Рубрики







Толщина стен дома.

Содержание.

Расчет толщины стены.
Толщина кирпичной стены.

Толщина каркасной стены.

Расчет толщины стены.

Основной задачей стен является  ограждение помещений от воздействия внешней среды,  удерживать вес вышележащих конструкций: балок, перекрытий, крыши и т.д.
В зависимости от конструкции стены дома могут быть:

  • несущие, на которые опираются перекрытия и крыша;
  • не несущие, которые делят внутреннее пространство дома на отдельные помещения.

По назначению различают стены:

  • наружные;
  • внутренние.

Наружные стены практически всегда являются несущими, они сооружаются, как правило, большей толщины, часто с использованием утеплителей.

Внутренние стены  разделяют дом на отдельные помещения и  иногда бывают несущими. Толщина внутренних стен обычно меньше толщины наружных, особенно если не являются несущими. Внутренние стены должны обеспечивать звукоизоляцию помещений. Наружные стены должны иметь высокие  теплоизоляционные свойства. Современные требования по уровню теплозащиты домов достаточно высоки. Наружные стены должны иметь высокую несущую способность, но как показали расчёты, например, толщина наружной кирпичной стены из сплошного кирпича должна быть не менее 3 метров, чтобы удовлетворить нормам теплосопротивления. Понятно, что сооружение таких наружных стен не реально не только с точки зрения дороговизны, но и с точки зрения целесообразности.

Толщина стен зависит от их конструкции, материала и расчётной зимней температуры (средняя температура наиболее холодной пятидневки в течение года).  В соответствии со СНИП толщина стен, при которой в жилом помещении температура будет не ниже +18оС при нормально работающем отоплении, считается минимальной. Чем ниже температура наружного воздуха, тем больше будет толщина стен для обеспечения требований по уровню теплозащиты. Для примера в таблице приведены данные по толщине стен из кирпича и бетонных  блоков при различной температуре наружного воздуха в зимний период.

Материал

Расчётная температура,град.С

Толщина стены,

мм

Кирпич глиняный

обыкновенный

-12 380
-20

510

-32

640

кирпич силикатный

-10 380
-18

510

-29

640

кирпич глиняный

пустотелый

-16 380

блоки бетонные

со щелевыми пустотами

-14 290
-26

390

Для уменьшения толщины стен и для улучшения их теплотехнических характеристик в конструкцию стен включают теплоизоляционные материалы-утеплители. Расположение утеплителей может быть как внутри, так и снаружи.

Материалы, обладающие лучшими показателями по теплосопротивлению, имеют низкую несущая способность. В настоящее время нет строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность и высокое теплосопротивление. Поэтому в настоящее время строят наружные комбинированные стены.
Комбинированная наружная кирпичная стена из кирпича (керамический или силикатный), керамоблоков, газобетонных блоков  состоит из нескольких слоев:

  • кладка стены из кирпича или блоков;
  • эффективный утеплитель из различных видов пенопластов и минеральной ваты (плиты из экструдированного полистирола и минераловатные плиты);
  • облицовка специальным кирпичом или специальными панелями, либо паропроницаемая штукатурка.

Конструкция и толщина наружной стены зависит от зимней температуры вашего региона и характеристик используемого утеплителя. Основную функцию по теплозащите выполняет утеплитель. Количество слоев утеплителя определяет толщину наружной стены.
Толщина непосредственно кирпичной кладки может быть небольшой, но за счет использования современных утеплительных материалов получается достаточно теплый дом.
Наилучшим способом определения толщины наружной стены является расчет.
Для того, чтобы рассчитать толщину наружной стены надо знать приведенное сопротивление теплопередаче R0 ограждающих конструкций (стен), которое вычисляется по формуле:
R0= Rв+ Rк+ Rн, где
Rв=0,115 м2 •°С/Вт — сопротивление тепловосприятию (сопротивление при переходе теплоты от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения);
Rк — сопротивление теплопередаче наружной кирпичной стены (сопротивление при переходе теплоты через толщу самого ограждения);
Rн=0,043 м2 •°С/Вт Rн — сопротивление теплоотдаче, сопротивление при переходе теплоты от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху.
Если стена представляет собой многослойную конструкцию, то  сопротивление теплопередаче стены Rк определяется как сумма всех слоев, то есть приближенно величину Rк можно представить как сумму трех составляющих:
Rк = Rкк + Rут+ Rно, где
Rкк — сопротивление теплопередаче наружного слоя;
Rут — сопротивление теплопередаче утеплителя;
Rно — сопротивление теплопередаче наружной облицовки.
В зависимости от конструкции в расчетах толщины стены могут учитываться термосопротивления слоя пароизоляции, штукатурки, клея и т. д. При расчете толщины наружной кирпичной стены учитывают также термосопротивление замкнутой воздушной прослойки, в которой передача теплоты происходит конвекцией (не более 20%) и излучением (главная доля 79%). У поверхности с более высокой температурой воздух нагревается и движется снизу вверх, у более холодной поверхности охлаждается и движется сверху вниз. На циркуляцию воздуха влияют размеры прослойки. Если размер прослойки меньше 5 мм, то потоки воздуха будут взаимно тормозиться. Увеличение толщины воздушной прослойки больше 50 мм незначительно влияет на ее сопротивление теплопередаче. Для увеличения сопротивления теплопередаче замкнутой воздушной прослойки применяют теплоотражающую алюминиевую фольгу на одной из поверхностей прослойки, тем самым увеличивая сопротивление теплопередаче воздушной прослойки в 1,5-2 раза.
Сопротивление теплопередаче любого слоя стены определяются по формуле:
R = H / λ , где
H – толщина слоя в метрах;
λ – коэффициент теплопроводности слоя.
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 должно быть не менее нормируемого значения сопротивления Rreg для региона строительства. Величину Rreg можно определить с помощью таблицы 4 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в зависимости от градусо-суток отопительного периода (Dd). Значения Dd для района строительства можно взять из Территориальных строительных норм (ТСН) для района строительства. Если величина Dd, взятая из ТСН, не совпадает с табличной, то значения Rreg вычисляется по формуле
Rreq = а ×  Dd+b.
a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 СНиП 23-02-2003 или таблицы 1 нашего сайта. В нашем случае a =0,00035, b = 1,4. В некоторых ТСН приводятся также таблицы, содержащие величины Rreq для отдельных пунктов данного региона. Подставляя вместо приведенного сопротивления теплопередаче R0 нормируемого значения сопротивления Rreg и вместо R его составляющие получаем:
Rreg =Rв+ Rкк + Rут+ Rно + Rн,
Вычислив Rкк, Rно, суммируем их и находим сопротивления слоя теплоизоляции по формуле:
Rут = Rreq – (Rкк+ Rно+ Rв+ Rн).
Выбрав теплоизоляционный материал, находим толщину утеплителя по формуле:
Hут = Rут× λ
Зная требуемую толщину теплоизоляции можно определить  количество слоёв теплоизоляции. Даже если по вашим расчётам и наличию в продаже ТИМ теплоизоляцию можно выполнить  в один слой, более правильным будет использовать минимум два слоя, чтобы исключить мостики холода. К примеру, вместо 1 слоя (по расчёту) ТИМ толщиной 100 мм, стоит сделать два слоя по 50 мм каждый.

Таблица 1. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче стен.

Здания и помещения, коэффициенты a и b Градусо-сутки отопительного периода,
°С·сут
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче стен,
м²·°С/Вт
1 2 3
Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития 2000 2,1
4000 2,8
6000 3,5
8000 4,2
10000 4,9
12000 5,6
a - 0,00035
b - 1,4

В таблице 2 приведены значения нормируемого сопротивления теплопередаче Rreg для некоторых регионов России.

Таблица 2.Нормируемое сопротивление теплопередаче Rreg для регионов России.

Город Требуемое
сопротивление
теплопередаче,
Rreg,
м²•°С/Вт
Город Требуемое
сопротивление
теплопередаче,
Rreg,м²
°С/Вт
Архангельск 3,56 Новосибирск 3,71
Астрахань 2,64 Омск 3,6
Белгород 2,86 Оренбург 3,26
Великий
Новгород
3,12 Пенза 3,18
Владимир 3,15 Петрозаводск 3,34
Волгоград 2,78 Петропавловск
Камчатский
3,07
Вологда 3,35 Псков 3,0
Воронеж 2,98 Ростов на Дону 2,63
Екатеринбург 3,50 Рязань 3,11
Иваново 3,23 Самара 3,19
Иркутск 3,79 Санкт-
Петербург
3,08
Казань 3,30 Саранск 3,19
Калининград 2,68 Саратов 3,07
Калуга 3,08 Ставрополь 2,52
Киров 3,45 Смоленск 3,09
Кострома 3,26 Тамбов 3,07
Краснодар 2,34 Тверь 3,15
Красноярск 3,62 Тула 3,07
Курск 2,95 Тюмень 3,54
Липецк 3,05 Ульяновск 3,28
Москва 3,16 Хабаровск 3,56
Мурманск 3,63 Ханты-Мансийск 3,92
Нижний
Новгород
3,21 Челябинск 3,42
Якутск 5,04 Ярославль 3,26

В таблице 3 приведены коэффициенты теплопроводности некоторых строительных материалов.

Таблица 3. Коэффициенты теплопроводности различных материалов.

Материал Коэффициент теплопроводности,
Вт/м*К
Асбоцементные плиты 0,35
Бетон на каменном щебне 1,3
Бетон на песке 0,7
Бетон пористый 1,4
Бетон сплошной 1,75
Бетон термоизоляционный 0,18
Бумага 0,14
Вата минеральная легкая 0,045
Вата минеральная тяжелая 0,055
Вата хлопковая 0,055
Вермикулитовые листы 0,1
Войлок шерстяной 0,045
Гипс строительный 0,35
Глинозем 2,33
Грунт песчаный 1,16
Грунт сухой 0,4
Грунт утрамбованный 1,05
Гудрон 0,3
Древесина — доски 0,15
Древесина — фанера 0,15
Древесина твердых пород 0,2
Древесно-стружечная плита ДСП 0,2
Железобетон 1,7
Известняк 1,7
Известь-песок раствор 0,87
Камень 1,4
Картон строительный многослойный 0,13
Картон теплоизолированный БТК-1 0,04
Керамзитобетон 0,2
Кирпич кремнеземный 0,15
Кирпич пустотелый 0,44
Кирпич силикатный 0,81
Кирпич сплошной 0,67
Кирпич шлаковый 0,58
Кремнезистые плиты 0,07
Липа, береза, клен, дуб (15% влажности) 0,15
Опилки — засыпка 0,095
Опилки древесные сухие 0,065
ПВХ 0,19
Пенобетон 0,3
Пенопласт ПС-1 0,037
Пенопласт ПС-4 0,04
Пенопласт ПХВ-1 0,05
Пенопласт резопен ФРП 0,045
Пенополистирол ПС-Б 0,04
Пенополистирол ПС-БС 0,04
Пенополиуретановые листы 0,035
Пенополиуретановые панели 0,025
Пеностекло легкое 0,06
Пеностекло тяжелое 0,08
Пергамин 0,17
Перлит 0,05
Перлито-цементные плиты 0,08
Песок
0% влажности
10% влажности
20% влажности
0.33
0.97
1.33
Песчаник обожженный 1,5
Плитка облицовочная 105
Плитка термоизоляционная ПМТБ-2 0,036
Полистирол 0,082
Поролон 0,04
Портландцемент раствор 0,47
Пробковая плита 0,043
Пробковые листы легкие 0,035
Пробковые листы тяжелые 0,05
Рубероид 0,17
Сосна обыкновенная, ель, пихта (450…550 кг/куб.м, 15% влажности) 0,15
Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности) 0,23
Стекловата 0,05
Стекловолокно 0,036
Стеклотекстолит 0,3
Стружки — набивка 0,12
Толь бумажный 0,23
Цементные плиты 1,92
Цемент-песок раствор 1,2
Шлак гранулированный 0,15
Шлак котельный 0,29
Шлакобетон 0,6
Штукатурка сухая 0,21
Штукатурка цементная 0,9

Наверх.

Толщина кирпичной стены.

Стены из кирпича, обладают достаточной прочностью, долговечностью. Самый распространенный кирпич для кладки стен —  обыкновенный глиняный красный, используется и белый силикатный. Силикатный кирпич по сравнению с глиняным  имеет худшие теплотехнические показатели. Кирпичи выпускаются либо полнотелыми, либо пустотелыми с круглыми или прямоугольными сквозными отверстиями. Пустотелые кирпичи имеют лучшие теплотехническими показатели (смотри таблицу 3. Коэффициенты теплопроводности различных материалов).

Для повышения теплоизоляционных свойств кирпичных наружных стен можно возводить с внутренними пустотами или вкладышами из легких материалов (облегченная кладка).

 кирп кладка облегч ум23

kolodcevaya-kladka254

Одним из способов повышения теплозащиты наружных ограждений является устройство вентилируемых стен. Эффект использования вентиляции в толще ограждения состоит в том, что воздух, необходимый для вентиляции помещения, проходя через воздушные каналы в наружных стенах, нагревается и в помещение поступает уже с более высокой температурой.

В таблице приведены данные толщины кирпичной стены в зависимости от её конструкции и температуры наружного воздуха в зимний период

Конструкция

кирпичной

стены

Температура

наружного воздуха,°С 

Толщина стены,

см

Сплошная кладка из

обыкновенного полнотелого кирпича плотностью 1600-1900 кг/м3 + внутри штукатурка

минус 5 – минус 10 25
минус 10 – минус 15

38

минус 20 – минус 25

51
минус 30 – минус 35

64

Сплошная кладка из кирпича глиняного

пустотелого плотностью 1100-1400 кг/м3+внутри штукатурка

минус 20 – минус 25 38
минус 30 – минус 35

51

Кирпичная стена

с воздушной прослойкой (5 см), заполненной засыпкой объёмной массой 1000-1400 кг/м3

минус 10 – минус 20 29
минус 20 – минус -30

42

Стена с утеплителем (фибролит 80 см)

-20 25
-30

38

Колодцевая кладка с засыпкой объёмной массой 1000-1400 кг/м3+ внутри штукатурка

-18 42
-25

51

Стена с горизонтальными

диафрагмами

-12 38
-25

51

Примечание: в таблице указана толщина кирпичной стены без учета толщины утеплителя и  штукатурного слоя.

Разумеется, можно воспользоваться таблицей, но расчет даст более точный ответ о толщине вашей стены, что в конечном итоге позволит сэкономить средства.

Пример расчета толщины кирпичной стены дома без использования утеплителя.

Дом строится в 50 км от г. Екатеринбурга Свердловской области.
В качестве материала для строительства берем сплошной кирпич, коэффициент теплопроводности которого равен λ = 0,67 Вт/м*С.
Нормируемое значение сопротивления для Екатеринбурга
Rreg= a ×Dd+b=0,00035 × 6210+1,4=3,57 м²•°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 ограждающих конструкций (стен) определяется по формуле:
R0=Rв+ Rкк+ Rн, где Rв=0,115 м² •°С/Вт, Rн=0,043 м² •°С/Вт, Rкк — сопротивление теплопередаче кирпичной кладки.
Сопротивление теплопередаче кирпичной стены из сплошного кирпича вычисляем по формуле
Rкк = Hк / λ , где Hк — толщина кирпичной стены.
Подставляя Rкк в формулу
R0=Rв+ Hк / λ + Rн, находим Hк = (R0 — Rв — Rн) × λ .
Так как приведенное сопротивление теплопередаче R0 должно быть не менее Rreg, то подставляя в формулу вместо R0 Rreg, получаем
Hк = ( 3,57 — 0,115 -0,043) ×0,67 =2,286м
Разумеется, такая толщина кирпичной стены экономически не выгодна, так придется делать массивный фундамент.
Наверх.

Пример расчета толщины кирпичной стены дома с использованием утеплителя.

Дом строится в 50 км от г. Екатеринбурга Свердловской области.
В качестве материала для строительства берем сплошной кирпич,
коэффициент теплопроводности которого равен λ = 0,67 Вт/м*С.
Утеплитель пенополистирол, коэффициент теплопроводности которого равен λ = 0,04 Вт/м*С.
Толщина кирпичной кладки равна 40 см или 0,4м .
Для упрощения расчетов не учитываем сопротивление теплопередаче облицовки, хотя облицовочные материалы могут увеличить суммарное сопротивление теплопередаче.
Нормируемое значение сопротивления для Екатеринбурга
Rreg= a× Dd+b=0,00035× 6210+1,4=3,57 м²•°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 ограждающих конструкций (стен) определяется по формуле:
R0=Rв+ Rк+ Rн, где Rв=0,115 м² •°С/Вт, Rн=0,043 м² •°С/Вт
Сопротивление теплопередаче кирпичной стены из сплошного кирпича вычисляем по формуле
Rк = Rкк + Rут, где Rкк- сопротивление теплопередаче кирпичной кладки,
Rут- сопротивление теплопередаче утеплителя.
Сопротивление теплопередаче вычисляется по формуле по формуле
R = H / λ где Н-толщина слоя.
Сопротивление теплопередаче кирпичной кладки равно
Rкк= 0,4/ 0,67 =0,597 м²•°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 должно быть не менее нормируемого значения сопротивления Rreg для региона строительства, то есть:
Rут = Rreq – (Rкк+ Rв+ Rн).
Подставляя численные значения, получаем
Rут =3,576 –(0,597+0,115+0,043)=2,821
Толщина утеплителя
Hут = Rут ×  λ =2,821*0,04 =0,113 м

Подставляя в формулу  Hут = Rут * λ коэффициенты теплопроводности различных теплоизоляционных материалов выбираем тот, который больше всего подходит. При выборе утеплителя необходимо также учитывать его плотность.
Так как вычисленная величина толщины теплоизоляционного материала может быть не кратна толщине, имеющихся в продаже, то вычисленную толщину нужно округлить до ближайшего, так чтобы величина была кратной. В нашем случае это будет 10 см, что соответствует 2 слоям утеплителя толщиной 5 см.

Наверх.

Толщина каркасной стены

Конструкция и толщина наружной стены каркасного дома зависит от  зимней температуры вашего региона и характеристик используемого утеплителя. От толщины слоя утеплителя зависит толщина наружной каркасной стены.


karkasnye-steny-poln1

Толщина наружной стены каркасного дома может быть небольшой, но за счет использования современных утеплительных материалов получается достаточно теплый дом. По своим теплоизоляционным характеристикам наружная каркасная стена толщиной 18 см сравнима с кирпичной стеной сплошной кладки толщиной 210 см.

Наилучшим способом определения толщины наружной стены каркасного дома является расчет.

Пример расчета толщины каркасной стены дома.

Дом строится в 50 км от г. Екатеринбурга Свердловской области.
Исходные данные:
материал внутренней обшивки – сосновые доски толщиной 25 мм или в метрах ;
материал наружной обшивки – сосновые доски толщиной 25 мм.
коэффициент теплопроводности сосновой доски равен 0,15 Вт/м°С
Нормируемое значение сопротивления для Екатеринбурга

Rreg= a × Dd+b=0,00035 × 6210+1,4=3,57 м2•°С/Вт
Находим приведенное сопротивление теплопередаче R0 ограждающих конструкций (стен) по формуле: 
R0= Rв+ R+ Rн
Так как сопротивление теплопередаче каркасной стены состоит из трех составляющих
R = Rво + Rут+ Rно, то можно определить сопротивление теплопередаче внутренней и наружной обшивок по формуле

 R = H / λ .
Rво= Rно=0,025/0,15 =0,167 м2•°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче R0 должно быть не менее нормируемого значения сопротивления Rreg для региона строительства, то есть:
Rут = Rreq – (Rво+ Rно+ + Rн).
Подставляя численные значения, получаем
Rут =3,576 –(0,167+0,167+0,115+0,043)=3,57-0,492=3,08
Толщина утеплителя
    Hут = Rут ×λ
Подставляя в формулу Hут = Rут × λ  коэффициенты теплопроводности различных теплоизоляционных материалов выбираем тот, который больше всего подходит. При выборе утеплителя необходимо также учитывать его плотность.
Например, при выборе минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности 0,045 Вт/м°С получим
Hут =3,08 × 0,045=0,14 м или 14 см. Так как вычисленная величина толщины теплоизоляционного материала может быть не кратна толщине, имеющихся в продаже, то вычисленную толщину нужно округлить до ближайшего, так чтобы величина была кратной. В нашем случае это будет 15 см, что соответствует 3 слоям утеплителя толщиной 5 см.

Наверх.

Comments are closed.