Теплопотери через крышу: Расчет теплопотерь через кровлю | Тепловизов
Расчет теплопотерь через кровлю | Тепловизов
Утечка тепла и приток холода происходит и через кровельную конструкцию. Причин такого явления может быть много – от использования некачественного материала, до неправильного устройства «пирога», нарушения целостности элементов крыши и их неплотного примыкания. В целом теплопотери через кровлю могут составлять от 12,0 до 30,0% от общего показателя.
Чтобы предупредить такое явление, необходимо на этапе проектирования предусмотреть эффективную гидро- и теплоизоляцию кровельного перекрытия, использовать качественный шифер, металлочерепицу, а также поручать выполнение кровельных работ опытным профессионалам.
Расчёт теплопотерь через кровлю
Для проведения вычисления необходимы такие исходные данные:
- площадь плиты перекрытия – S;
- показатель теплового сопротивления утеплителя – R;ё
- разницу температуры – dT.
Формула для расчета имеет следующий вид:
Q = S х dT / R.
Если отсутствует техническая документация и точные данные о параметрах строительной конструкции, то следует произвести замеры, чтобы получить максимально точные результаты расчетов.
Поскольку материалы имеют разный показатель теплового сопротивления, для каждого случая необходимо проводить его расчет. Для этого толщину конкретного материала необходимо умножить на коэффициент его теплопроводности.
Как уменьшить потери тепла крыши?
Утепленное по всем правилам перекрытие и качественная кровля являются залогом комфортного микроклимата в комнатах. Если приложить ладонь к потолку, то в таком случае не должен ощущаться ледяной холод. Но, если зимой от потолка веет холодом, происходит заметное охлаждение комнаты, значит, причиной теплопотерь является кровля.
Чтобы избежать таких проблем, специалисты рекомендуют:
- использовать качественной утеплитель толщиной 200 – 400 мм;
- при укладке пароизоляции сторона с фольгой должна быть обращена внутрь;
- при проектировании нового строения вместо холодного чердака лучше всего планировать мансарду.
При использовании металлочерепицы и профилированного материала требуется устройство многослойного кровельного «пирога». Под ондулин и керамочерепицу он может быть тоньше, поскольку эти материалы обладают невысокой теплопроводностью.
При правильном подходе обеспечивается оптимальный отвод конденсата, крыша «дышит», но не пропускает тепло наружу, а осадки не проникают в подкровельное пространство.
Утепление дома. Куда уходит тепло из дома?
Любое строительство дома, начинается с составления проекта дома. Уже на этом этапе следует задуматься об утеплении своего дома, т.к. не существует зданий и домов с нулевыми теплопотерями, которые мы оплачиваем холодной зимой, в отопительный сезон. Поэтому осуществлять утепление дома снаружи и внутри нужно с учетом рекомендаций проектировщиков.
Что и зачем утеплять?
При строительстве домов многие не знают, и даже не догадываются, что в построенном частном доме, в отопительный сезон до 70% тепла будет уходить на отопление улицы.
Задавшись вопросом экономии семейного бюджета и проблемой утепления дома, многие задаются вопросом: что, и как утеплять?
На этот вопрос очень легко ответить. Достаточно зимой взглянуть на экран тепловизора, и вы сразу же помете, через какие элементы конструкции уходит тепло в атмосферу.
Если у Вас нет такого прибора, то не беда, ниже мы опишем статистические данные, которые показывают, куда и в каких процентах уходит тепло из дома, а также размести видео тепловизора с реального проекта.
При утеплении дома важно понимать, что тепло уходит не только через перекрытия и крышу, стены и фундамент, но и через старые окна и двери, которые нужно будет заменить, или утеплить в холодное время года.
Распределение потерь тепла в доме
Все специалисты рекомендуют осуществлять утепление частных домов, квартир и производственных помещений, не только снаружи, но и изнутри. Если этого не сделать, то «дорогое» нам тепло, в холодное время года, будет попросту быстро улетучиваться в никуда.
Основываясь на статистике и данных специалистов, согласно которым, если определить и ликвидировать основные утечки тепла, то можно уже будет на этом сэкономить на отоплении зимой от 30% и более процентов.
Итак, давайте же разберем, в каких направлениях, и в каких процентах уходит наше тепло из дома.
Самые большие потери тепла происходят через:
Теплопотери через крышу и перекрытия
Как известно, теплый воздух всегда поднимается в верх, поэтому он обогревает не утепленную крышу дома и перекрытия, через которые и происходит утечка 25% нашего с Вами тепла.
Чтобы произвести утепление крыши дома и сократить потери тепла до минимума, нужно использовать утеплители для крыши суммарной толщиной от 200мм до 400мм. Технологию утепления крыши дома можно увидеть, увеличив картинку с права.
Теплопотери через стены
Многие, наверное, зададутся вопросом: а, почему теплопотери через не утепленные стены дома (около 35%), больше чем через не утепленную крышу дома, ведь весь теплый воздух поднимается в верх?
Все очень просто. Во-первых, площадь стен намного больше площади крыши, а во-вторых, разные материалы имеют разную теплопроводность. Поэтому, при строительстве загородных домов, в первую очередь нужно позаботиться об утеплении стен дома. Для этого подойдут утеплители для стен суммарной толщиной от 100 до 200мм.
Для правильного утепления стен дома необходимо иметь знания технологий и специальный инструмент. Технологию утепления стен кирпичного дома можно увидеть, увеличив картинку справа.
Теплопотери через полы
Как не странно, но не утепленные полы в доме забирают от 10 до 15% тепла (цифра может быть и больше, если у Вас дом построен на сваях). Это связано с вентиляцией под домом в холодный период зимы.
Для минимизации теплопотерь через не утепленные полы в доме, можно использовать утеплители для полов толщиной от 50 до 100мм. Этого будет достаточно, чтобы ходит босиком по полу в холодную зимнею пору. Технологию утепления полов дома можно увидеть, увеличив картинку справа.
Теплопотери через окна
Окна – пожалуй это, тот самый элемент, который практически невозможно утеплить, т.к. тогда дом станет похож на темницу. Единственное, что можно сделать для сокращения теплопотерь до 10%, так это сократить количество окон при проектировании, утеплить откосы и установить как минимум двойные стеклопакеты.
Теплопотери через двери
Последний элемент в конструкции дома, через который уходит до 15% тепла – это двери. Связано это с постоянным открытием входных дверей, через которые постоянно выходит тепло. Для сокращения теплопотерь через двери до минимума, рекомендуется устанавливать двойные двери, уплотнять их уплотнительной резинкой и ставить тепловые завесы.
Преимущества утепленного дома
- Окупаемость затрат в первый же отопительный сезон
- Экономия на кондиционирование и отоплении дома
- Прохлада в помещении летом
- Отличная дополнительная звукоизоляция стен и перекрытий потолка и пола
- Защита конструкций дома от разрушения
- Повышенный комфорт проживания в помещении
- Можно будет намного позже включать отопление
Итоги по утеплению частного дома
Утеплять дом очень выгодно, и в большинстве случаев даже необходимо, т.к. это обусловлено большим количеством преимуществ перед не утепленными домами, и позволяет сэкономить Ваш семейный бюджет.
Осуществив наружное и внутреннее утепление дома, Ваш частный дом станет подобен термосу. Из него не будет улетать тепло зимой и поступать жара летом, а все затраты на полное утепление фасада и крыши, цоколя и фундамента окупятся в течение одного отопительного сезона.
Для оптимального выбора утеплителя для дома, мы рекомендуем Вам почитать нашу статью: Основные виды утеплителей для дома, в которой подробно рассмотрены основные виды утеплителей, используемых при утеплении частного дома снаружи и внутри, их плюсы и минусы.
Видео: Реальный проект – куда уходит тепло в доме
Тепловизор. Теплопотери дома: фотоотчет — уязвимые места
Содержание статьи
Комфорт – штука капризная. Приходят минусовые температуры, сразу становится зябко, и безудержно тянет к домашнему обустройству. Начинается «глобальное утепление». И здесь есть одно «но» — даже просчитав теплопотери дома и смонтировав обогрев «согласно плану», можно остаться лицом к лицу с быстро уходящим теплом. Процессом визуально не заметным, зато отлично чувствующимся через шерстяные носки и большие счета за отопление. Остается вопрос – куда «драгоценное» тепло ушло?
Естественные теплопотери хорошо прячутся за несущие конструкции или «добротно» сделанное утепление, где прорех по умолчанию не должно быть. Но так ли это? Давайте рассмотрим вопрос тепловых утечек для разных элементов конструкции.
Холодные места на стенах
До 30% от всех теплопотерь дома приходится на стены. В современном строительстве они представляют собой многослойные конструкции из разных по теплопроводности материалов. Расчеты для каждой стены можно проводить индивидуально, но есть общие для всех погрешности, через которые из помещения уходит тепло, а снаружи в дом поступает холод.
Место, где изоляционные свойства ослаблены, называется — «мостик холода». Для стен это:
- Кладочные швы
Оптимальный шов кладки – 3мм. Достигается он чаще клеевыми составами мелкой текстуры. Когда объем раствора между блоками увеличивается – растет теплопроводность всей стены. Причем температура шва кладки может быть на 2-4 градуса холоднее основного материала (кирпича, блока и т.п.).
Кладочные швы как «термомост»
- Бетонные перемычки над проемами.
Один из высоких коэффициентов теплопроводности среди строительных материалов (1,28 — 1,61 Вт/ (м*К)) у железобетона. Это делает его источником теплопотерь. Вопрос полностью не решают и ячеистые или пенобетонные перемычки. Разница температур железобетонной балки и основной стены часто близится к 10 градусам.
Изолировать перемычку от холода можно сплошным наружным утеплением. А внутри дома — собрав короб из ГК под карниз. Так создается дополнительная воздушная прослойка для тепла.
- Монтажные отверстия и крепежные элементы.
Подключение кондиционера, ТВ-антенны оставляет прорехи в общем утеплении. Сквозной металлический крепеж и проходное отверстие необходимо плотно заделать утеплителем.
А по возможности, не выводить металлические крепления наружу, зафиксировав их внутри стены.
Дефекты с теплопотерями есть и у утепленных стен
Монтаж поврежденного материала (со сколами, сдавливанием и т.п.) оставляет уязвимые области для утечек тепла. Это хорошо видно при обследовании дома тепловизором. Яркие пятна показывают бреши в наружном утеплении.
Поврежденный утеплитель на тепловизоре
При эксплуатации важно следить за общим состоянием утепления. Ошибка в выборе клея (не специального для теплоизоляции, а плиточного) может выдать трещины в конструкции уже через 2 года. Да и основные утеплительные материалы так же имеют свои минусы. Например:
- Минвата – не гниет, и не интересна грызунам, но очень чувствительна к влаге. Поэтому срок ее добротной службы в наружном утеплении около 10 лет — затем появляются повреждения.
- Пенопласт – имеет хорошие изоляционные свойства, но легко поддается грызунам, и не устойчив к силовому воздействию и ультрафиолету. Слой утепления после монтажа требует скорой защиты (в виде конструкции или слоя штукатурки).
В работе с обоими материалами важно соблюсти четкую подгонку замков утеплительных плит и перекрестное расположение листов.
- Пенополиуретан – создает бесшовное утепление, удобен для неровных и изогнутых поверхностей, но уязвим для механических повреждений, и разрушается под УФ-лучами. Покрывать его желательно штукатурной смесью — крепление каркасов сквозь слой утеплителя нарушает общую изоляцию.
Опыт! Потери тепла могут нарастать во время эксплуатации, ведь у всех материалов есть свои нюансы. Лучше периодически оценивать состояние утепления и повреждения устранять сразу. Трещина на поверхности – это «скоростная» дорога к разрушениям утеплителя внутри.
Теплопотери фундамента
Бетон – преобладающий материал в строительстве фундаментов. Его высокая теплопроводность и прямой контакт с грунтом дают до 20% теплопотерь по всему периметру здания. Фундамент особенно сильно проводит тепло из подвального помещения и неправильно смонтированного теплого пола на первом этаже.
Теплопотери через фундамент
Потери тепла увеличивает и лишняя влага, не отведенная от дома. Она разрушает фундамент, создавая лазейки для холода. К влажности чувствительны и многие теплоизоляционные материалы. Например, минвата, которая часто переходит на фундамент с общего утепления. Она легко повреждается влагой, и поэтому требует плотного защитного каркаса. Керамзит так же теряет свои теплоизоляционные свойства на постоянно влажном грунте. Его структура создает воздушную подушку и хорошо компенсирует давление грунтов при замерзании, но постоянное присутствие влаги сводит к минимуму полезные свойства керамзита в утеплении. Именно поэтому создание рабочего дренажа – обязательное условие долгой жизни фундамента и сохранения тепла.
Сюда же по важности можно отнести и гидроизоляционную защиту основания, а так же многослойную отмостку, шириной не меньше метра. При столбчатом фундаменте или пучинистом грунте отмостка по периметру утепляется, что бы защитить от промерзания грунт у основания дома. Утепляется отмостка керамзитом, листами пенополистирола или пенопласта.
Листовые материалы для утепления фундамента лучше выбирать с пазовым соединением, и его обрабатывать специальным силиконовым составом. Герметичность замков перекрывает доступ холоду и гарантирует сплошную защиту фундамента. В этом вопросе бесшовное напыление пенополиуретана имеет бесспорное преимущество. Вдобавок, материал эластичный и не трещит при пучении грунта.
Для всех видов фундаментов можно использовать разработанные схемы утепления. Исключением может быть фундамент на сваях, за счет своей конструкции. Здесь при обработке ростверка важно учитывать пучинистость грунта и выбрать технологию, не разрушающую сваи. Это сложный расчет. Практика же показывает, что дом на сваях защищает от холода грамотно утепленный пол первого этажа.
Внимание! Если в доме есть подвал, и он часто затопляется, то с утеплением фундамента это необходимо учесть. Так как утеплитель/изолятор в данном случае будет закупоривать влагу в фундаменте, и его разрушать. Соответственно – тепло будет теряться еще больше. Первым необходимо решить вопрос с затоплением.
Уязвымые места пола
Неизолированное перекрытие отдает весомую часть тепла фундаменту и стенам. Это особенно заметно при неправильном монтаже теплого пола – нагревательный элемент быстрее остывает, увеличивая затраты на обогрев помещения.
Пол на тепловизоре
Чтобы тепло от пола уходило в комнату, а не на улицу, нужно проследить, что бы монтаж шел по всем правилам. Основные из которых:
- Защита. На стены по всему периметру помещения крепится демпферная лента (либо фольгированные полистирольные листы шириной до 20 см и толщиной в 1 см). Перед этим обязательно устраняются щели, и поверхность стены выравнивается. Лента фиксируется максимально плотно к стене, изолируя теплопередачу. Когда нет воздушных «карманов» — нет утечек тепла.
- Отступ. От наружной стены до нагревающего контура должно быть не меньше 10 см. Если теплый пол монтируется ближе к стене, то он начинает обогревать улицу.
- Толщина. Характеристики необходимого экрана и утеплителя под теплый пол рассчитывается индивидуально, но к полученным цифрам лучше прибавить 10-15% запаса.
- Отделка. Стяжка поверх пола не должна содержать керамзит (он изолирует тепло в бетоне). Оптимальная толщина стяжки 3-7 см. Присутствие пластификатора в смеси бетона улучшает теплопроводность, а значит и отдачу тепла в помещение.
Серьезное утепление актуально для любого пола, и не обязательно с подогревом. Плохая теплоизоляция превращает пол в большой «радиатор» для грунта. Стоит ли его отапливать зимой?!
Важно! Холодные полы и сырость появляются в доме при не рабочей или не сделанной вентиляции подпольного пространства (не организованы продухи). Ни одна система отопления не компенсирует такой недочет.
Места примыкания строительных конструкций
Соединения нарушают целостные свойства материалов. Поэтому углы, стыки и примыкания настолько уязвимы для холода и влаги. Места соединения бетонных панелей отсыревают первыми, там же проявляются грибок и плесень. Разница температур угла комнаты (место стыковки конструкций) и основной стены может колебаться от 5-6 градусов, до минусовых температур и конденсата внутри угла.
Угол комнаты окна на тепловизоре
Подсказка! На местах таких соединений мастера рекомендуют делать снаружи увеличенный слой изоляции.
Тепло часто уходит через межэтажное перекрытие, когда плита укладывается на всю толщину стены и ее края выходят на улицу. Здесь увеличиваются теплопотери как первого, так и второго этажа. Формируются сквозняки. Опять же, если на втором этаже есть теплый пол — наружное утепление должно быть на это рассчитано.
Утечки тепла через вентиляцию
Тепло из помещения выводится по обустроенным вентиляционным каналам, обеспечивающим здоровый воздухообмен. Вентиляция, работающая «наоборот», затягивает холод с улицы. Происходит это, когда в помещении создается дефицит воздуха. Например, когда включенный вентилятор в вытяжке забирает слишком много воздуха из помещения, за счет чего он начинает затягиваться с улицы через другие вытяжные каналы (без фильтров и обогрева).
Вопросы, как не выводить большое количество тепла наружу, и как не впускать холодный воздух в дом, давно имеют свои профессиональные решения:
- В вентиляционную систему устанавливаются рекуператоры. Они возвращают до 90% тепла в дом.
- Обустраиваются приточные клапаны. Они «подготавливают» уличный воздух перед помещением – его очищают и согревают. Клапаны идут с ручной регулировкой или автоматической, которая ориентируется на разницу температур снаружи и внутри помещения.
Комфорт стоит хорошей вентиляции. При нормальном воздухообмене не образуется плесень, и создается здоровый микроклимат для обитания. Именно поэтому хорошо утепленный дом с комбинацией изолирующих материалов обязательно должен иметь рабочую вентиляцию.
Итог! Для уменьшения теплопотерь через вентиляционные каналы необходимо устранить ошибки перераспределения воздуха в помещении. В добротно работающей вентиляции только теплый воздух покидает дом, часть тепла из которого можно вернуть обратно.
Теплопотери через окна и двери
Через дверные и оконные проемы дом теряет до 25% тепла. Слабые места для дверей это — прохудившийся уплотнитель, который можно легко переклеить на новый и сбившаяся внутри теплоизоляция. Заменить ее можно, сняв кожух.
Уязвимые места для деревянных и пластиковых дверей похожи на «мостики холода» в аналогичных конструкциях окон. Поэтому общий процесс на их примере и рассмотрим.
Что выдает «оконную» потерю тепла:
- Явные щели и сквозняки (в раме, вокруг подоконника, на стыке откоса и окна). Плохое прилегание створок.
- Отсыревшие и покрытые плесенью внутренние откосы. Если пена и штукатурка со временем отстали от стены, то влага снаружи подбирается ближе к окну.
- Холодная поверхность стекла. Для сравнения – энергосберегающее стекло (при -25° снаружи, а внутри комнаты +20°) имеет температуру в 10-14 градусов. И, естественно, не промерзает.
Щели окна на тепловизоре
Створки могут неплотно прилегать, когда окно не отрегулировано, и резинки по периметру износились. Положение створок можно настроить самостоятельно, равно, как и поменять уплотнитель. Полную его замену лучше проводить раз в 2-3 года, и желательно на уплотнитель «родного» производства. Посезонная чистка и смазка резинок сохраняет их эластичность при перепадах температур. Тогда уплотнитель долго не пропускает холод.
Щели в самой раме (актуально для деревянных окон) заполняются силиконовым герметиком, лучше прозрачным. Когда он попадает на стекло – не так заметно.
Стыки откосов и профиля окна так же заделываются герметиком или жидким пластиком. В сложной ситуации, можно использовать самоклеящийся пенополиэтилен – «утепляющий» скотч для окон.
Важно! Стоит проследить, что бы в отделке наружных откосов утеплитель (пенопласт и т.п.) полностью закрывал шов монтажной пены и расстояние до середины рамы окна.
Современные способы уменьшить теплопотери через стекло:
- Использование PVI-пленок. Они отражают волновое излучение и на 35-40% уменьшают потерю тепла. Пленки можно наклеить на стеклопакет уже установленный, если нет желания его менять. Важно не перепутать стороны стекла и полярность пленки.
- Установка стекла с низкоэмиссионными характеристиками: k- и i-стекла. Стеклопакеты с k-стеклами пропускают энергию коротких волн светового излучения в помещение, аккумулируя в нем тело. Длинноволновое излучение комнату уже не покидает. В итоге, стекло на внутренней поверхности имеет температуру в два раза выше, чем у обычных стекол. i-стекло удерживает тепловую энергию в доме за счет отражения до 90% тепла обратно в помещение.
- Использование стекол с серебряным напылением, которые в 2х камерных стеклопакетах сберегают на 40% больше тепла (в сравнении с обычными стеклами).
- Выбор стеклопакетов с увеличенным количеством стекол и расстоянием между ними.
Полезно! Уменьшают теплопотери через стекло — организованные воздушные завесы над окнами (можно в виде теплых плинтусов) или защитные роллеты на ночь. Особенно актуально при панорамном остеклении и сильных минусовых температурах.
Причины утечки тепла в системе отопления
Теплопотери касаются и отопления, где утечки тепла чаще происходят по двум причинам.
- Мощный радиатор без защитного экрана обогревает улицу.
Радиатор отопление в тепловизоре снаружи
- Не все радиаторы полностью прогреваются.
Соблюдение нехитрых правил уменьшает теплопотери и не дает системе отопления работать «в холостую»:
- За каждым радиатором стоит установить отражающий экран.
- Перед запуском отопления, раз в сезон, необходимо стравить воздух с системы и просмотреть, все ли радиаторы полностью прогреваются. Засоряться система отопления может за счет скопившего воздуха или мусора (отслоений, некачественной воды). Раз в 2-3 года систему необходимо полностью промывать.
Заметка! При новом заполнении в воду лучше добавить антикоррозийные ингибиторы. Это поддержит металлические элементы системы.
Теплопотери через крышу
Тепло изначально стремится к верхней части дома, что делает крышу одним из самых уязвимых элементов. На нее приходится до 25% всех теплопотерь.
Холодное чердачное помещение или жилая мансарда утепляются одинаково плотно. Основные теплопотери идут на стыках материалов, не важно, утепление это или элементы конструкции. Так, часто упускаемым мостиком холода является граница стен с переходом в крышу. Этот участок желательно обрабатывать вместе с мауэрлатом.
Граница стен с переходом в крышу
Основное утепление тоже имеет свои нюансы, связанные больше с использованными материалами. Например:
- Утепление минватой нужно беречь от влаги и желательно менять каждые 10 – 15 лет. Со временем она слеживается и начинает пропускать тепло.
- Эковата, имеющая отличные свойства «дышащего» утеплителя, не должна находиться вблизи горячих источников – при нагревании она тлеет, оставляя прорехи в утеплении.
- При использовании пенополиуретана, необходимо обустроить вентиляцию. Материал паронепроницаем, а лишнюю влагу под крышей лучше не скапливать — повреждаются другие материалы, и в утеплении появляется брешь.
- Плиты в многослойной теплоизоляции должны укладываться в шахматном порядке и обязательно вплотную прилегать к элементам.
Практика! В верхних конструкциях любая брешь может отводить много дорогого тепла. Здесь важно поставить акцент на плотном и непрерывном утеплении.
Заключение
Места теплопотерь полезно знать не только для того, что бы обустроить дом и жить в комфортных условиях, но и что бы не переплачивать за отопление. Грамотное утепление на практике окупается за 5 лет. Срок долгий. Но ведь и дом мы не на два года строим.
Видеоматериалы по теме
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Понравилась статья?
Поделиться с друзьями:
Подпишитесь на новые
|
|
|
|
Из-за ошибок в проектировании или по вине строителей, недобросовестно выполнивших свою работу, происходит образование «мостиков холода», что способствует промерзанию стен и других конструкций дома. ● Приутеплении мансардной крыши минераловатные теплоизоляционные материалы нужно укладывать между стропилами враспор. Теплоизоляционные материалы нельзя приминать, сгибать или сжимать — в противном случае деформация материала приведёт к снижению теплоизоляционных показателей. Также «мостики холода» образуются ввиду конструктивных ошибок — например в местах, где температура внутренней поверхности конструкции ниже, чем на прилегающих участках или соседних строительных элементах. Такие «мостики холода» чётко проявляются в местах примыкания эркеров к стенам здания — это отчётливо будет заметно, когда зимой углы будут промерзать, а летом эти же места будут мокрые от влаги. ● Скатная крыша в наибольшей степени
● Для утепления крыши можно использовать различные материалы. Но
• В пространство между стропилами утеплитель укладывается блочно.
• Перед укладкой первого блока необходимо подогнать его нижний торец
• Необходимо учесть, что гребень второго блока должен полностью войти в паз
• После окончания укладки блоков необходимо все швы заделать
• Плёнку крепят прямо к стропилам степлером. В месте соединения
|
|
Теплопотери через кровлю | Независимая Экспертиза Волгоград
Теплопотери через кровлю
Высокая температура поверхности кровли — результат грубого нарушения технологии утепления.
Кровля по теплофизическим показателям является самым уязвимым элементом здания. Потери тепла через кровлю могут достигать 40% от общего количества, в то же время характерные для России жесткие климатические условия требуют от кровельных материалов высокой теплостойкости летом, устойчивости к низким температурам зимой, к частым переходам через 0 °C и к ультрафиолетовому излучению.
Поэтому в отличие от стен и фундамента, теплоизоляция кровли требует большего количества слоев. И если стены могут иногда обойтись без дополнительной тепло- паро- и гидроизоляции, то для кровельной системы это обязательные элементы.
Теплоизоляцию кровли следует выполнять в соответствии с действующими строительными нормами. В конструкции крыши с холодным чердаком утепляется только чердачное перекрытие. Вначале по нему устраивается пароизоляция из паронепроницаемых материалов. По пароизоляции укладывается слой теплоизоляции.
В качестве теплоизоляционных материалов могут применяться: мелкий шлак, керамзитовый гравий, плиты из стекловолокна или минеральной ваты, плиты из пенополистирола и т.п. По утеплителю иногда устраивается цементно-песчаная стяжка толщиной до 30 мм, а по ней укладываются ходовые доски.
При устройстве теплого чердачного помещения между кровельным покрытием и утеплителем обязательно создается вентилируемая воздушная прослойка. Над утеплителем укладывается гидроизоляция, под утеплителем — пароизоляция. Технология укладки пароизоляции отличается от укладки гидроизоляции и требует внимания и скрупулезности. При этом толщина слоя утеплителя определяется теплотехническим расчетом в зависимости от местных климатических условий. В центральной части России при использовании в качестве утеплителя минеральной ( каменной ) ваты мы рекомендуем ориентироваться на толщину слоя в 20 см минимум.
Теплоизоляция кровли – очень ответственный этап строительства или ремонта здания. Практика тепловизионных обследований в Подмосковье показывает, что далеко не все строительные фирмы способны выполнять работы по теплоизоляции кровли с должным качеством, поэтому знакомство заказчика работ с технологией и его непосредственный контроль над их проведением является единственной гарантией недопущения брака.
Это одна из причин, по которой работы по теплоизоляции кровли, как и любых других ограждающих конструкций, должны начинаться с расчетов и проектирования, хотя бы в упрощенном виде. А любой расчет и, тем более, проект должен быть основан на объективной информации о фактическом тепловом состоянии строения. Необходимо иметь точные объективные данные о всех имеющихся тепло потерях, их объеме и распределении. Чтобы получить всю эту информацию, необходимо провести тепловизионное обследование дома.
На термограммах представлены «тепловые портреты» наиболее часто встречающихся скрытых дефектов устройства кровли.
Намокание утеплителя Некачественная укладка утеплителя
Некачественная укладка утеплителя Нарушение целостности пароизоляции и пр.
Услуги, которые оказывает наша компания, связаны в первую очередь с диагностикой теплоизоляции. Используя тепловизионные методы контроля, мы выявляем все, даже самые несущественные утечки тепла. За время нашей деятельности мы накопили не только большой опыт в выявлении скрытых дефектов зданий, но и огромное количество термограмм, которые хотели бы показать всем, кто заинтересован в улучшении состояния своего жилища.
Вернуться: экспертиза
Вернуться: тепловизионное обследование
Специалисты организации Независимая Экспертиза готовы помочь как физическим, так и юридическим лицам в определении различных видов оценки, экспертиз.
Если же после изучения этих разделов у Вас останутся нерешенные вопросы или же Вы захотите лично пообщаться с нашими специалистами или заказать тепловизионную экспертизу, всю необходимую для этого информацию можно получить в разделе «Контакты».
С нетерпением ждем Вашего звонка и заранее благодарим за оказанное доверие
Тепловизионная экспертиза проводится
г. Волгоград. ул. Иркутская, 7 (остановка ТЮЗ, отдельный вход с торца здания), 400074.
Заключение «Независимой экспертизы» имеет статус официального документа доказательного значения и может быть использовано в суде.
Теплопотери дома – куда реально уходит тепло?
Перед тем, как начать строить дом, нужно купить проект дома – так говорят архитекторы. Надо купить услуги профессионалов – так говорят строители. Необходимо купить качественные строительные материалы – так говорят продавцы и производители стройматериалов и утеплителей.
И вы знаете, в чем-то они все немножечко правы. Однако никто кроме вас не будет настолько заинтересован в вашем жилье, чтобы учесть все моменты и свести воедино все вопросы по его строительству.
Один из самых важных вопросов, которые стоит решить на этапе планирования строительства, это теплопотери дома. От расчета теплопотерь будут зависеть и проект дома, и его строительство и то, какие стройматериалы и утеплители вы будете закупать.
Не бывает домов с нулевыми теплопотерями. Для этого дом должен был бы плыть в вакууме со стенами в 100 метров высокоэффективного утеплителя. Мы живем не в вакууме, и вкладываться в 100 метров утеплителя не хотим. А значит, у нашего дома будут теплопотери. Пусть будут, лишь бы они были разумными.
Посмотрим, какие теплопотери можно считать разумными, и куда уходит тепло из дома в холодный период года.
Теплопотери через стены
Теплопотери через стены – об этом думают сразу все хозяева. Считают теплосопротивление ограждающих конструкций, утепляются до достижения нормативного показателя R и на этом заканчивают свою работу по утеплению дома. Конечно, теплопотери через стены дома надо считать – стены обладают максимальной площадью из всех ограждающих конструкций дома. Но они – не единственный путь для тепла наружу.
Утепление дома — единственный способ снизить теплопотери через стены.
Для того, чтобы ограничить теплопотери через стены, достаточно утеплить дом 150 мм высокоэффективного утеплителя для европейской части России или 200-250 мм того же утеплителя для Сибири и северных регионов. И на этом можно оставить в покое этот показатель и перейти к другим, не менее важным.
Теплопотери пола
Холодный пол в доме – это беда. Теплопотери пола, относительно такого же показателя для стен, важнее примерно в 1,5 раза. И именно во столько же толщина утеплителя в полу должна быть больше толщины утеплителя в стенах.
Теплопотери пола становятся значимыми, когда под полом первого этажа у вас холодный цоколь или просто уличный воздух, например, при винтовых сваях.
Утепляете стены — утепляйте и пол.
Если в стены вы закладываете 200 мм базальтовой ваты или пенопласта, то в пол вам придется заложить 300 миллиметров настолько же эффективного утеплителя. Только в этом случае можно будет ходить по полу первого этажа босиком в любую, даже самую лютую, зиму.
Если же у вас под полом первого этажа отапливаемый подвал или хорошо утепленный цоколь с отлично утепленной широкой отмосткой, то утеплением пола первого этажа можно пренебречь.
Мало того, в такой подвал или цоколь стоит нагнетать нагретый воздух с первого этажа, а лучше со второго. А вот стены подвала, его плита должны быть утеплены максимально, чтобы не «обогревать» грунт. Конечно, постоянная температура грунта +4С, но это на глубине. А зимой вокруг стен подвала все те же -30С, как и на поверхности грунта.
Теплопотери через потолок
Все тепло идет вверх. И там оно стремится выйти наружу, то есть покинуть помещение. Теплопотери через потолок в вашем доме – это одна из наибольших величин, которая характеризует уход тепла на улицу.
Толщина утеплителя на потолке должна быть в 2 раза больше толщины утеплителя в стенах. Монтируете 200 мм в стены – монтируйте 400 мм на потолок. В этом случае вам будет гарантировано максимальное теплосопротивление вашего теплового контура.
Потолок нуждается в самом толстом утеплителе.
Что у нас получается? Стены 200 мм, пол 300 мм, потолок 400 мм. Считайте, что вы сэкономите на любом энергоносителе, которым будете отапливать свой дом.
Теплопотери окон
Что совершенно невозможно утеплить, так это окна. Теплопотери окон – самая большая величина, которой описывается количество тепла, покидающего ваш дом. Какими бы вы не сделали свои стеклопакеты – двухкамерными, трехкамерными или пятикамерными, теплопотери окон все равно будут гигантскими.
Как сократить теплопотери через окна? Во-первых, стоит сократить площадь остекления во всем доме. Конечно, при большом остеклении дом выглядит шикарно, и его фасад напоминает вам о Франции или Калифорнии. Но тут уже что-то одно – или витражи в половину стены или хорошее теплосопротивление вашего дома.
Хотите снизить теплопотери окон — не планируйте большую их площадь.
Во-вторых, следует хорошо утеплять оконные откосы – места прилегания переплетов к стенам.
И, в-третьих, стоит использовать для дополнительного сбережения тепла новинки строительной отрасли. Например, автоматические ночные теплосберегающие ставни. Или пленки, отражающие тепловое излучение обратно в дом, но свободно пропускающие видимый спектр.
Куда уходит тепло из дома?
Стены утеплены, потолок и пол тоже, ставни поставлены на пятикамерные стеклопакеты, вовсю раскочегарен газовый котел. А в доме все равно прохладно. Куда же продолжает уходить тепло из дома?
Настало время искать щели, щелки и щелочки, куда уходит тепло из дома.
Во-первых, система вентиляции. Холодный воздух приходит по приточной вентиляции в дом, теплый воздух покидает дом по вытяжной вентиляции. Чтобы уменьшить теплопотери через вентиляцию, можно установить рекуператор – теплообменник, забирающий тепло у выходящего теплого воздуха и нагревающий входящий холодный воздух.
Один из способов снизить теплопотери дома через систему вентиляции — установить рекуператор.
Во-вторых, входные двери. Чтобы исключить теплопотери через двери, следует смонтировать холодный тамбур, который будет буфером между входными дверями и уличным воздухом. Тамбур должен быть относительно герметичным и необогреваемым.
В-третьих, стоит хотя бы раз посмотреть в морозы на свой дом в тепловизор. Выезд специалистов стоит не такие большие деньги. Зато вы будете иметь на руках «карту фасадов и перекрытий», и будете четко знать, какие еще меры предпринять для того, чтобы снизить теплопотери дома в холодный период.
|
Куда в доме уходит тепло? Куда уходит зимой, когда холодно и откуда приходит летом, когда жарко?
Вопрос утепления тут стоит по-другому в принципе: быть крыше или не быть. В России у изб и дворцов крыши всегда были с холодными чердакам. Крыша всегда состояла из трёх частей: утеплённый потолок, холодный чердак и, собственно, крыша. Крыша (кровельное покрытие на обрешетке) решала вопрос защиты чердака от атмосферных осадков и затеняло утеплённый потолок. Под крышей было наполненное воздухом чердачное помещение. Полом чердака являлся потолок собственно жилого помещения, его можно было спокойно утеплять чем угодно – любым доступным подножным утеплителем: соломой, опилками, корой, керамзитом и т.д. Именно утепленный сверху потолок решал вопросы теплозащиты. По простоте конструкции и эффективности эксплуатации крыша с чердаком не знает себе равных. Кровля чинилась отдельно (там можно легко найти и устранить утечку) и отдельно можно осуществлять работы с утеплителем (сено, опилки и т.д. приходилось менять или перекладывать ежегодно – оно слёживалось). В крыше делались слуховые окна, обеспечивающие правильную циркуляцию воздуха на чердаке. Правильную — это значит, что летом окошки держались открытыми, чтобы чердачное помещение интенсивно проветривалось, чтобы свежий ветер выдувал с чердака жар, источаемый нагретой солнцем крышей, чтобы в доме летом не было жарко. Крыши у нас всегда делались пологими (с углом около 30 град) потому, что такую крышу легко эксплуатировать — можно вылезти на кровлю и свободно перемещаться по ней обычному человеку – человеку, не обладающему специальными навыками, чтобы чинить, красить и так далее. Это во-первых, и во-вторых: на пологой крыше зимой ровным ковром ложится немаленький слой снега, который утепляет дом.
— Как это холодный снег может утеплять дом? Что за глупость?
— Может! И очень эффективно! Теплопроводность свежевыпавшего снега не хуже современных утеплителей (0,05 Вт/м*К). Как и утеплители снег содержит в себе обездвиженный воздух. Другое дело, что утепляет и существует такой утеплитель при отрицательных температурах. Зимой температура воздуха в чердачном помещении должна быть отрицательной. Она зависит от следующих факторов: мороза на улице, толщины снежного покрова на крыше (степени его слежалости) и слоя утеплителя пола чердака (потолка комнаты). Правильная температура на чердаке от -0 до нескольких градусов мороза. Так на улице может быть -25 град, на чердаке -1, в комнате под потолком — +25 град. Снег утепляет дом в отрицательном диапазоне температур от -25 до -0 град С, а утеплитель на чердаке — от 0 до +25 град С (температура под потолком комнаты). Если снег на кровле начинал подтаивать, это было верным признаком перегрева чердачного помещения. Такая проблема решалась открыванием слухового окна для увеличения притока воздуха и служило сигналом, что по весне на потолок нужно бы еще соломы доложить. Другими словами, с целью сохранения слоя снега нельзя допускать подогрева кровли снизу «из дома» ни в каком виде и никоим образом. Это свойство снега как эффективного природного и, прошу заметить, совершенно бесплатного утеплителя знали северные народы – они строили низкие приземистые дома с плоскими крышами, которые зимой заваливало снегом по самый конек. Больше снега – больше тепла. Крыши с растительным грунтом не изобретение поборников экологии, как думают многие. За неимением лучшего скандинавы утепляли крыши дерном и мхом, впоследствии всё это разрасталось — такое природное утепление спасало от холодов в межсезонье, а зимой помогал снег. Так в суровых северных условиях можно было худо-бедно, но существовать.
В современных коттеджах и квартирах из этих чердачных помещений по заветам французского архитектора Никола Франсуа Мансара сделали жилые комнаты, но во Франции с мансардными крышами не было особых технических проблем, чего никак не скажешь о холодной России. Проблемы с мансардными крышами появились у первопроходцев коттеджного строительства сразу в начале 90-х годов.
Мансардная крыша являет собой частный случай крыши с холодным чердаком, с той лишь разницей, что холодный чердак в ней уменьшен до зазора в 5-10см, а утеплённый потолок практически вплотную притянут к нижнему краю обрешетки кровельного покрытия. Притянут настолько, чтобы там могла осуществляться эффективная вентиляция, оттого этот зазор и называется вентиляционным пространством. Он нужен не только для того, чтобы из утеплителя пару и влаге было куда деваться, а, прежде всего, чтобы кровельное покрытие зимой не подогревалось снизу – со стороны дома и, как следствие, чтобы снег на этом кровельном покрытии не подтаивал и не превращался в лёд! Поскольку, если он начнет подтаивать и превращаться в лед, крыша потеряет ценный утеплитель – снег, а кровельный материал будет подвергаться многократным циклам замораживания-размораживания, которые подорвут его физическое здоровье. Битумные плитки — теголиты и им подобные облысеют — лишатся своей каменной крошки, которая постоянно в течение многих лет будет сыпаться на голову и засорять водосливы. Керамическая черепица замерзнет и полопается, вытаскивая гвозди крепления черепиц. Под мягкую рулонную кровлю, типа гидроизолов, попадёт вода и расширит отверстия, приводя к перманентной течи. Даже самый стойкий в нашем климате кровельный материал – рулонный металл, положенный методом двойного фальца, не выдержит. Лед раскрывает фальц, а ведь методом двойного фальца заворачивают консервные банки. Природа безжалостна: от льда спасения нет – единственное спасение в недопущении льда и обледенения.
Принципиальная проблема и главный недостаток мансардной кровли по сравнению с чердаком тот, что в мансарде нельзя регулировать приток уличного воздуха в вентиляционное пространство – возможно больше увеличивая его летом и дозируя зимой путём открывания-закрывания окна (как на чердаке). Эффективная вентиляция нужна и хороша летом, а зимой избыточный приточный воздух выхолаживает вентиляционное пространство — температура там приближается к уличной. Снег в таких условиях уже не используется как утеплитель, а просто отягощает крышу. В Норвегии конструкции мансардных крыш, в которых степень вентиляции уменьшается по мере увеличения толщины снежного покрова. Всё просто: снег постепенно заваливает вертикальный вентиляционный продух: больше слой снега – меньше сечение вентканала. Такую крышу трудно рассчитать, «ноу хау» состоит в гибкости и возможности настройки конструкции. Целью настройки должно являться легкое подтаивание (иногда) снега на крыше. Полное отсутствие льда говорит о «выключенном» снежном слое утепления.
Основная сложность конструирования мансардной крыши заключается в худшем случае в недостатке утепления и вентиляции (это как правило) в лучшем в избытке вентиляции и в не использовании утепляющих свойств снежного покрова зимой. Вот тут собака зарыта, тут корень неудач проектировщиков мансардных крыш! Какие такие проектировщики? Каких таких мансардных крыш? Сейчас толкового конструктора днём с огнём не найдешь — одни архитекторы модные с коммерческим уклоном! Максимум над чем нынче бьётся «конструкторская мысль» — это чтобы крышу вообще, в принципе какую–никакую слепить, чтобы она вообще была (имелась) и не рухнула от снега, а о вентиляции…, да ещё зависящей от величины снежного покрова… Такими бредовыми фантазиями у нас никто не заморачивается!
Обычно никто крыши не проектирует – обычно бывает так: и утеплителя нормально уложили (10-15см и слоями – это снижает эффективность за счёт конвекции), и пространство пустое между верхней обрешеткой и утеплителем оставили, и внизу щель вентиляционную не забыли проделать и наверху стандартные продухи (к кровле прилагается) установили, а она, все леденеет и леденеет изо дня в день, всё больше и больше! И вот уже с крыльца на рабочего по весне сошла лавина и чуть не сделала человека инвалидом.
— В чём тут дело?
— А дело тут вот в чём:
Вот и весь секрет. Это ещё приличный случай, когда 20 см утеплителя и 5 см вентиляционный продух…
Обычно бывает так.
Конструкция: покупают на мансардную крышу стропила самые распространённые (недорогие) толщиной 15 см, кладут два слоя по 5 см самой дешевой (пушистой) минваты, забивают верхней обрешеткой и укладывают, например, итальянский теголит.
Имеем: толщина конструкции — 15 см, из них 10см утеплителя и 5 см вентиляционный продух, воздух в который ниоткуда не поступает и никуда не выходит (об этом вааще не знал никто).
Результат летом: в мансарде жарко невменяемо – нужен кондиционер! Установили сначала один, но оказалось, что во время зноя этого недостаточно… Вскоре установили и второй кондиционер.
Результат зимой: сосульки до земли, к весне вся крыша «поплыла», теголит «облысел».
Действия: реконструкция.
Реконструкция первая: срываем кровельное покрытие вместе с обрешеткой, набиваем рейку 5 см, поверх минваты докладываем ещё один слой дешевого пенопласта 5см, делаем продухи для притока и вытяжки воздуха. Покрываем крышу панелями ондулина.
Имеем: толщина конструкции 20 см, из них 15см утеплителя и 5 см вентиляционный продух, воздух в который поступает снизу и выходит сверху (но не везде), и эти продухи заваливаются зимой снегом (об этом ваще никто не подумал).
Результат летом: в мансарде просто жарко — одного кондиционера стало достаточно.
Результат зимой: сосульки до первого этажа, за 4 года вся крыша, начиная с середины зимы, «достала» мелкими протечками сквозь стыки пластин с нахлестом и отверстия, через которые гвозди крепят панели, а ближе к весне — крупными течами.
Действия: вскрытие крыши. Минвата вся мокрая – забыли про пароизоляцию изнутри дома, а в доме всего одна вытяжка, про вытяжки в санузлах забыли вовсе (типа в форточку весь пар уйдёт). В результате вся влага из дома оказалась в минвате.
Реконструкция вторая и последняя: срываем кровельное покрытие вместе с обрешеткой и со всей стропильной системой к чёртовой матери. Заказываем стропильные доски толщиной 30 см необходимой длинны (в соответствии с конструкцией крыши) из клееного бруса или сделанные по технологии фанеры — склеенные из слоёв древесины 2мм. Делаем конструкцию крыши из этих новых материалов. Покупаем плиты полистерола, чтобы набрать слой толщиной 20 см (по возможности как можно меньше слоёв). Шаг стропил крыши подгоняем под размер укладки используемого утеплителя. Делаем систему вентиляции подкровельного пространства — сообщающиеся друг с другом через вырезы в стропилах продухи, притоки и вытяжки воздуха, которые не закрываются снегом, или вентиляционную рейку на коньке. Таких (незаваливаемых снегом) вентиляционных конструкций германские или итальянские производители кровельных материалов не делают – у них нет снега, и проблемы такой в их крышах тоже нет! Снизу со стороны дома по нижней обрешетке пароизолируем крышу плёнкой или содержащим слой фольги фольгоизолом. Стыки проклеиваем металлизированной клейкой лентой (сантехнической). На крышу кладем кровельное железо Пуралл или оцинковку методом двойного фальцевания. Под металлическую кровлю (на верх обрешетки) кладём слой акустической изоляции — влагонепроницаемую, но паропрозрачную рельефную пленку. Чтобы во время оттепелей через теплопроводящий металл уличный воздух не разогревал нижний слой снега, чтобы он опять не подтаивал (с неметаллической кровлей таких проблем не будет). До кучи делаем вытяжки из всех санузлов и подвала.
Имеем: толщина конструкции 30 см, из них 20см эффективного утеплителя и 10 см вентиляционный продух, воздух в который поступает снизу и выходит сверху равномерно и интенсивно везде! Снизу утеплитель защищен пароизоляцией от влаги из дома.
Результат летом: в мансарде нежарко – кондиционер включается только во время летнего зноя.
Результат зимой: снег лежит ровно, не подтаивает снизу, небольшие сосульки образуются только весной или во время оттепели.
Можно было бы, конечно, и не переделывать крышу целиком, а, например, заняться «цыганским» утеплением снизу – начать лепить по нижней обрешетке какие-нибудь утеплители: пенопласты, пенофолы, полиэтилены и вообще всё, что под руку попадётся. Но вся эта мышиная возня опять будет с неизвестным результатом — ведь у разных утеплителей неодинаковые паропрозначность и водопроницаемость. Их комбинации могут привести к появлению ловушек для влаги. Влага в виде пара, пройдя сквозь более паропрозрачный материал, может уткнуться в материал паронепроницаемый (полиэтилен или пенофол). При совпадении влажности и температуры из воздуха может появиться вода (роса) которой некуда будет деваться. Ведь паропрозрачные материалы работают как полупроводники — воду в виде пара сквозь себя пропускают, а воду в виде капель воды уже нет. В таких обстоятельствах между слоями утеплителя может появляться сырость. Уж лучше крышу целиком всю заново переделать — дорого, но мило….
Подсчитать, во что хозяину обошлось это удовольствие – «правильная» мансардная крыша???
Именно поэтому требования нового СНиПа устанавливают для кровельных покрытий значение сопротивления теплопередачи не менее 5,2 м2*К/Вт (для Москвы).
Схема бутерброда правильной мансардной крыши.
ВЕРХ
НИЗ
Вверх↑
Назад в статьи
«На главную
|
25% тепла в доме теряется через чердакиПотери тепла при передаче через элементы здания
Передача тепла через стену здания или аналогичную конструкцию может быть выражена как:
H t = UA dt (1)
, где
H т = тепловой поток (БТЕ / час, Вт, Дж / с)
U = общий коэффициент теплопередачи, «U-значение» (БТЕ / час фут 2 o F, Вт / м 2 K)
A = площадь стены (футы 2 , м 2 )
dt = разница температур ( o F, K)
Общий коэффициент теплопередачи — значение U — описывает, насколько хорошо строительный элемент проводит тепло или скорость передачи тепла (в ваттах или БТЕ / час) через одну единицу площади (м 2 или фут 2 ) o f структура, деленная на разницу температур по всей конструкции.
Онлайн-калькулятор тепловых потерь
U-значение (БТЕ / час фут 2 o F, Вт / м 2 K)
Площадь стены (футы 2 , м 2 )
Разница температур ( o F, o C, K)
Общие коэффициенты теплопередачи некоторых распространенных строительных элементов
| Строительный элемент | Коэффициент теплопередачи U-значение | ||
|---|---|---|---|
| (БТЕ / (час фут 2 o F)) | (Вт / (м 2 K)) | ||
| Двери | Одиночный лист — металл | 1.2 | 6,8 |
| 1 дюйм — дерево | 0,65 | 3,7 | |
| 2 дюйма — дерево | 0,45 | 2,6 | |
| Кровля | 2,6 | ||
| 1 дюйм дерева — неизолированный | 0,5 | 2,8 | |
| 2 дюйма дерева — неизолированный | 0,3 | 1,7 | |
| 1 дюйм дерева — изоляция 1 дюйм | 0.2 | 1,1 | |
| Дерево 2 дюйма — изоляция 1 дюйм | 0,15 | 0,9 | |
| 2 дюйма — бетонная плита | 0,3 | 1,7 | |
| 2 дюйма — бетонная плита — изоляция 1 дюйм | 0,15 | 0,9 | |
| Окна | Вертикальное одинарное остекление в металлической раме | 5,8 | |
| Вертикальное одинарное остекление в деревянной раме | 4.7 | ||
| Вертикальное окно с двойным остеклением, расстояние между стеклами 30 — 60 мм | 2,8 | ||
| Вертикальное окно с тройным остеклением, расстояние между стеклами 30 — 60 мм | 1,85 | ||
| Герметичное вертикальное окно с двойным остеклением , расстояние между стеклами 20 мм | 3,0 | ||
| Вертикальное герметичное тройное остекление, расстояние между стеклами 20 мм | 1,9 | ||
| Вертикальное герметичное стеклопакет с покрытием Low-E | 0.32 | 1,8 | |
| Вертикальное окно с двойным остеклением с покрытием Low-E и заполнением тяжелым газом | 0,27 | 1,5 | |
| Вертикальное окно с двойным остеклением с 3 пластиковыми пленками (с покрытием Low-E) и заполнение тяжелым газом | 0,06 | 0,35 | |
| Горизонтальное одинарное стекло | 1,4 | 7,9 | |
| Стены | 6 дюймов (150 мм) — заливной бетон 80 фунтов / фут 3 | 0.7 | 3,9 |
| 10 дюймов (250 мм) — кирпич | 0,36 | 2,0 | |
Значения U и R
Значение U (или U-фактор) является мерой скорости потеря или получение тепла из-за конструкции из материалов. Чем ниже коэффициент U, тем выше сопротивление материала тепловому потоку и тем лучше изоляционные свойства. Значение U — это величина, обратная значению R.
Общее значение U конструкции, состоящей из нескольких слоев, может быть выражено как
U = 1 / ∑ R (2)
, где
U = коэффициент теплопередачи (БТЕ / hr ft 2 o F, Вт / м 2 K)
R = «R-value» — сопротивление тепловому потоку в каждом слое (hr ft 2 o F / Btu, м 2 K / Вт)
R-значение одного слоя может быть выражено как:
R = 1 / C = s / k (3)
, где
C = проводимость слоя (БТЕ / час · фут 2 o F, Вт / м 2 K)
k = теплопроводность материала слоя (БТЕ в / час фут 2 o F, Вт / м · К)
с = толщина слоя (дюймы, м)
Примечание! — в дополнение к сопротивлению в каждом строительном слое — существует сопротивление внутренней и внешней поверхности окружающей среде.Если вы хотите добавить поверхностное сопротивление к вычислителю U ниже — используйте один — 1 — для толщины — l t — и поверхностное сопротивление для проводимости — K .
Онлайн Значение U Калькулятор
Этот калькулятор можно использовать для расчета общего значения U для конструкции с четырьмя слоями. Добавьте толщину — l t — и проводимость слоя — K — для каждого слоя.Если количество слоев меньше четырех, замените толщину одного или нескольких слоев нулем.
1. с (дюйм, м) k (британская тепловая единица дюйм / час фут 2 o F, Вт / м · K)
2. с (дюйм, м) k (британская тепловая единица дюйм / час фут 2 o F, Вт / м · К)
3. с (дюйм, м) k (БТЕ дюйм / час фут 2 o F, Вт / м · К)
4. с (дюйм, м) k (БТЕ дюйм / час фут 2 o F, Вт / м · К)
Пример — значение U Бетонная стена
Бетонная стена толщиной 0.25 (м) и проводимость 1,7 (Вт / мК) используются для значений по умолчанию в калькуляторе выше. Сопротивление внутренней и внешней поверхности оценивается в 5,8 (м 2 K / Вт) .
Значение U можно рассчитать как
U = 1 / (1 / (5,8 м 2 K / Вт) + (0,25 м) / (1,7 Вт / м · K))
= 3,13 Вт / м 2 K
R-значения некоторых распространенных строительных материалов
| Материал | Сопротивление R-значение | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (hr ft 2 o F / Btu) | (м 2 K / W) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Деревянный сайдинг со скосом 1/2 «x 8», внахлест | 0.81 | 0,14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Деревянный сайдинг со скосом 3/4 «x 10», внахлест | 1,05 | 0,18 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Штукатурка (на дюйм) | 0,20 | 0,035 | Строительная бумага | 0,01 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Фанера 1/4 « | 0,31 | 0,05 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Фанера 3/8″ | 0,47 | 0,08 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Фанера 1/2 « | 0.62 | 0,11 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Оргалит 1/4 « | 0,18 | 0,03 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мягкая плита, сосна или аналогичный материал 3/4″ | 0,94 | 0,17 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мягкая плита, сосна или аналогичный 1 1 2 « | 1,89 | 0,33 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мягкая плита, сосна или аналогичный 2 1/2″ | 3,12 | 0,55 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Гипсокартон 1/2 « | 0,45 | 0,08 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0.56 | 0,1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стекловолокно 2 дюйма | 7 | 1,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стекловолокно 6 дюймов | 19 | 3,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Обычный кирпич на дюйм | 0.204 0,03 | 0.204 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Материал | Сопротивление R-значение | |
|---|---|---|
| (час фут 2 o F / BTU) | (м 2 K / Вт ) | |
| Стенка 2 x 4, неизолированная | 5 | 0.88 |
| Стена 2 x 4 с изоляцией из войлока 3 1/2 « | 15 | 2,6 |
| Стена 2 x 4 с жесткой полистирольной панелью 1″, изоляционное покрытие 3 1/2 « | 18 | 3,2 |
| Стена с каркасом 2 x 4 с изоляционной панелью 3/4 «, изоляцией из войлока 3 1/2», изоляцией из полиуретана 5/8 « | 22 | 3,9 |
| Стена с каркасом 2 x 6 с Изоляционное покрытие 5 1/2 « | 23 | 4 |
| Стена с 2 х 6 стойками с изоляционной панелью 3/4″, изоляция из войлока 5 1/2 «, изоляция из полиуретана 5/8» | 28 | 4 ,9 |
.
Механизмы потери или передачи тепла
Утечка тепла (или передача) изнутри наружу (высокая температура — низкая температура) с помощью трех механизмов (по отдельности или в сочетании) из дома:
- Проводимость
- Конвекция
- Радиация
Примеры теплопередачи за счет теплопроводности, конвекции и излучения
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание примеров теплопередачи за счет теплопроводности, конвекции и излучения
- Проводимость : тепло, перемещающееся через стены дома от высокой температуры внутри к низкой температуре снаружи.
- Конвекция : тепло циркулирует в комнатах дома.
- Излучение : Тепло от солнца, проникающего в дом.
Проводимость
Электропроводность — это процесс, при котором тепло передается от горячей области твердого объекта к холодной области твердого объекта за счет столкновений частиц.
Другими словами, в твердых телах атомы или молекулы не могут двигаться, как жидкости или газы, поэтому энергия сохраняется в колебаниях атомов.Атом или молекула с большей энергией передает энергию соседнему атому или молекуле посредством физического контакта или столкновения.
На изображении ниже тепло (энергия) передается от конца стержня в пламени свечи дальше вниз к более холодному концу стержня, когда колебания одной молекулы передаются другой; однако нет движения энергичных атомов или молекул.
Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы начать анимацию.
Анимация свечи проводимости
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание анимации «Свеча проводимости»
Пример проведения
Рука держит металлический стержень над зажженной свечой.Молекулы быстро нагреваются в том месте, где пламя касается стержня. Затем тепло распространяется по всему металлическому стержню, и его можно почувствовать рукой.
Что касается отопления жилых помещений, то тепло передается за счет теплопроводности через твердые тела, такие как стены, пол и крышу.
Пример поведения в отношении отопления жилых помещений
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание кондукции в отношении отопления жилых помещений, пример
Пример поведения в отношении отопления жилых помещений
Изобразите поперечное сечение стены дома.Внутри дома 65 ° F, а снаружи 30 ° F. Две стрелки указывают изнутри дома наружу, чтобы показать, как тепло передается изнутри дома наружу через стену посредством теплопроводности.
Потери тепла через твердую стену за счет теплопроводности
Конвекция
Конвекция — это процесс, при котором тепло передается от одной части текучей среды (жидкости или газа) к другой за счет объемного движения самой текучей среды. Горячие области жидкости или газа менее плотны, чем более холодные области, поэтому они имеют тенденцию подниматься.По мере того, как более теплые жидкости поднимаются, они заменяются более холодной жидкостью или газами сверху.
В примере ниже тепло (энергия), исходящая от пламени свечи, поднимается вверх и заменяется окружающим его холодным воздухом.
Пример теплопередачи конвекцией
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание анимации конвекционной свечи
Пример конвекции
Рука находится над зажженной свечой. Когда свеча нагревает воздух, тепло поднимается к руке.В конце концов, становится слишком жарко, и рука отрывается от свечи.
При отоплении жилых помещений конвекция — это механизм потери тепла из-за утечки теплого воздуха наружу при открытии дверей или попадания холодного воздуха в дом через трещины или отверстия в стенах, окнах или дверях. Когда холодный воздух соприкасается с обогревателем в комнате, он поглощает тепло и поднимается вверх. Холодный воздух, будучи тяжелым, опускается на пол и нагревается, тем самым медленно нагревая весь воздух в помещении.
Инструкции : Нажмите кнопку воспроизведения ниже и посмотрите, что происходит с холодным воздухом (синие стрелки), когда он входит в дом и встречает теплый воздух (красные стрелки), выходящий из вентиляционного отверстия системы отопления:
Конвекция в комнате Анимация
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание анимации «Конвекция в комнате»
Пример конвекции при отоплении жилых помещений
Представьте себе комнату с открытой дверью, впускающей прохладный воздух слева и радиатором, создающим тепло, справа.По мере того, как радиатор нагревает воздух вокруг себя, воздух поднимается вверх и заменяется холодным. Как только теплый воздух достигает потолка, он направляется влево к открытой двери, охлаждая при движении. Прохладный воздух из открытой двери направляется через пол вправо в сторону обогреваемого радиатора. Общий эффект — круговой конвекционный поток воздуха в помещении.
Радиация
Излучение — это передача тепла через электромагнитные волны в пространстве. В отличие от конвекции или проводимости, где энергия от газов, жидкостей и твердых тел передается молекулами с физическим движением или без него, излучению не нужна какая-либо среда (молекулы или атомы).Энергия может передаваться излучением даже в вакууме.
На изображении ниже солнечный свет проходит к Земле через космос, где нет газов, твердых тел или жидкостей.
Пример анимации излучения
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание анимации «Пример излучения»
Пример излучения
Представьте Солнце и Землю со стрелами, движущимися от Солнца к Земле через космос.Стрелки представляют энергию, которая поступает на Землю через излучение, для чего не требуется никакая среда (атомы или молекулы).
Проверьте себя
Во-первых, определите тип потери тепла в доме, изображенный на изображениях A – J: теплопроводность, конвекция или излучение. Затем щелкните и перетащите каждое изображение вниз в нужную категорию внизу экрана.
Проверь себя Действия
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание задания «Проверьте себя»
Проверьте себя: типы тепловых потерь
Укажите тип потери тепла (теплопроводность, конвекция или излучение) для каждого из следующих примеров:
- Тепло, уходящее через крышу дома
- Конфорка горячая
- Кипяток
- Факельная галогенная лампа, излучающая свет и тепло
- Дверь распахнута настежь, впускает холодный воздух
- Пожар, создающий тепло
- Тепло, уходящее через стену
- Зеркало, отражающее солнечный свет
- Тепло, выходящее через окно
- Тепло, уходящее через дымоход
Ответы:
А.Проводимость
B. Радиация
C. Конвекция
D. Радиация
E. Конвекция
F. Радиация
г. Проведение
H. Радиация
I. Проведение
J. Радиация
Снижение потребления энергии
Есть два способа снизить потребление энергии.
- Самый рентабельный способ — улучшить «оболочку» дома — стены, окна, двери, крышу и полы, окружающие дом, — путем улучшения изоляции (потери проводимости) и герметизации утечек воздуха конопаткой (конвекция). потери).
- Второй способ снизить потребление энергии — повысить эффективность печи, которая обеспечивает тепло.
.
Расчет потерь тепла в стенах Примеры проблем
Щелкните здесь, чтобы просмотреть стенограмму видеоролика «Потери тепла в стенах — проблема №1».
Урок 7b, Экран 14: Расчет потерь тепла в стене
Пример 15 (ранее Пример 3-14)
Дом в State College, Пенсильвания, имеет 580 футов 2 окон (R = 1), 1920 футов 2 стен и 2750 футов 2 крыши (R = 22). Стены состоят из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, теплоизоляции из стекловолокна толщиной 3 дюйма, 1.5 дюймов полиуретановой плиты и 0,5 дюйма гипсокартона. Рассчитайте потребность дома в отоплении на отопительный сезон.
В этой задаче мы пытаемся рассчитать теплопотери всего дома. Потери тепла через окна, потери тепла через крышу, потери тепла через стены и их сложение. Мы можем напрямую рассчитать теплопотери через окна. Площадь дана как 580 футов 2 , R-значение дано как 1, а HDD для государственного колледжа составляет 6000 градусов F дней (° F дней). Таким образом, потери тепла за сезон равны 580 ft 2 , умноженным на 6000 ° F дней, умноженным на 24 часа в день, деленному на 1 Rvalue (ft 2 (° F час / BTU).Таким образом, мы можем отменить их, и потери тепла через окна составят 83 520 000 БТЕ.
Окна
Площадь = 580 футов2R = 1HDD = 6000 ° F дней
Аналогичным образом мы можем рассчитать потери тепла через крышу. А площадь крыши дается как 2750 футов, 2 , умноженные на 6000 ° F в днях, умноженные на 24 часа в течение дня, деленные на 22 фута 2 ° F в часах в БТЕ. Теперь, когда вы сделаете этот расчет, мы потеряем около 18 миллионов БТЕ.
Сезон потери тепла
580 футов2 × 6000 ° Fдней × 24ч / день1 фут2 × ° F дней BTU
Тепловые потери крыши
= 2750 футов2 × 6000 ° F дней × 24 часа / дней 22 футов2 × ° FhrBTU = 18000000 БТЕ
Для потери тепла стеной нам необходимо рассчитать составное значение R, потому что нам не дают значение R сразу, а нам дают площадь ,Итак, давайте рассчитаем составное R-значение. Первый слой — это деревянный сайдинг, у деревянного сайдинга значение R 0,81, а следующим слоем — фанера толщиной 1/4 дюйма, значение R которого составляет 0,94. И у нас есть 3 дюйма стекловолокна, и каждый дюйм обеспечивает R-значение 3,7, поэтому 3 дюйма будет 11,10, и у нас есть еще 1 ½ полиуретана, который имеет R-значение 6,25 на дюйм, поэтому 1,5 дюйма обеспечат R-значение 9,375. , В конце или внутри у нас есть гипсокартон ½ дюйма, коэффициент сопротивления которого равен 0,45. Таким образом, вместе все эти слои обеспечат R-значение 22.7.
Деревянный сайдинг = 0,81
¾ «фанера = 0,94
3 дюйма, стекловолокно = 11,10
1,5 дюйма, полиуретан = 9,375
,5 дюйма, сухая стена = 0,45
Всего = 22,7
.
Итак, теперь можно рассчитать теплопотери. Нам известна площадь, которая составляет 1920 кв. Футов и те же 6000 ° F в сутки, умноженные на 24 часа в сутки, разделенные на 22,67, и получается 12 119 164 БТЕ.
Тепловые потери = 1920 фут2 × 6000 ° F дней x 24 часа / сутки 22,67 фут2 ° F hrBTU = 12 119 164 БТЕ
Таким образом, когда вы складываете все эти три тепловые потери, общая потеря тепла равна 113 753 164 БТЕ за отопительный сезон.
Общая потеря тепла = 113 753 164 БТЕ.
Расчет потерь тепла в стене | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды
Потери тепла с поверхности стены можно рассчитать, используя любую из трех формул, которые мы рассмотрели в Части A этого урока.
Потери тепла через стены, окна, крышу и пол следует рассчитывать отдельно из-за разных значений R для каждой из этих поверхностей. Если R-значение стен и крыши одинаково, сумма площадей стен и крыши может использоваться с одним R-значением.
Пример
Дом в Денвере, Колорадо, имеет 580 футов 2 окон (R = 1), 1920 футов 2 стен и 2750 футов 2 крыши (R = 22). Стены состоят из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, теплоизоляции из стекловолокна 3,5 дюйма, полиуретановой плиты 1,0 дюйма и гипсокартона 0,5 дюйма. Рассчитайте потребность в отоплении дома на отопительный сезон, учитывая, что HDD для Денвера составляет 6 100.
Решение:
Потребность в отоплении дома = Потери тепла из дома в течение всего года.Чтобы рассчитать теплопотери всего дома, нам нужно отдельно рассчитать теплопотери от стен, окон и крыши и сложить все тепловые потери.
Потери тепла от стен:
Площадь стен = 1,920 футов 2 , HDD = 6,100, и необходимо рассчитать составное R-значение стены.
| Материал | R-значение |
|---|---|
| Деревянный сайдинг | 0.81 |
| Фанера 3/4 дюйма | 0,94 |
| 3,5 дюйма из стекловолокна 3,5 дюйма x 3,7 / дюйм | 12,95 |
| 1,0 дюйм полиуретановой плиты = 1,0 дюйм x 5,25 / дюйм | 5,25 |
| 1/2 дюйма Гипсокартон | 0,45 |
| Общая R-стоимость стен | 20,40 |
Потери тепла от стен = 1 920 футов2 × 6 100 ° F − дней × 24 часа 20.4ft2 ° FhBtu = 13,78 млн БТЕ
Потери тепла от Windows, = 580 ft2 × 6100 ° F — дни × 24hday1ft2 ° F HBTU = 84.91 БТЕ
Потери тепла от крыши = 2750 футов2 × 6100 ° F — дни × 24 часа 22 футов2 ° F hBtu = 18,30 MMBtu
Общие тепловые потери от дома = 13,78 + 84,91 + 18,30 = 116,99 MMBTU в год или потребность в отоплении составляет 116,99 млн BTU в год ,
,
