Как посчитать необходимую толщину утеплителя, вклад компонентов в теплозащиту, общие теплопотери
Оптимальная толщина утепления и выбор лучшей технологии означает экономию и разумное использование ресурсов. В процессе выбора часто появляются задачи подсчитать, что лучше: 5 см минеральной ваты с двухрядным кирпичом или, например, стена из деревянного бруса 15 см с утеплением из пенопласта 10см. А может лучше каркасный дом с 15 см минеральной ваты? Верно подобранные компоненты – это и экономия и комфорт и корректный расчет вложений.
В табличных данных по данной тематике расчеты для разных материалов даны отдельно, т.к. любой дом индивидуален и рассчитать все возможные варианты, свести их в таблицу есть задача нецелесообразная и сложная. Однако, обладая некоторыми знаниями мы можем сами ориентировочно прикинуть все необходимое, и сделать лучший выбор технологии.
Для оценки теплопотерь одной из базовых величин служит коэффициент теплопроводности. Это величина, которая указывает, сколько тепловой энергии передается любым материалом толщиной в 1 м за час, при разности температур помещения и окружающей среды в 1 градус.
Вторая, необходимая величина, которая будет нами использована – сопротивление теплопередаче. Величина эта обратна коэффициенту теплопроводности, и чем она больше – тем выше сопротивляемость материала нагреву и охлаждению.
Использование на практике
Пример:
Стена из деревянного бруса, толщиной 15 см, утепленная минеральной ватой 5 см, снаружи обложена кирпичом в один ряд 15см. Каковы теплопотери?
Этап 1. Находим истинное значение коэффициента теплопроводности.
Берем табличные значения коэффициентов для трех основных компонентов:
в Вт/м*К
Дерево - 0,15
Мин.вата - 0,045
Кирпич сплошной - 0,67
Величины выше рассчитаны на 1 метр толщины материалов. Поскольку у нас толщина меньше, нам необходимо подсчитать реальные коэффициенты: для дерева это 0,15/0,15см=1Вт/м*К, для мин.ваты 0,045/0,05см=0,9Вт/м*К, для кирпича 0,67/0,15м=4,47Вт/м*К.
Этап 2. Высчитываем взнос каждого материала в общую теплоизоляцию.
Для этого:
А) находим отдельные сопротивления теплопередаче
Б) суммируем сопротивления теплопередаче
В) находим удельные доли каждого компонента
А). Ранее мы подсчитали величины отдачи тепла каждым материалом заданной толщины по отдельности. Стало хорошо видно, что кирпич, мягко говоря, теплоизолятор слабый. Однако, нам гораздо важнее знать, какова общая характеристика стены, со всеми составляющими. Для этого используют обратную величину: сопротивление теплопередаче. Получают ее делением единицы на высчитанные уже нами коэффициенты теплопередачи:
Дерево 1/1=1
Мин.вата 1/0,9=1,1
Кирпич сплошной 1/4,47=0,22
Б). Суммируем полученные сопротивления теплопередаче и находим удельную долю каждого компонента, выраженную в долях от единицы:
1+1,1+0,22=2,32
В) Удельная доля
Дерево 1/ 2,32=0,43
Мин.вата 1,1/2,32=0,47
Кирпич сплошной 0,22/2,32=0,1
То есть, можем сказать, что дерево приносит 43% общей теплоизоляции, мин.вата – 47%, а кирпич всего лишь 10%.
Этап 3. Подсчитываем коэффициент теплопроводности всей стены.
Для этого умножаем удельные доли слоев материалов на табличные коэффициенты теплопроводности и складываем вместе полученные величины:
0.43*0,15(дерево)+0,47*0,045(мин.вата)+0,1*0,67(кирпич)=0,06+0,02+0,067=0,147Вт/м*К – коэффициент теплопроводности для метровой толщины нашего «композитного материала». Соответственно, для 15+5+15=35-сантиметровой, заданной стены будет больше: 0,147/0,35=0,42 Вт/м*К.
Итак, коэффициент теплопроводности искомой стены, равен 0,42Вт/м*К, что может уже быть использовано практически.
При подсчете всех основных элементов конструкции: окон, дверей, стен, потолка, пола Вы уже получите достаточно четкое представление о необходимой мощности отопительного котла, утепления, устанавливаемых электрокаминов.
