Resistência à transferência de calor de envelopes de construção. Cálculo, tabela de resistência de transferência de calor

Ao construir prédios residenciais e de apartamentos múltiplos, muitos fatores devem ser levados em conta e um grande número de normas e padrões deve ser observado. Além disso, uma planta da casa é criada antes da construção, cálculos são realizados sobre a carga nas estruturas de suporte (fundação, paredes, pisos), comunicações e resistência ao calor. O cálculo da resistência à transferência de calor não é menos importante que o resto. Isso não depende apenas de quão quente a casa será e, como resultado, da economia de energia, mas também da força e confiabilidade da estrutura. Afinal, paredes e outros elementos podem congelá-lo. Os ciclos de congelamento e descongelamento destroem o material de construção e levam a dilapidação e avaria dos edifícios.

Condutividade térmica

Qualquer material é capaz de conduzir calor. Este processo é realizado devido ao movimento das partículas, que transmitem a mudança de temperatura. Quanto mais próximos estiverem um do outro, mais rápido será o processo de transferência de calor. Assim, materiais e substâncias mais densas esfriam ou aquecem muito mais rápido. É a densidade que determina principalmente a intensidade da transferência de calor. É expresso numericamente através do coeficiente de condutividade térmica. É indicado pelo símbolo λ e é medido em W / (m * ° C). Quanto maior este coeficiente, maior a condutividade térmica do material. O inverso da condutividade térmica é a resistência térmica. É medido em (m2 * ºC) / W e é indicado pela letra R.

Aplicação de conceitos na construção

Para determinar as propriedades de isolamento térmico de um material de construção, use o coeficiente de resistência à transferência de calor. Seu valor para vários materiais é dado em quase todos os diretórios de construção.

Como a maioria dos edifícios modernos tem uma estrutura de parede multicamadas, consistindo de várias camadas de vários materiais (gesso externo, isolamento, parede, gesso interno), um conceito como a redução da resistência à transferência de calor é introduzido. Ele é calculado da mesma maneira, mas nos cálculos nós pegamos um análogo homogêneo de uma parede multicamada que transmite a mesma quantidade de calor por um certo tempo e com a mesma diferença de temperatura em ambientes internos e externos.

A resistência reduzida é calculada não para 1 metro quadrado, mas para toda a estrutura ou parte dela. Ele resume a condutividade térmica de todos os materiais da parede.

Resistência térmica de estruturas

Todas as paredes externas, portas, janelas, telhado são estrutura de fechamento. E desde que eles protegem a casa do frio de diferentes maneiras (eles têm um coeficiente diferente de condutividade térmica), então a resistência de transferência de calor do envelope do edifício é calculada individualmente para eles. Estas estruturas incluem paredes internas, divisórias e tetos, se os quartos tiverem uma diferença de temperatura. Refere-se a salas em que a diferença de temperatura é significativa. Estas incluem as seguintes partes não aquecidas da casa:

• Garagem (se for diretamente adjacente à casa).
• Corredor
• Varanda.
• Despensa.
• O sótão.
• Porão

Se estas salas não forem aquecidas, a parede entre elas e os aposentos também deve ser isolada, assim como as paredes externas.

Resistência térmica das janelas

No ar, as partículas que participam da transferência de calor estão localizadas a uma distância considerável umas das outras e, portanto, o ar isolado em um espaço vedado é o melhor isolamento.Portanto, todas as janelas de madeira costumavam ser feitas com duas filas de asas. Devido ao espaço entre os quadros, a resistência à transferência de calor das janelas aumenta. O mesmo princípio se aplica às portas de entrada em uma casa particular. Para criar uma tal abertura de ar, duas portas são colocadas a uma certa distância uma da outra ou um camarim é feito.

Este princípio permaneceu nas modernas janelas de plástico. A única diferença é que a alta resistência à transferência de calor das janelas de vidros duplos é obtida não devido ao espaço de ar, mas devido às câmaras de vidro seladas de onde o ar é bombeado para fora. Em tais câmaras, o ar é descarregado e praticamente não há partículas, o que significa que não há nada para transmitir a temperatura. Portanto, as propriedades de isolamento térmico das janelas modernas de vidro duplo são muito mais altas do que as janelas de madeira antigas. A resistência térmica de uma janela com vidros duplos é de 0,4 (m2 * ° C) / W.

Portas de entrada modernas para casas particulares têm uma estrutura multicamadas com uma ou mais camadas de isolamento. Além disso, a resistência térmica adicional é fornecida pela instalação de vedações de borracha ou silicone. Graças a isto, a porta torna-se quase estanque e a instalação de uma segunda não é necessária.

Cálculo de resistência térmica

O cálculo da resistência à transferência de calor permite estimar a perda de calor em W e calcular o isolamento adicional necessário e a perda de calor. Graças a isso, você pode selecionar corretamente a capacidade necessária do equipamento de aquecimento e evitar gastos desnecessários para equipamentos mais potentes ou fontes de energia.

Para maior clareza, calculamos a resistência térmica da parede de uma casa feita de tijolos cerâmicos vermelhos. No exterior, as paredes serão isoladas com espuma de poliestireno extrudido de 10 cm de espessura e a espessura da parede será de dois tijolos - 50 cm.

A resistência de transferência de calor é calculada pela fórmula R = d / λ, onde d é a espessura do material, e λ é o coeficiente de condutividade térmica do material. A partir do diretório de construção, sabe-se que para tijolos cerâmicos λ = 0,56 W / (m * ° C), e para espuma de poliestireno extrusada λ = 0,036 W / (m * ° C). Assim, R (alvenaria) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m²* ° C) / W e R (espuma de poliestireno extrudido) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m²* ° C) / W. A fim de descobrir a resistência total ao calor da parede, você precisa adicionar esses dois valores: R = 3,59 (m²* ° C) / W.

Tabela de resistência térmica de materiais de construção

Todas as informações necessárias para cálculos individuais de edifícios específicos são fornecidas pela tabela de resistência à transferência de calor abaixo. O cálculo da amostra acima, em conjunto com os dados da tabela, também pode ser usado para estimar a perda de energia térmica. Para fazer isso, use a fórmula Q = S * T / R, onde S é a área do envelope do prédio, e T é a diferença de temperatura na rua e na sala. A tabela mostra os dados de uma parede com 1 metro de espessura.

Construções quentes, métodos, materiais

A fim de aumentar a resistência à transferência de calor de toda a estrutura de uma casa particular, como regra, materiais de construção com um baixo coeficiente de condutividade térmica são usados. Graças à introdução novas tecnologias na construção há mais e mais desses materiais. Entre eles, os mais populares podem ser distinguidos:

• Uma árvore.
• Painéis sanduíche.
• Bloco de cerâmica.
• Bloco de barro expandido.
• Bloco de concreto aerado.
• Bloco de espuma.
• Bloco de concreto de poliestireno, etc.

A madeira é um material muito quente e ecológico. Portanto, muitos na construção de uma casa privada optam por isso. Pode ser uma casa de toras ou um tronco arredondado ou um feixe retangular. Pinheiro, abeto ou cedro são usados ​​principalmente como o material.No entanto, é um material bastante caprichoso e requer medidas adicionais de proteção contra influências atmosféricas e insetos.

Painéis sanduíche são um produto relativamente novo no mercado nacional de materiais de construção. No entanto, sua popularidade na construção privada cresceu muito ultimamente. Afinal, suas principais vantagens são seu custo relativamente baixo e boa resistência à transferência de calor. Isto é conseguido devido à sua estrutura. Do lado de fora há material de chapa dura (tábuas OSB, madeira compensada, perfil de metal), e no interior há espuma de isolamento ou lã mineral.

Blocos de construção

Alta resistência à transferência de calor de todos os blocos de construção é alcançada devido à presença em sua estrutura de câmaras de ar ou uma estrutura de espuma. Assim, por exemplo, alguns tipos de blocos de cerâmica e outros têm aberturas especiais que, ao colocar uma parede, correm paralelas a ela. Assim, câmaras fechadas com ar são criadas, o que é uma medida bastante eficaz de obstrução da transferência de calor.

Em outros blocos de construção, a alta resistência à transferência de calor está na estrutura porosa. Isso pode ser conseguido por vários métodos. Em blocos de betão celular de concreto espumado, forma-se uma estrutura porosa devido a uma reação química. Outra maneira é adicionar um material poroso à mistura de cimento. É utilizado na fabricação de blocos de concreto de poliestireno e concreto expandido.

As nuances do uso de isolamento

Se a resistência de transferência de calor da parede não for suficiente para uma determinada região, os aquecedores podem ser usados ​​como uma medida adicional. Isolamento de parede, como regra, é feito a partir do exterior, mas se necessário, também pode ser usado no interior das paredes de suporte.

Até à data, existem muitos aquecedores diferentes, entre os quais os mais populares são:

• Lã mineral.
• Espuma de poliuretano.
• Isopor.
• Espuma de poliestireno extrudido.
• Espuma de vidro, etc.

Todos eles têm um coeficiente de condutividade térmica muito baixo, portanto, para o isolamento da maioria das paredes, normalmente é suficiente uma espessura de 5-10 mm. Mas, ao mesmo tempo, um fator como a permeabilidade ao vapor do isolamento e do material da parede deve ser levado em conta. De acordo com as regras, este indicador deve aumentar para fora. Portanto, o isolamento de paredes de concreto aerado ou espuma de concreto só é possível com a ajuda de lã mineral. Outros aquecedores podem ser usados ​​para tais paredes se uma folga especial de ventilação for feita entre a parede e o aquecedor.

Conclusão

A resistência térmica dos materiais é um fator importante que deve ser levado em conta durante a construção. Mas, como regra geral, quanto mais quente o material da parede, menor a densidade e a resistência à compressão. Isso deve ser considerado ao planejar uma casa.