Ved konstruktion af private bygninger og bygninger med flere lejligheder skal der tages højde for mange faktorer, og et stort antal normer og standarder skal overholdes. Derudover oprettes en husplan inden konstruktion, beregninger udføres på belastningen på bærestrukturen (fundament, vægge, gulve), kommunikation og varmemodstand. Beregning af varmeoverførselsmodstand er ikke mindre vigtig end resten. Det afhænger ikke kun af, hvor varmt huset bliver, og som et resultat energibesparelser, men også styrken og pålideligheden af strukturen. Når alt kommer til alt, kan vægge og andre elementer fryse det. Frysnings- og optøningscykler ødelægger byggemateriale og fører til nedfald og nedbrydning af bygninger.
Termisk ledningsevne
Ethvert materiale kan lede varme. Denne proces udføres på grund af bevægelse af partikler, der transmitterer temperaturændringen. Jo tættere de er på hinanden, jo hurtigere er varmeoverførselsprocessen. Således afkøles eller opvarmes tættere materialer og stoffer meget hurtigere. Det er densitet, der primært bestemmer intensiteten af varmeoverførslen. Det udtrykkes numerisk ved hjælp af den termiske ledningsevne. Det er angivet med symbolet λ og måles i W / (m * ° C). Jo højere denne koefficient er, jo højere er den termiske ledningsevne for materialet. Det inverse af den termiske ledningsevne er termisk modstand. Det måles i (m2 * ° C) / W og er angivet med bogstavet R.
Anvendelse af koncepter i konstruktion
For at bestemme et bygningsmateriales varmeisoleringsegenskaber skal du bruge koefficienten for modstand mod varmeoverførsel. Dens værdi for forskellige materialer findes i næsten alle bygningskataloger.
Da de fleste moderne bygninger har en flerlags vægstruktur, der består af flere lag af forskellige materialer (eksternt gips, isolering, væg, internt gips), introduceres et koncept som reduceret varmeoverførselsmodstand. Det beregnes på samme måde, men i beregningerne tager vi en homogen analog af en flerlags væg, der transmitterer den samme mængde varme i en bestemt tid og ved den samme temperaturforskel indendørs og udendørs.
Den reducerede modstand beregnes ikke for 1 kvadratmeter, men for hele strukturen eller en del af den. Det opsummerer den termiske ledningsevne for alle vægmaterialer.
Konstruktions termiske modstand
Alle udvendige vægge, døre, vinduer, tag er lukket struktur. Og da de beskytter huset mod kulden på forskellige måder (de har en anden koefficient for varmeledningsevne), beregnes bygningskonvolutens varmeoverførselsmodstand individuelt for dem. Disse strukturer inkluderer indvendige vægge, skillevægge og lofter, hvis værelserne har en temperaturforskel. Dette henviser til rum, hvor temperaturforskellen er betydelig. Disse inkluderer følgende uopvarmede dele af huset:
- Garage (hvis det er direkte ved siden af huset).
- Entré.
- Veranda.
- Pantry.
- Loftet.
- Kælder.
Hvis disse værelser ikke opvarmes, skal væggen mellem dem og beboelsesrummet også isoleres såvel som de ydre vægge.
Vinduernes termiske modstand
I luft er partikler, der deltager i varmeoverførsel, placeret i en betydelig afstand fra hinanden, og derfor er luft isoleret i et forseglet rum den bedste isolering.Derfor var alle trævinduer tidligere lavet med to rækker med vinger. På grund af luftspalten mellem rammen øges vinduernes varmeoverførselsmodstand. Det samme princip gælder for indgangsdøre i et privat hus. For at skabe en sådan luftspalte anbringes to døre i en bestemt afstand fra hinanden, eller der fremstilles et omklædningsrum.
Dette princip er tilbageholdt i moderne plastvinduer. Den eneste forskel er den høje varmeoverførselsmodstand i dobbeltglasvinduerne ikke opnås på grund af luftspalten, men på grund af de forseglede glaskamre, hvorfra luften pumpes ud. I sådanne kamre udledes luft, og der er praktisk taget ingen partikler, hvilket betyder, at der ikke er noget, der overfører temperatur. Derfor er de varmeisoleringsegenskaber i moderne dobbeltglasvinduer meget højere end ved gamle trævinduer. Den termiske modstand i et sådant dobbeltglasvindue er 0,4 (m2 * ° C) / W.
Moderne indgangsdøre til private hjem har en flerlagsstruktur med et eller flere lag isolering. Derudover tilvejebringes yderligere varmemodstand ved installation af gummi eller silikone tætninger. Takket være dette bliver døren næsten lækkertæt, og installationen af en anden er ikke påkrævet.
Beregning af termisk modstand
Beregningen af varmeoverførselsmodstand giver dig mulighed for at estimere varmetabet i W og beregne den nødvendige yderligere isolering og varmetab. Takket være dette kan du korrekt vælge den nødvendige kapacitet på varmeudstyr og undgå unødvendige udgifter til mere kraftfuldt udstyr eller energikilder.
For klarheds skyld beregner vi den termiske modstand på væggen i et hus lavet af rød keramisk mursten. Udvendigt isoleres væggene med ekstruderet polystyrenskum på 10 cm tyk. Vægtykkelsen er to mursten - 50 cm.
Varmeoverførselsmodstanden beregnes ved formlen R = d / λ, hvor d er materialets tykkelse, og λ er materialets koefficient for varmeledningsevne. Fra konstruktionsmappen er det kendt, at for keramiske mursten λ = 0,56 W / (m * ° C) og for ekstruderet polystyrenskum X = 0,036 W / (m * ° C). R (murværk) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m)2* ° C) / W og R (ekstruderet polystyrenskum) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m)2* ° C) / W. For at finde ud af væggens samlede varmemodstand skal du tilføje disse to værdier: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Termisk modstandstabel af byggematerialer
Al den nødvendige information til individuelle beregninger af specifikke bygninger findes i tabellen over varmeoverførselsmodstand nedenfor. Prøveberegningen ovenfor sammen med dataene i tabellen kan også bruges til at estimere tabet af termisk energi. For at gøre dette skal du bruge formlen Q = S * T / R, hvor S er området med bygningskonvolutten, og T er temperaturforskellen på gaden og i rummet. Tabellen viser dataene for en væg på 1 meter tyk.
| materiale | R, (m2 * ° C) / W |
| Armeret beton | 0,58 |
| Udvidede lerblokke | 1,5-5,9 |
| Keramisk mursten | 1,8 |
| Silikatsten | 1,4 |
| Luftbetonblokke | 3,4-12,29 |
| Fyrretræ | 5,6 |
| Mineraluld | 14,3-20,8 |
| Udvidet polystyren | 20-32,3 |
| Ekstruderet Styrofoam | 27,8 |
| Polyurethanskum | 24,4-50 |
Varme konstruktioner, metoder, materialer
For at øge varmeoverførselsmodstanden for hele strukturen i et privat hus anvendes som regel byggematerialer med en lav termisk ledningsevne. Takket være introduktionen nye teknologier i byggeriet der er flere og flere sådanne materialer. Blandt dem kan de mest populære skelnes:
- Et træ.
- Sandwich paneler.
- Keramisk blok.
- Udvidet lerblok.
- Luftbetonblok.
- Skumblok.
- Polystyrenbetonblok osv.
Træ er et meget varmt, miljøvenligt materiale. Derfor vælger mange i opførelsen af et privat hus det. Det kan enten være et bjælkehus eller en afrundet bjælke eller en rektangulær bjælke. Fyr, gran eller cedertræ bruges hovedsageligt som materiale.Ikke desto mindre er det temmelig lunefuldt materiale og kræver yderligere foranstaltninger til beskyttelse mod atmosfærisk påvirkning og insekter.
Sandwichpaneler er et ret nyt produkt på det indenlandske byggematerialemarked. Ikke desto mindre er hans popularitet inden for privat byggeri vokset meget i det seneste. Når alt kommer til alt er dens vigtigste fordele dens relativt lave omkostninger og god varmeoverførselsmodstand. Dette opnås på grund af dets struktur. På ydersiden er der hårdt arkmateriale (OSB-plader, krydsfiner, metalprofil), og indeni er der skummet isolering eller mineraluld.
Byggesten
Høj modstand mod varmeoverførsel af alle byggesten er opnået på grund af tilstedeværelsen i deres struktur af luftkamre eller en skummet struktur. Så for eksempel har nogle keramiske og andre typer blokke specielle åbninger, der, når man lægger en væg, løber parallelt med det. Således dannes lukkede kamre med luft, hvilket er et forholdsvis effektivt mål for varmeoverførselshindring.
I andre byggestener ligger den høje varmeoverførselsmodstand i den porøse struktur. Dette kan opnås ved forskellige metoder. I skumbeton luftet betonblokke dannes en porøs struktur på grund af en kemisk reaktion. En anden måde er at tilføje et porøst materiale til cementblandingen. Det bruges til fremstilling af polystyrenbeton og ekspanderede lerbetonblokke.
Nuancerne ved at bruge isolering
Hvis væggets varmeoverførselsmodstand ikke er tilstrækkelig til et givet område, kan varmeapparater bruges som et ekstra mål. Vægisolering udføres som regel udefra, men kan om nødvendigt også bruges på indersiden af de bærende vægge.
Til dato er der mange forskellige varmeapparater, blandt hvilke de mest populære er:
- Mineraluld.
- Polyurethanskum.
- Styrofoam.
- Ekstruderet polystyrenskum.
- Skumglas osv.
Alle af dem har en meget lav termisk ledningsevne, derfor til isolering af de fleste vægge er en tykkelse på 5-10 mm normalt nok. Men på samme tid skal der tages hensyn til en sådan faktor som damppermeabilitet for isolering og vægmateriale. I henhold til reglerne skal denne indikator stige udad. Derfor er isolering af vægge fra luftbeton eller skumbeton kun mulig ved hjælp af mineraluld. Andre varmeapparater kan bruges til sådanne vægge, hvis der laves en særlig ventilationsafstand mellem væggen og varmeren.
konklusion
Materiales termiske modstand er en vigtig faktor, der skal tages i betragtning under konstruktionen. Men som regel, jo varmere vægmaterialet er, jo lavere er densiteten og trykstyrken. Dette skal overvejes, når du planlægger et hus.
