Розрахунок товщини стін будинку з різних матеріалів

Розрахунок товщини стін будинку з різних матеріалів

Товщина стін в будь-якому будинку повинна забезпечувати нормативні показники для конкретного регіону. У дерев`яному будинку - яка повинна бути товщина стін в Московській області. Теплопровідність і опір теплопровідності для деревини?

До 21.10.2003 р основним документом, який регулював будівельні норми, був СНиП II-3-79 * Будівельна теплотехніка. У цьому документі були приведені таблиці і додатки, в яких були вказані конкретні цифри і коефіцієнти по теплопровідності різних матеріалів, а також вимоги щодо опору теплопередачі стін, вікон і дверних прорізів, перекриттів підвалів і горищ. Формула визначення розрахункового опору теплопередачі стіни (R req), яка використовувалася при будівництві житлових будинків, виглядає так:

R req = 1 / а 1 + товщина матеріалу в метрах / на коефіцієнт теплопровідності матеріалу + 1 / А2

де а 1 - це коефіцієнт теплообміну у внутрішній поверхні огородження, рівний 8,7 Вт / м ° C;

де а 2 - це коефіцієнт теплообміну у зовнішньої поверхні огородження, рівний 23 Вт / м ° C;

Виходячи з цієї формули, для Москви і Московської області норматив на опір теплопередачі для стін вираховувався 3,16 м ° C / Вт. Тому величезна кількість приватних забудовників, починаючи будувати свої будинки з бруса зараз, намагаються розрахувати товщину стін в своєму будинку, спираючись саме на цю цифру. Незважаючи на те, що СНиП II-3-79 * Будівельна теплотехніка припинив свою дію 21.10.2003 р Представляємо Вам розрахунки на базі цього вже не існуючого Сніпа для того, щоб показати, як реально виглядали сухі і правдиві цифри для товщини стіни згідно з цим Сніпу:

Перш, ніж привести розрахунки про товщину стіни за умов експлуатації Б, варто пояснити, а що ж це таке - умови експлуатації Б? Чи необхідно для вашого будинку робити розрахунки на підставі умов експлуатації Б чи ні, залежить від того, який у вас в будинку вологісний режим, і в якій кліматичній зоні з точки зору вологості, ваша місцевість знаходиться. по СНиП II-3-79 * Будівельна теплотехніка є 3 зони по вологості: суха, нормальна і волога. Московська область знаходяться в нормальній зоні по вологості і в ній розрахунки приймаються за умов експлуатації Б.

Розрахункова товщина стіни при використанні даних про опір теплопередачі матеріалів за умов експлуатації Б, відповідно до додатків 1 і 2 СНиП II-3-79 * Будівельна теплотехнікаі ГОСТ 19222-84, ГОСТ 25485-89, ГОСТ 530-2007:

1. сосна щільністю 500 кг / м3. теплопровідність в умовах експлуатації Б = 0,18 Вт / м ° C:

1 / 8,7 + 0,54 / 0,18 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,0434 = 3,16 м ° C / Вт = стіна 54 см.

Як видно з розрахунків, несучі стіни при будівництві дерев`яних будинків за умов експлуатації Б повинні бути товщиною 54 см. Але ж в реальності цього немає. Стіни з сосни товщиною в 54 см. Невідомі навіть в тайзі, де ліс безкоштовний. Та й стіни будинків цегли, товщиною 1,74 м відповідно, теж уявити важко. Для порівняння, в наших сучасних цегляних будинках товщина стін 62 см. Тоді постає резонне питання: «А якої товщини повинні бути стіни, і якими нормами треба керуватися при будівництві свого будинку сьогодні?». Забудовникам Московської області в наші дні слід керуватися двома основними документами:

1. СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003

2. ТСН НТП - 99 МО (Норми теплотехнічного проектування цивільних будівель урахуванням енергозбереження для Московської області)

У нашій країні є величезна кількість житлових будинків з товщиною стін в 2,5 керамічного або силікатної повнотілої цегли (62 см.) Така цегла має теплопровідність приблизно 0,7 Вт / м ° C за умов експлуатації Б (при вологості матеріалу 2%). Для того щоб виконати умови СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003 і ТСН НТП - 99 МО в наш час стіни з такої цегли в Московському регіоні повинні мати ширину 1 м. 74 см. На цьому простому прикладі видно, що сучасні вимоги до умов енергозбереження майже в 3 рази жорсткіше, ніж старі. У Радянському Союзі пальне коштувало копійки, тому питань енергозбереження ніхто не приділяв ніякої уваги. Ну а як же мільйони росіян, що живуть в будинках зі стінами з повнотілої цегли товщиною 62 см. Адже у них в квартирах ті ж самі 20 градусів за Цельсієм, та й жити в цегляних будинках їм так само комфортно, як і сучасним забудовникам. Просто вся справа в тому, що СНиП II-3-79 * БУДІВЕЛЬНА ТЕПЛОТЕХНІКА, що діяв до 21.10.2003 р і останній СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003 не поширюються на будинки, побудовані до їх введення.

Отже, які ж вимоги до товщини стін пред`являє СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003?

У пункті 5.1 нормами встановлені три показника теплового захисту будівлі:

а) опір теплопередачі окремих елементів огороджувальних конструкцій будівлі;

б) санітарно-гігієнічний, що включає температурний перепад між температурами внутрішнього повітря і на поверхні огороджувальних конструкцій і температуру на внутрішній поверхні вище температури точки роси;

в) питома витрата теплової енергії на опалення будівлі, що дозволяє варіювати величинами теплозахисних властивостей різних видів огороджувальних конструкцій будівель з урахуванням об`ємно-планувальних рішень будівлі і вибору систем підтримки мікроклімату для досягнення нормованого значення цього показника.

Вимоги теплового захисту будівлі будуть виконані, якщо в житлових і громадських будівлях будуть дотримані вимоги показників "а" і "б" або "б" і "в".

Таким чином, щоб виконати вимоги СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003 по тепловому захисту свого будинку, у вас є три варіанти:

Варіант №1.

Ви повинні повністю виконати вимоги п.5.3 СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003, і ​​ваші стіни вашого дерев`яного будинку повинні мати опір теплопередачі за умов експлуатації Б не нижче 3,16 м ° C / Вт (для Московської області).

Варіант №2.

Ви можете не виконувати вимогу по товщині стіни, і стіни дерев`яного будинку можуть мати опір теплопередачі стіни нижче 3,16 м ° C / Вт (для Московської області). Але в цьому випадку, ви зобов`язані виконати підпункти б і в пункту 5.1. СНиП ТЕПЛОВА ЗАХИСТ БУДІВЕЛЬ 23-02-2003. Іншими словами ваш будинок повинен мати таку товщину стін, реальний опір теплопередачі яких буде не нижче 2,8 м ° C / Вт., Але при цьому весь ваш будинок повинен задовольняти головній вимозі по питомій витраті теплової енергії системою теплопостачання на опалення всього будинку. Для того, щоб виконати цю вимогу, вам доведеться дуже добре постаратися з утепленням вікон і дверних прорізів, перекриттів підвалів і горищ, усуненням «містків холоду» і з організацією правильного повітрообміну в приміщенні.

Згідно СНиП, необхідний опір теплопередачі одно для:

- вікон і балконних дверей = 0,54 м 2 · ° С / Вт;

- покриття = 4,71 м 2 · ° С / Вт;

- перекриття першого поверху = 4,16 м 2 · ° С / Вт.

варіант №3

Якщо Ви стурбовані дотриманням всіх Сніпов по теплопровідності, то можливий і третій варіант будівництва дерев`яного будинку. Рекомендуємо побудувати дерев`яний будинок з профільованого або клеєного бруса товщина стін 200 мм (R req = 1,3 м ° C / Вт). Якщо дозволяє розмір і простота конструкції, то можна зменшити товщину стіни 140 мм (R req = 1 м ° C / Вт). Потім, на етапі обробки, утеплити дерев`яний будинок з зовні `кструдірованним пінополістиролом (Піноплекс, Урса) і обшити вагонкою, імітацією бруса або блок-хаусом. Розрахунковий коефіцієнт теплопровідності Піноплекс за умов експлуатації "Б" дорівнює 0,032 м ° C / Вт.

Розраховуємо Коефіцієнт опір теплопередачі при ширині пенополистерола (Піноплекс) 50мм.

1 / 8,7 + 0,05 / 0,032 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,043 4 = 1,7 м ° C / Вт = товщина ПЄНОПЛЕКС 50 мм.

при ширення пенополистерола (Піноплекс) 70мм

1 / 8,7 + 0,7 / 0,032 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,043 4 = 2,3 м ° C / Вт = товщина ПЄНОПЛЕКС 70 мм.

Разом, сумарний Коефіцієнт опору теплопередачі (R req) стіни дерев`яного будинку з бруса товщиною 140 мм утепленій ПЄНОПЛЕКС, товщиною 70мм буде 1 + 2,3 = 3,3 м ° C / Вт

Разом, сумарний Коефіцієнт опору теплопередачі (R req) стіни дерев`яного будинку з бруса товщиною 200 мм утепленій ПЄНОПЛЕКС, товщиною 50 мм буде 1,3 + 1,7 = 3 м ° C / Вт.

Як розраховувати Коефіцієнт опору теплопередачі для оциліндрованих колод діаметром 240 мм, і товщиною в найвужчому місці між колодами 120мм? Для розрахунку використовується усереднюючий коефіцієнт дерев`яної стіни рівний 0,84. Отже, оциліндрованої колоди діаметром 240 мм одно брусу з рівномірною товщиною 201,6 мм (240 * 0,84).

А яка ж реальність. стала результатом будівництва будинків і котеджів в сучасній Росії? Яка товщина стін достатня для того, щоб ви могли відчувати себе комфортно в своєму будинку, і при цьому не бачити страшних снів про те, як погано утеплені стіни знищують вашу готівку у вигляді витрат на газ, вугілля, електрику або солярку? Які основні фактори впливають на вибір тієї чи іншої товщини стін для вашого дерев`яного будинку?

Товщина стін підбирається виходячи з декількох факторів, але головними з них є:

1. міцність і стійкість стіни.
2. її теплотехнічні характеристики.
3. комфортність проживання в будинку зі стінами з такого матеріалу.

Існуюча реальність і практика показали, що в Московській області приватні забудовники без використання утеплювачів будують стіни такої товщини:

1. Дерев`яні будинки з сосни і ялини щільністю 500 кг / м3. конструкційний. теплопровідність в сухому стані = 0,09 Вт / м ° C, реальна теплопровідність за умов експлуатації Б = 0,18 Вт / м ° C.

Основна товщина стін для зрубів і будинків з бруса знаходиться в діапазоні 21-28 см.

Реальне опір теплопередачі такої стіни в умовах експлуатації Б разом з обробкою вагонкою, блокхаус і т.д. буде: стіна 21-28 см = 1,3 - 2,0 м 2 .про С / Вт

Втрати тепла в дерев`яних будинках відбуваються за трьома основними напрямками:

1. втрати тепла через стіни, горищні перекриття і перекриття першого поверху.
2. втрати тепла через віконні і дверні прорізи,
3. втрати тепла шляхом конвекції і перетікання повітря через елементи зовнішнього огородження будівлі, який зазвичай відбувається через відкриті вікна, двері і вентиляційні отвори (примусова або природна вентиляція) або шляхом інфільтрації, тобто проникнення повітря через щілини в конструкціях будівлі, наприклад по периметру дверних і віконних прорізів.

Говорячи про теплозахисту будинку, ми часто забуваємо, що через стіни втрачається не більше 30% всього тепла в будинку. тому збільшення товщини стін часто не веде до значної економії тепловтрат в дерев`яному будинку. Для довідки: через віконні і дверні прорізи відбуваються 26% тепловтрат, повітрообмін - 23%, перекриття підвалів і горищ близько 20%. Отже, втрати на опалення при використанні більш тонких стін, слід множити, на коефіцієнт 0,3, що значно зменшує вартість втрат в грошовому еквіваленті.

Наводимо Вам розрахунок грошових втрат при товщині стіни будинку 240 мм, проти встановленої по СНіПам 540 мм дерев`яної стіни або дерев`яної стіни утепленій Пепоплексом до цього стандарту.

Збільшення товщини стіни ((було 240 мм. - опір теплопередачі 1,5 м 2 .про С / Вт, а стало 540 мм.- опір теплопередачі 3,16 м 2 .про С / Вт). Виходить, що при будівництві дерев`яних будинків з товщиною стіни 540 мм реальна економія у втратах тепла склала близько 47% від втрат тепла через стіни і порядку 14% від усіх втрат тепла в будинку (через вікна, двері, перекриття, повітрообмін). Отже, Ваші витрати на опалення (газове або електричне ) при утепленні стін дерев`яного будинку до коефіцієнта опору теплопередачі 3,16 м 2 .про С / Вт були б менше на 14%.

Багато це чи мало? Давайте рахувати далі. Будувати дерев`яні рублені будинки з товщиною стін 540 мм - це не реально. Отже, треба утеплювати стіни пінополістиролом (Піноплекс).

Скільки це коштує?

Вартість 1м2 пенополистерола (Піноплекс) товщиною 50мм 165 руб / м2

Вартість 1м2 евровагонки 185 руб / м2.

Вартість робіт по влаштуванню утеплювача і обшивки вагонкою 550 руб / м2

Разом, утеплення Піноплекс і обшивка вагонкою дерев`яного будинку буде коштувати орієнтовно 900 руб / м2

Вартість утеплення дерев`яного будинку з площею підлоги близько 150 м2, буде орієнтовно коштувати 250000 руб.

Вартість 1м2 стіни з профільованого бруса товщиною 140 мм -1430 руб. / М.кв

Вартість 1м2 стіни з профільованого бруса товщиною 190 мм -1900 руб. / М.кв

Вартість 1м2 стіни з клеєного бруса товщиною 140 мм -2940 руб. / М.кв

Вартість 1м2 стіни з клеєного бруса товщиною 200 мм -4110 руб. / М.кв

Розрахуйте самі, скільки відсотків від вартості цікавить Вас матеріалу стін становить вартість утеплення дерев`яного будинку.

Утеплення стін Піноплекс і обшивка вагонкою дерев`яного будинку вигідно, якщо конструкція дозволяє замінити товщину стін з 200 мм на 140 мм.

Рекомендації з будівництва дерев`яних будинків в Московській області

Вимоги СНиП до товщини стін невиправдано завищена. Більше половини жителів Росії живуть в міських цегляних будинках з товщиною стін 62см. Навіть просто після установки в своїй квартирі якісних пластикових вікон, можна з упевненістю сказати - "В будинку стало тепло". Якщо ви вирішили побудувати дерев`яний будинок в Московській області, то рекомендується робити стіни товщиною 200-260мм.- максимально добре утеплити вікна і дверні прорізи, перекриття підвалів і чердаков- організувати правильний повітрообмін в приміщенні.

Утеплення стін пеноплекс дозволить заощадити 14-16% на опаленні дерев`яного будинку. Але зовнішній вигляд будинку втратить красу дерев`яних перерубов і естетику дерев`яної стіни. Такі будинки виходять дуже теплими, однак, найчастіше, поступаються будинкам з колоди і бруса по комфортності та екологічності за рахунок присутності в стінах синтетичних матеріалів, а так само утрудненого повітрообміну і вологообмін. Не треба забувати, що через колоду і брус в закритому приміщенні може змінюватися до 30% повітря на добу. Саме тому дерев`яні будинки відрізняються особливим мікрокліматом і високим рівнем комфортності.

Дбати про те, щоб будинок був теплим слід на етапі проектування або вибору прокту. У житлових будинках коефіцієнт засклених фасаду, згідно СНиП f повинен бути не більше 18%. Для проживання в дерев`яному будинку цілий рік краще відмовитися від "другого світу" і подумати, щоб приміщення були компактними і стелі не дуже високими. Інший варіант - історичний досвід - позначити в проекті зимову частину будинку.

Додатково утеплити дерев`яний будинок необхідний. Таким чином, завдання "Як зробити дерев`яний будинок теплим?" слід вирішувати комплексно. Зробити будинок теплим можна різними шляхами - вибір варіантів залежить від вихідних умов і потреб замовника.