
| 1 | Железобетон | 2500 | 1,69 | 1,92 |
| 2 | Керамзитобетон | 1200 | 0,36 | 0,44 |
| 3 | Газо- и пенобетон | 400-1000 | 0,11-0,29 | 0,14-0,41 |
| 4 | Цементно-песчаный раствор | 1800 | 0,70 | 0,76 |
| 5 | Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе | 1800 | 0,56 | 0,70 |
| 6 | Кладка из силикатного кирпича | 1800 | 0,70 | 0,76 |
| 7 | Кладка из керамического пустотного кирпича | 1400 | 0,41 | 0,52 |
| 8 | Древесина | 500-700 | 0,09-0,23 | 0,14-0,35 |
| 9 | Керамзит | 200-800 | 0,099-0,18 | 0,11-0,21 |
| 10 | Минеральная (базальтовая) вата Rockwool, Техно, Изоват, Paroc | 30-200 | 0,034-0,039 | 0,035-0,041 |
| 11 | Минеральная (стеклянная) вата Isover, Ursa, Knauf | 9-65 | 0,03-0,04 | 0,033-0,043 |
| 12 | Экструдированный пенополистирол | 25-35 | 0,03-0,036 | 0,031-0,037 |
| 13 | Пенополистирол (пенопласт) | 15-35 | 0,037-0,04 | 0,04-0,043 |
К эффективным утеплителям относятся материалы с l £ 0,05.
R – сопротивление теплопередаче материала ограждающей конструкции; рассчитывается исходя из толщины δ и коэффициента теплопроводности l материалов соответственно стен, покрытий и т.д.; измеряется в м2 ·К/Вт.
R = δ /l
Таким образом, чем меньше коэффициент теплопроводности l и чем больше толщина материала δ, тем выше сопротивление теплопередаче R.
Rо – общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции; представляет собой сумму сопротивления теплопередаче собственно ограждающей конструкции R, термического сопротивления при теплообмене между воздухом помещения и внутренней поверхностью ограждающей конструкции 1/αв и термического сопротивления при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью ограждающей конструкции 1/αн. Коэффициенты αв и αн берутся из ДБН В.2.6-31:2006, пр. Е (см. Приложение 1) и равны:
– αв для внешних стен и кровли 8,7 Вт/м2·К;
– αн для внешних стен и кровли 23 Вт/м2·К.
Сумма 1/αв и 1/αн составляет 0,16. Таким образом,
Rо = 1/αв + R + 1/αн или Rо = R + 0,16
Если конструкция состоит из двух и более слоев, сопротивление теплопередаче материалов определяется как сумма сопротивлений теплопередаче каждого слоя:
Rо = R1+ R2+…+ Rn+0,16
Необходимо также учитывать сопротивление теплопередаче воздушной прослойки Rв.п., если таковая имеется. Однако необходимо четко понимать, что воздушная прослойка неэффективна в качестве теплоизолятора. Чем больше воздушная прослойка, тем больше она проигрывает любому эффективному теплоизоляционному материалу (см. табл. 2).
Таблица 2. Значение R для воздушной прослойки и теплоизоляционного материала с l=0,038
| Толщина воздушной прослойки или теплоизоляционного материала (м) | Значение R для воздушной прослойки, м2·К/Вт | Значение R для теплоизоляционного материала, м2·К /Вт | Соотношение |
| 0,01 | 0,13 | 0,26 | 1 : 2 |
| 0,05 | 0,14 | 1,36 | 1 : 9 |
| 0,10 | 0,15 | 2,63 | 1 : 18 |
| 0,15 | 0,15 | 3,95 | 1 : 26 |
| 0,20 | 0,15 | 5,26 | 1 : 35 |
Значение Rо для конкретной ограждающей конструкции, должно быть не меньше минимально допустимого Rqmin, указанным в таблице 3 из ДБН В.2.6-31:2006 “”Тепловая изоляция” Замена №1 от 04.03.2013″.
Таблица3. Минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции жилых и общественных зданий
| № поз. | Вид ограждающей конструкции | Значение Rqmin, м2 ·К/Вт, для температурной зоны | |
| І | ІІ | ||
| 1 | Зовнішні стіни | 3,3 | 2,8 |
| 2 | Суміщені покриття | 5,35 | 4,9 |
| 3 | Горищні покриття та перекриття неопалювальних горищ | 4,95 | 4,5 |
| 4 | Перекриття над проїздами та неопалювальними підвалами | 3,75 | 3,3 |
| 5 | Світлопрозорі огороджувальні конструкції | 0,75 | 0,6 |
| 6 | Вхідні двері в багатоквартирні житлові будинки та в громадські будинки | 0,5 | 0,45 |
| 7 | Вхідні двері в малоповерхові будинки та в квартири, що розташовані на перших поверхах багатоповерхових будинків | 0,65 | 0,6 |
Температурную зону, к которой относится Ваш регион, можно определить с помощью расположенной ниже карты-схемы.
Карта-схема температурных зон Украины
|
Теперь рассмотрим несколько примеров теплотехнического расчета для стен и кровли
 |
Пример 1. Для однослойной не утепленной стены. Район строительства – г. Харьков. Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (коэффициент теплопроводности l1 = 0,76 Вт/м·К). R = δ1/l1 = 0,38/0,76 = 0,500 (м2 ·К/Вт); Rо = R + 0,16 = 0,50+0,16 = 0,660 (м2 ·К/Вт); Rо=0,660 < Rqmin= 3,3. |
 |
Пример 2. Для многослойной стены. Район строительства – г. Харьков. Внутренняя стена из глиняного (красного) кирпича толщиной δ1=0,38м, (l1=0,70 Вт/м·К); воздушная прослойка δ2=5 см; кладка из силикатного кирпича δ3=0,25м (l=0,76 Вт/м·К). R = δ1/l1 + δ2/l2 + δ3/l3 = 0,38/0,70+0,14+0,25/0,76 = 1,012 (м2 ·К/Вт); Rо= R + 0,16 = 1,012+0,16 = 1,172 (м2 ·К/Вт); Rо=1,172 < Rqmin= 3,3. |
|
|
Пример 3. Для многослойной утепленной стены. Район строительства – г. Харьков. Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (l1=0,76 Вт/м·К), утепленной с применением минеральной ваты толщиной δ2=5 см (l2= 0,037 Вт/м ·К). R = δ1/l1 + δ2/l2 = 0,38/0,76+0,05/0,037 = 1,851 (м2 ·К/Вт); Rо= R + 0,16 = 1,851+0,16 = 2,011 (м2 ·К/Вт); Rо=2,011 < Rqmin= 3,3. Толщина утеплителя 50 мм не удовлетворяет требованиям ДБН. |
 |
Пример 4. Для многослойной утепленной стены. Район строительства – г. Харьков. Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (l1=0,76 Вт/м·К), утепленной с применением минеральной ваты толщиной δ2=10 см (l2 = 0,037 Вт/м ·К). R = δ1/l1 + δ2/l2 = 0,38/0,76+0,10/0,037 = 3,203 (м2 ·К/Вт); Rо= R + 0,16 = 3,203+0,16 = 3,363 (м2 ·К/Вт); Rо=3,363 > Rqmin= 3,3. Толщина утеплителя 100 мм удовлетворяет требованиям ДБН. |
Как мы видим, утепление стены из силикатного кирпича толщиной 35см с применением теплоизоляционного материала толщиной 10 см позволяет получить минимальный требуемый ДБНом Rqmin, уменьшив при этом реальные потери тепла через стены 2-4 раза.
Для кровли теплотехнический расчет проводиться по тем же формулам, что и для стен.
|
|
Пример 1. Кровля с утеплением. Район строительства – г. Харьков. Кровля из металлочерепицы толщиной δ1=0,5мм (l1=46,5 Вт/м·К) с применением минеральной ваты толщиной δ2=15см (l2=0,037 Вт/м·К). Воздушная прослойка δ3=5см. R = δ1/l1+δ2/l2 +δ3/l3 =0,0005/46,5+0,15/0,037+0,14= 4,194 (м2 ·К/Вт); Rо= R + 0,16 = 4,194+0,16 = 4,354 (м2 ·К/Вт); Rо= 4,354 < Rqmin= 5,35. Толщина утеплителя 150 мм не удовлетворяет требованиям ДБН. |
|
|
Пример 2. Кровля с утеплением. Район строительства – г. Харьков. Кровля из металлочерепицы толщиной δ1=0,5мм (l1=46,5 Вт/м·К) с применением минеральной ваты толщиной δ2=20см (l2=0,037 Вт/м·К). Воздушная прослойка δ3=5см. R = δ1/l1 + δ2/l2 +δ3/l3 =0,0005/46,5+0,20/0,037+0,14= 5,545 (м2 ·К/Вт); Rо= R + 0,16 = 5,545+0,16 = 5,705 (м2 ·К/Вт); Rо= 5,705 > Rqmin= 5,35. Толщина утеплителя 200 мм удовлетворяет требованиям ДБН. |
Как видим, толщины утеплителя 150мм в кровли недостаточно, чтобы соответствовать требованиям украинских строительных норм. С учетом неизбежного в ближайшее время повышения цен на энергоносители следование нормам ДБН вполне соответствует здравому смыслу. Обратите внимание на вариант №2: толщина утеплителя не только удовлетворяет требованиям ДБН но и сама укладка утеплителя обеспечивает его перевязку, и устранение участков возле стропил, где из-за неплотного прилегания утеплителя могут образоваться щели. Для данного варианта теплопотери будут ниже, чем когда утеплитель будет смонтирован в теле стропил.
U – коэффициент теплопроводности, который показывает, какое количество теплоты переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через 1 м2 теплообменной поверхности при разности температур между теплоносителями 1К. Измеряется в Вт/м2 ·К.
U=1/ Rо
Данная формула не учитывает потери тепла, возникающие вследствие неплотностей конструкций с применением теплоизоляционных материалов, а также потери тепла через имеющиеся в конструкции термические мостики. Не учитывая эти потери тепла, можно получить ошибку при расчете U до 40% (рассчитанный U = 0,3 на практике может достигать 0,42; рассчитанный U = 0,5 может достигать 0,7). Для того чтобы учесть часть потерь, существующих реально, нужно применять дополнительный коэффициент k :
– для стен с оконными и дверными проемами 0,05;
– для стен с оконными и дверными проемами и плитами балконов, проникающими через стены 0,15;
– при расчете Rо для мансард и стен скелетной конструкции считать l теплоизоляционного материала, расположенного между балками, равным 0,045 (при номинальном l = 0,037-0,038) или применять k равным 0,1.
Uk=U + k (*)
(*) Однако и в этой формуле не учитываются некоторые параметры, например, расположение здания, бытовые поступления тепла и другие, хотя они и не оказывают, как правило, существенного влияния на окончательный результат расчетов. Точный расчет по конкретному зданию может сделать только специалист, и процедура это достаточно трудоемкая.
Для стен
Пример 1: Rо = 0,660 м2·К/Вт.
U = 1/0,660 = 1,515 (Вт/м2·К);
Uk = 1,515+0,05 = 1,565 (Вт/м2·К).
Пример 2: Rо= 1,172 м2·К/Вт.
U = 1/1,172 =0,853 (Вт/м2·К);
Uk = 0,853+0,05=0,903 Вт/м2 оС.
Пример 3: Rо= 2,011 м2·К/Вт.
U = 1/2,011 = 0,497 (Вт/м2·К);
Uk = 0,497+0,05 = 0,547 (Вт/м2·К).
Пример 4: Rо= 3,363 м2·К/Вт.
U = 1/3,363= 0,297 (Вт/м2·К);
Uk = 0,297+0,05=0,347 (Вт/м2·К).
Для кровли
Пример 1: Rо = 4,354 м2·К/Вт.
U = 1/4,354 = 0,230 (Вт/м2·К);
Uk = 0,230+0,05 = 0,280 (Вт/м2·К).
Пример 2: Rо = 5,705 м2·К/Вт.
U = 1/5,705 = 0,175 (Вт/м2·К);
Uk = 0,175+0,05 = 0,225 (Вт/м2·К).
С помощью Uk можно рассчитать реальное количество теплопотерь Q для конкретной ограждающей конструкции за любой промежуток времени.
Q = Uk (tв– tн)F,
где Q – количество энергии, передаваемой в форме тепла от воздуха внутри помещения к наружному воздуху за 1 час, Вт; F – площадь ограждающей конструкции, м2; tв и tн – соответственно температура внутреннего и наружного воздуха, оС. При температуре наружного воздуха –10оС, а внутреннего 21оС, формула примет следующий вид:
Q = Uk×31×F
Для расчета принимаем, что общая площадь стен здания F = 200 м2
Для стен
Пример 1: Uk = 1,565 Вт/м2·К;
Q = 1,565×31×200 = 9703,939 Вт*ч.
Пример 2: Uk = 0,903 Вт/м2·К;
Q = 0,903×31×200 = 5600,985 Вт*ч.
Пример 3: Uk = 0,547 Вт/м2·К;
Q = 0,547×31×200 = 3392,505 Вт*ч.
Пример 4: Uk = 0,347 Вт/м2·К;
Q = 0,347×31×200 = 2153,755 Вт*ч.
Для кровли
Пример 1: Uk = 0,280 Вт/м2·К;
Q = 0,280×31×200 = 1733,957 Вт*ч.
Пример 2: Uk = 0,225 Вт/м2·К;
Q = 0,225×31×200 = 1396,687 Вт*ч.
В каждом из примеров показано, сколько теряется тепла через стены здания за один час при температуре снаружи -10 оС.
Поскольку на протяжении отопительного сезона температура постоянно меняется, для теплотехнических расчетов используются средние величины за отопительный сезон. Для Харькова, например, средняя продолжительность отопительного сезона, согласно существующим нормативам, должна составлять 179 дней (4296 часа), при этом средняя температура с внешней стороны ограждающей конструкции составляет 0,4 оС. Средняя температура в помещении принимается 20 оС (и это совсем не клондайк – это нормальные комфортные условия для большинства из нас). При этом разница между средними температурами снаружи и внутри помещения составляет 19,6 оС.
Таблица 4. Средняя температура наружного воздуха в течение отопительного сезона для Харькова
|
Месяц |
Кол-во дней (часов) |
Средне-месячная температура, оС |
Температура внутри помещения, оС |
Дельта температур, оС |
Градусо-сутки отопительного сезона, оС·сут |
Градусо-часы отопительного сезона, оС·ч |
|
|
Октябрь |
15 |
7,5 |
20 |
12,5 |
188 |
4500 |
|
|
Ноябрь |
30 |
1,0 |
20 |
19,0 |
570 |
13680 |
|
|
Декабрь |
31 |
-3,7 |
20 |
23,7 |
735 |
17633 |
|
|
Январь |
31 |
-5,9 |
20 |
25,9 |
803 |
19270 |
|
|
Февраль |
28 |
-5,1 |
20 |
25,1 |
703 |
16867 |
|
|
Март |
31 |
0,0 |
20 |
20,0 |
620 |
14880 |
|
|
Апрель |
13 |
9,0 |
20 |
11,0 |
143 |
3432 |
|
|
За отопительный сезон |
179 (4296) |
0,4 |
20 |
19,6 |
3761 |
90262 |
|
Итак, зная общую площадь каждой ограждающей конструкции F и коэффициент теплопроводности Uk, мы можем рассчитать количество теплопотерь для ограждающих конструкций за отопительный сезон Q за сезон. Для этого нужно умножить Uk на количество градусо-часов за отопительный сезон (см. таблицу 4), а затем на площадь ограждающей конструкции.
Q за сезон = Uk*90262*F
Для стен
Пример 1: Uk = 1,565 Вт/м2·К; общая площадь стен здания 200 м2.
Q за сезон = 1,565*90262*200 = 28254741,21 Вт = 28254,741 (кВт/м2) = 24,358 (Гкал/м2).
Пример 2: Uk = 0,903 Вт/м2·К;
Q за сезон = 0,903*90262*200 = 16308261,32 Вт = 16308,261 (кВт/м2) = 14,059(Гкал/м2).
Пример 3: Uk = 0,547 Вт/м2·К;
Q за сезон = 0,547*90262*200 = 9877879,34 Вт = 9877,879 (кВт/м2) = 8,515 (Гкал/м2).
Пример 4: Uk =0,347 Вт/м2·К;
Q за сезон = 0,347*90262*200 = 6271039,87 Вт = 6271,040 (кВт/м2) = 5,406 (Гкал/м2).
Для кровли
Пример 1: Uk = 0,280 Вт/м2·К;
Qза сезон = 0,280*90262*200 = 5048722,73 Вт = 5048,723 (кВт/м2) = 4,352 (Гкал/м2).
Пример 2: Uk = 0,225 Вт/м2·К;
Qза сезон = 0,225*90262*200 = 4066701,20 Вт = 4066,701 (кВт/м2) = 3,506 (Гкал/м2).
(*) 1 ГКал = 1160 кВт
Сведем все примеры воедино. Для своего дома умножьте площадь стен на соответствующее значение Qза сезон.
Для стен
Пример 1: Для однослойной не утепленной стены. Район строительства – г. Харьков.
Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (коэффициент теплопроводности l1 = 0,76 Вт/м·К).
R = δ1/l1 = 0,38/0,76 = 0,500 (м2 ·К/Вт);
Rо = R + 0,16 = 0,500+0,16 = 0,660 (м2 ·К/Вт);
Rо=0,660 < Rqmin= 3,3;
U =1/R = 1/0,660 = 1,515 (Вт/м2·К);
Uk = 1,515+0,05 = 1,565 (Вт/м2·К);
Q за сезон = 1,565*90262 = 141,274 (кВт/м2) = 0,122 (Гкал/м2).
Пример 2: Для многослойной стены. Район строительства – г. Харьков.
Внутренняя стена из глиняного (красного) кирпича толщиной δ1=0,38м, (l1=0,70 Вт/м·К); воздушная прослойка δ2=5 см; кладка из силикатного кирпича δ3=0,25м (l=0,76 Вт/м·К).
R = δ1/l1 + δ2/l2 + δ3/l3 = 0,38/0,70+0,14+0,25/0,76 = 1,012 (м2 ·К/Вт);
Rо= R + 0,16 = 1,012+0,16 = 1,172 (м2 ·К/Вт);
Rо=1,172 < Rqmin= 3,3;
U = 1/1,172 =0,853 (Вт/м2·К);
Uk = 0,853+0,05=0,903 Вт/м2 оС;
Q за сезон = 0,903*90262= 81,541 (кВт/м2) = 0,070 (Гкал/м2).
Пример 3: Для многослойной утепленной стены. Район строительства – г. Харьков.
Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (l1=0,76 Вт/м·К), утепленной с применением минеральной ваты толщиной δ2=5 см (l2= 0,037 Вт/м ·К).
R = δ1/l1 + δ2/l2 = 0,38/0,76+0,05/0,037 = 1,851 (м2 ·К/Вт);
Rо= R + 0,16 = 1,851+0,16 = 2,011 (м2 ·К/Вт);
Rо=2,011 < Rqmin= 3,3;
U = 1/2,011 = 0,497 (Вт/м2·К);
Uk = 0,497+0,05 = 0,547 (Вт/м2·К);
Q за сезон = 0,547*90262= 49,389 (кВт/м2) = 0,043 (Гкал/м2).
Пример 4: Для многослойной утепленной стены. Район строительства – г. Харьков.
Стена из силикатного кирпича толщиной δ1=0,38м (l1=0,76 Вт/м·К), утепленной с применением минеральной ваты толщиной δ2=10 см (l2 = 0,037 Вт/м ·К).
R = δ1/l1 + δ2/l2 = 0,38/0,76+0,10/0,037 = 3,203 (м2 ·К/Вт);
Rо= R + 0,16 = 3,203+0,16 = 3,363 (м2 ·К/Вт);
Rо=3,363 > Rqmin= 3,3;
U = 1/3,363= 0,297 (Вт/м2·К);
Uk = 0,297+0,05=0,347 (Вт/м2·К);
Q за сезон = 0,347*90262= 31,355 (кВт/м2) = 0,027 (Гкал/м2).
Для кровли
Пример 1: Кровля с утеплением. Район строительства – г. Харьков.
Кровля из металлочерепицы толщиной δ1=0,5мм (l1=46,5 Вт/м·К) с применением минеральной ваты толщиной δ2=15см (l2=0,037 Вт/м·К). Воздушная прослойка δ3=5см.
R = δ1/l1 + δ2/l2 +δ3/l3 = 0,0005/46,5+0,15/0,037+0,14 = 4,194 (м2 ·К/Вт);
Rо= R + 0,16 = 4,194+0,16 = 4,354 (м2 ·К/Вт);
Rо= 4,354 < Rqmin= 5,35;
U = 1/4,354 = 0,230 (Вт/м2·К);
Uk = 0,230+0,05 = 0,280 (Вт/м2·К);
Q за сезон = 0,280 *90262= 25,244 (кВт/м2) = 0,022 (Гкал/м2).
Пример 2: Кровля с утеплением. Район строительства – г. Харьков.
Кровля из металлочерепицы толщиной δ1=0,5мм (l1=46,5 Вт/м·К) с применением минеральной ваты толщиной δ2=20см (l2=0,037 Вт/м·К). Воздушная прослойка δ3=5см.
R = δ1/l1 + δ2/l2 +δ3/l3 = 0,0005/46,5+0,20/0,037+0,14 = 5,545 (м2 ·К/Вт);
Rо= R + 0,16 = 5,545+0,16 = 5,705 (м2 ·К/Вт);
Rо= 5,705 > Rqmin= 5,35;
U = 1/5,705 = 0,175 (Вт/м2·К);
Uk = 0,175+0,05 = 0,225 (Вт/м2·К);
Q за сезон = 0,225 *90262= 20,334 (кВт/м2) = 0,018 (Гкал/м2).
Имея расчетные цифры, справочные данные, которые приводятся в табл. 5, вы можете рассчитать стоимость отопления собственного дома и сравнить полученные данные со своими реальными расходами.
Таблица 5. Сравнительные показатели применения различных видов топлива
|
Вид отопления |
Ед. измер |
Сред. цена, грн |
Теплота сгорания ед., Гкал |
КПД котла, % |
Стоимость 1Гкал с учетом КПД котла, грн |
Удельная стоимость 1Гкал к центр. отопл., % |
Расход топлива на 1Гкал |
|
Центральное отопление (счетчик) для предприятий |
Гкал |
960,73 |
1 |
100 |
960,73 |
100 |
1 |
|
Центральное отопление (счетчик) для жилого сектора |
Гкал |
203,26 |
1 |
100 |
203,26 |
21,16 |
1 |
|
Электроэнергия |
КВт* час |
0,75 |
0,00086 |
100 |
872,09 |
90,77 |
1160 |
|
Мазут |
Тн |
5700 |
10,2 |
85 |
657,44 |
68,43 |
0,115 |
|
Уголь |
Тн |
1750 |
5 |
85 |
411,76 |
42,86 |
0,235 |
|
Газ |
1000м3 |
4700 |
8,25 |
91 |
626,04 |
65,16 |
0,133 |
|
Дровяные отходы |
м3 |
20 |
1,92 |
80 |
13,02 |
1,36 |
0,651 |
К сожалению, успевать за подорожанием отдельных видов топлива удается не всегда, так что когда вы будете знакомиться с этими данными, они могут уже устареть. Точно можно быть уверенным только в одном: топливо дешевле не становится.
В заключение раздела, посвященного расчетам и предваряя рассмотрение конкретных технических решений по утеплению, хотелось бы отметить следующее: требования государственных строительных норм (ДБН) к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций постоянно пересматриваться в сторону увеличения. Поэтому при строительстве и реконструкции существующих зданий уже сейчас желательно ориентироваться на оптимальные показатели толщины теплоизоляционного слоя и сопротивления теплопередаче*.
Таблица 6. Рекомендуемые показатели Uопт и Rо
|
Параметр |
Стена многослойная |
Каркасная конструкция |
||
|
Центральное отопление |
Электрообогрев* |
Центральное отопление |
Электрообогрев |
|
|
Оптимальная толщина теплоизоляции dопт (м) |
0,146 |
0,27 |
0,153 |
0,273 |
|
Оптимальный показатель коэффициента теплопроводности Uопт (Вт/м2 оС) |
0,241 |
0,138 |
0,278 |
0,159 |
|
Минимально рекомендуемый показатель R (м2 оС/Вт) |
³ 4 |
³ 6 |
³ 4 |
³ 6 |
* Расчеты производились польскими специалистами.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЕМЫМ МОЖЕТ СЧИТАТЬСЯ ДОМ, КОТОРЫЙ ИМЕЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ R:
|
для мансард и покрытий |
³ 6,0 |
|
для стен |
³ 4,0 |
|
для полов над неотапливаемыми подвалами |
³ 2,0 |
|
для полов на грунте |
³ 3,0 |
Приложение 1
Расчетные значения коэффициентов теплопередачи внутренней αв и внешней αз поверхности ограждающей конструкции
|
Тип конструкції |
Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · К) |
|
|
αв |
αз |
|
|
Зовнішні стіни, дахи, покриття, перекриття над проїздами плоскі та з ребрами при відношенні висоти ребра h до відстані між гранями b сусідніх ребер h/b ≤ 0,3 h/b > 0,3 |
8,7 7,6 |
23 23 |
|
Перекриття горищ та холодних підвалів |
8,7 |
12 |
|
Перекриття над холодними підвалами та технічними поверхами, що розташовані нижче рівня землі |
8,7 |
6 |
|
Вікна, балконні двері, вітражі та світлопрозорі фасадні системи |
8,0 |
23 |
|
Зенітні ліхтарі |
9,9 |
23 |
Cоцмережі: