Какая должна быть теплопроводность стены в доме

Обновлено: 01.05.2024

Последние годы при строительстве дома или его ремонте большое внимание уделяется энергоэффективности. При уже существующих ценах на топливо это очень актуально. Причем похоже что дальше экономия будет приобретать все большую важность. Чтобы правильно подобрать состав и толщин материалов в пироге ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, кровля) необходимо знать теплопроводность строительных материалов. Эта характеристика указывается на упаковках с материалами, а необходима она еще на стадии проектирования. Ведь надо решить из какого материала строить стены, чем их утеплять, какой толщины должен быть каждый слой.

Что такое теплопроводность и термическое сопротивление

При выборе строительных материалов для строительства необходимо обращать внимание на характеристики материалов. Одна из ключевых позиций — теплопроводность. Она отображается коэффициентом теплопроводности. Это количество тепла, которое может провести тот или иной материал за единицу времени. То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло. И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Диаграмма, которая иллюстрирует разницу в теплопроводности материалов

Материалы с низкой теплопроводностью используются для утепления, с высокой — для переноса или отвода тепла. Например, радиаторы делают из алюминия, меди или стали, так как они хорошо передают тепло, то есть имеют высокий коэффициент теплопроводности. Для утепления используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности — они лучше сохраняют тепло. В случае если объект состоит из нескольких слоев материала, его теплопроводность определяется как сумма коэффициентов всех материалов. При расчетах, рассчитывается теплопроводность каждой из составляющих «пирога», найденные величины суммируются. В общем получаем теплоизоляцонную способность ограждающей конструкции (стен, пола, потолка).

Теплопроводность строительных материалов показывает количество тепла, которое он пропускает за единицу времени

Есть еще такое понятие как тепловое сопротивление. Оно отображает способность материала препятствовать прохождению по нему тепла. То есть, это обратная величина по отношению к теплопроводности. И, если вы видите материал с высоким тепловым сопротивлением, его можно использовать для теплоизоляции. Примером теплоизоляционных материалов может случить популярная минеральная или базальтовая вата, пенопласт и т.д. Материалы с низким тепловых сопротивлением нужны для отведения или переноса тепла. Например, алюминиевые или стальные радиаторы используют для отопления, так как они хорошо отдают тепло.

Таблица теплопроводности теплоизоляционных материалов

Чтобы в доме было проще сохранять тепло зимой и прохладу летом, теплопроводность стен, пола и кровли должна быть не менее определенной цифры, которая рассчитывается для каждого региона. Состав «пирога» стен, пола и потолка, толщина материалов берутся с таким учетом чтобы суммарная цифра была не меньше (а лучше — хоть немного больше) рекомендованной для вашего региона.

Коэффициент теплопередачи материалов современных строительных материалов для ограждающих конструкций

При выборе материалов надо учесть, что некоторые из них (не все) в условиях повышенной влажности проводят тепло гораздо лучше. Если при эксплуатации возможно возникновение такой ситуации на продолжительный срок, в расчетах используют теплопроводность для этого состояния. Коэффициенты теплопроводности основных материалов, которые используются для утепления, приведены в таблице.

Часть информации взята нормативов, которые прописывают характеристики определенных материалов (СНиП 23-02-2003, СП 50.13330.2012, СНиП II-3-79* (приложение 2)). Те материал, которые не прописаны в стандартах, найдены на сайтах производителей. Так как стандартов нет, у разных производителей они могут значительно отличаться, потому при покупке обращайте внимание на характеристики каждого покупаемого материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Стены, перекрытия, пол, делать можно из разных материалов, но так повелось, что теплопроводность строительных материалов обычно сравнивают с кирпичной кладкой. Этот материал знаю все, с ним проще проводить ассоциации. Наиболее популярны диаграммы, на которых наглядно продемонстрирована разница между различными материалами. Одна такая картинка есть в предыдущем пункте, вторая — сравнение кирпичной стены и стены из бревен — приведена ниже. Именно потому для стен из кирпича и другого материала с высокой теплопроводностью выбирают теплоизоляционные материалы. Чтобы было проще подбирать, теплопроводность основных строительных материалов сведена в таблицу.

Древесина — один из строительных материалов с относительно невысокой теплопроводностью. В таблице даны ориентировочные данные по разным породам. При покупке обязательно смотрите плотность и коэффициент теплопроводности. Далеко не у всех они такие, как прописаны в нормативных документах.

Наименование	Коэффициент теплопроводности
В сухом состоянии	При нормальной влажности	При повышенной влажности
Сосна, ель поперек волокон	0,09	0,14	0,18
Сосна, ель вдоль волокон	0,18	0,29	0,35
Дуб вдоль волокон	0,23	0,35	0,41
Дуб поперек волокон	0,10	0,18	0,23
Пробковое дерево	0,035
Береза	0,15
Кедр	0,095
Каучук натуральный	0,18
Клен	0,19
Липа (15% влажности)	0,15
Лиственница	0,13
Опилки	0,07-0,093
Пакля	0,05
Паркет дубовый	0,42
Паркет штучный	0,23
Паркет щитовой	0,17
Пихта	0,1-0,26
Тополь	0,17

Металлы очень хорошо проводят тепло. Именно они часто являются мостиком холода в конструкции. И это тоже надо учитывать, исключать прямой контакт используя теплоизолирующие прослойки и прокладки, которые называются термическим разрывом. Теплопроводность металлов сведена в другую таблицу.

Название	Коэффициент теплопроводности	Название	Коэффициент теплопроводности
Бронза	22-105	Алюминий	202-236
Медь	282-390	Латунь	97-111
Серебро	429	Железо	92
Олово	67	Сталь	47
Золото	318

Как рассчитать толщину стен

Для того чтобы зимой в доме было тепло, а летом прохладно, необходимо чтобы ограждающие конструкции (стены, пол, потолок/кровля) должны иметь определенное тепловое сопротивление. Для каждого региона эта величина своя. Зависит она от средних температур и влажности в конкретной области.

Термическое сопротивление ограждающих
конструкций для регионов России

Для того чтобы счета за отопление не были слишком большими, подбирать строительные материалы и их толщину надо так, чтобы их суммарное тепловое сопротивление было не меньше указанного в таблице.

Расчет толщины стены, толщины утеплителя, отделочных слоев

Для современного строительства характерна ситуация, когда стена имеет несколько слоев. Кроме несущей конструкции есть утепление, отделочные материалы. Каждый из слоев имеет свою толщину. Как определить толщину утеплителя? Расчет несложен. Исходят из формулы:

Формула расчета теплового сопротивления

R — термическое сопротивление;

p — толщина слоя в метрах;

k — коэффициент теплопроводности.

Предварительно надо определиться с материалами, которые вы будете использовать при строительстве. Причем, надо знать точно, какого вида будет материал стен, утепление, отделка и т.д. Ведь каждый из них вносит свою лепту в теплоизоляцию, и теплопроводность строительных материалов учитывается в расчете.

Сначала считается термическое сопротивление конструкционного материала (из которого будет строится стена, перекрытие и т.д.), затем «по остаточному» принципу подбирается толщина выбранного утеплителя. Можно еще принять в расчет теплоизоляционных характеристики отделочных материалов, но обычно они идут «плюсом» к основным. Так закладывается определенный запас «на всякий случай». Этот запас позволяет экономить на отоплении, что впоследствии положительно сказывается на бюджете.

Пример расчета толщины утеплителя

Разберем на примере. Собираемся строить стену из кирпича — в полтора кирпича, утеплять будем минеральной ватой. По таблице тепловое сопротивление стен для региона должно быть не меньше 3,5. Расчет для этой ситуации приведен ниже.

Для начала просчитаем тепловое сопротивление стены из кирпича. Полтора кирпича это 38 см или 0,38 метра, коэффициент теплопроводности кладки из кирпича 0,56. Считаем по приведенной выше формуле: 0,38/0,56 = 0,68. Такое тепловое сопротивление имеет стена в 1,5 кирпича.
Эту величину отнимаем от общего теплового сопротивления для региона: 3,5-0,68 = 2,82. Эту величину необходимо «добрать» теплоизоляцией и отделочными материалами.

Если бюджет ограничен, минеральной ваты можно взять 10 см, а недостающее покроется отделочными материалами. Они ведь будут изнутри и снаружи. Но, если хотите, чтобы счета за отопление были минимальными, лучше отделку пускать «плюсом» к расчетной величине. Это ваш запас на время самых низких температур, так как нормы теплового сопротивления для ограждающих конструкций считаются по средней температуре за несколько лет, а зимы бывают аномально холодными. Потому теплопроводность строительных материалов, используемых для отделки просто не принимают во внимание.

Приобретая стеновой строительный материал, ознакомьтесь с его техническими характеристиками. Там, как правило, указан такой важный параметр, как коэффициент теплопроводности. На его основе определяется коэффициент теплового сопротивления конструкции, а также необходимая толщина стены. Толщину стены (δ) разделите на коэффициент теплопроводности материала (λ) и получите коэффициент теплового сопротивления конструкции (R): R = δ / λ .

По нормам сопротивление теплопередаче наружных стен должно быть не менее 3,2 λ Вт/м •°С.

Пример расчета коэффициента теплового сопротивления конструкции:

1) Блок ячеистого бетона толщиной 300 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,3/0,12 = 2,5 Вт/м•°С. Вывод: показатель ниже нормы.

2) Блок ячеистого бетона толщиной 400 мм (коэффициент теплопроводности = 0,12 Вт/м•°С). Сопротивление теплопередаче стены: 0,4/0,12 = 3,3 Вт/м•°С. Вывод: показатель чуть выше нормы. Подобные расчеты верны для блоков, уложенных исключительно на клей.

Для того чтобы определиться с толщиной будущей стены, необходимо использовать те же показатели, но использовать их в другом порядке: нормативный показатель сопротивления теплопередаче (λ) умножаем на коэффициент теплопроводности (R) и получаем толщины стены (δ), соответствующую современным нормам с точки зрения энергоэффективности: δ = λ х R .

Пример расчета необходимой толщины стены:

1) Коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон равен 0,18 Вт/м•°С, рассчитываем толщину стены: 0,18 х 3,2 = 0,576 м, значит, для того чтобы получить деревянную стену с нормативным сопротивлением теплопередаче, нужно, чтобы она составляла не менее 576 мм.

2) Определим необходимую толщину стены из кирпича. Кирпич глиняный плотностью 1800 или силикатный плотностью 1600 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,81 Вт/м•°С, следовательно толщина стены: 0,81 х 3,2 = 2,592 м.

3) Рассчитаем толщину стены из железобетона (коэффициент теплопроводности 2,04 Вт/м•°С): 2,04 х 3,2 = 6,528 м.

В то же время минераловатный утеплитель толщиной 14-15 см соответствует нормативу: λ = 0,044 Вт/м•°С х 3,2 = 0,14 м.

Для многослойных конструкций расчеты производятся аналогичным образом. При этом учитываются показатели каждого слоя.

Приведенные выше формулы, несмотря на некоторую простоту, позволят вам еще на стадии проектирования выбрать оптимальные материалы и толщину стены. Стоит добавить, что помимо теплопроводности материала есть еще и другие не менее важные показатели, поэтому подход к выбору материала должен быть комплексным.

Для самостоятельного расчета под конкретный регион рекомендуется воспользоваться следующими табличными данными:

Методический материал для самостоятельного расчета толщины стен дома с примерами и теоретической частью.

Часть 1. Сопротивление теплопередаче – первичный критерий определения толщины стены

Чтобы определится с толщиной стены, которая необходима для соответствия нормам энергоэффективности, рассчитывают сопротивление теплопередаче проектируемой конструкции, согласно раздела 9 «Методика проектирования тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004.

Сопротивление теплопередаче – это свойство материала, которое показывает, насколько способен удерживать тепло данный материал. Это удельная величина, которая показывает насколько медленно теряется тепло в ваттах при прохождении теплового потока через единичный объем при перепаде температур на стенках в 1°С. Чем выше значение данного коэффициента – тем «теплее» материал.

Все стены (несветопрозрачные ограждающие конструкции) считаются на термоспротивление по формуле:

R=δ/λ (м 2 ·°С/Вт), где:

δ – толщина материала, м;

λ - удельная теплопроводность, Вт/(м ·°С) (можно взять из паспортных данных материала либо из таблиц).

Полученную величину R_общ сравнивают с табличным значением в СП 23-101-2004.

Чтобы ориентироваться на нормативный документ необходимо выполнить расчет количества тепла, необходимого для обогрева здания. Он выполняется по СП 23-101-2004, получаемая величина «градусо·сутки». Правила рекомендуют следующие соотношения.

Таблица 1. Уровни теплозащиты рекомендуемых ограждающих конструкций наружных стен

Сопротивление теплопередаче (м 2 ·°С/Вт) / область применения (°С·сут)

Двухслойные с наружной теплоизоляцией

Трехслойные с изоляцией в середине

С невентили- руемой атмосферной прослойкой

С вентилируемой атмосферной прослойкой

Керамзитобетон (гибкие связи, шпонки)

Блоки из ячеистого бетона с кирпичной облицовкой

Примечание. В числителе (перед чертой) – ориентировочные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены, в знаменателе (за чертой) - предельные значения градусо-суток отопительного периода, при которых может быть применена данная конструкция стены.

Полученные результаты необходимо сверить с нормами п. 5. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Также следует учитывать климатические условия зоны, где возводится здание: для разных регионов разные требования из-за разных температурных и влажностных режимов. Т.е. толщина стены из газоблока не должна быть одинаковой для приморского района, средней полосы России и крайнего севера. В первом случае необходимо будет скорректировать теплопроводность с учетом влажности (в большую сторону: повышенная влажность снижает термосопротивление), во втором – можно оставить «как есть», в третьем – обязательно учитывать, что теплопроводность материала вырастет из-за большего перепада температур.

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен – тем здание получится теплее, чем выше значение – тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Часть 3. Минимально допустимое значение сопротивления стен для различных климатических зон.

Минимально допустимое термосопротивление рассчитывается для анализа теплотехнических свойств проектируемой стены для различных климатических зон. Это нормируемая (базовая) величина, которая показывает, каким должно быть термосопротивление стены в зависимости от региона. Сначала вы выбираете материал для конструкции, просчитываете термосопротивление своей стены (часть 1), а потом сравниваете с табличными данными, содержащимися в СНиП 23-02-2003. В случае, если полученное значение окажется меньше установленного правилами, то необходимо либо увеличить толщину стены, либо утеплить стену теплоизоляционным слоем (например, минеральной ватой).

Согласно п. 9.1.2 СП 23-101-2004, минимально допустимое сопротивление теплопередаче R_о (м 2 ·°С/Вт) ограждающей конструкции рассчитывается как

R₁=1/α_вн, где α_вн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

R₂ = 1/α_внеш, где α_внеш - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м 2 × °С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

R₃ – общее термосопротивление, расчет которого описан в части 1 настоящей статьи.

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом, слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в этом расчете не учитываются. А на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой воздухом снаружи прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_внеш равным 10,8 Вт/(м 2 ·°С).

Таблица 2. Нормируемые значения термосопротивления для стен по СНиП 23-02-2003.

Жилые здания для различных регионов РФ

Градусо-сутки отопительного периода, D, °С·сут

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче , R, м 2 ·°С/Вт, ограждающих конструкций для стен

Мы уже ознакомились в статье "Материал стен. Как выбрать." с различными материалами для возведения стен, в данной статье мы поговорим о теплотехническом расчете для определения параметров стены.

После того, как мы определились с материалом стены, возникает вопрос - Какой же толщины сделать стену, чтобы в доме зимой было тепло, а летом прохладно? Для этого нам понадобится выполнить теплотехнический расчет стены. Расчет выполняется по нормативной документации.

Необходимые для расчета нормативные документы:

(СП 50.13330.2012). "Тепловая защита зданий". Актуализированная редакция от 2012 года. (СП 131.13330.2012). "Строительная климатология". Актуализированная редакция от 2012 года. "Проектирование тепловой защиты зданий". "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях".

Исходные данные для расчета:

Определяем климатическую зону, в которой мы собираемся построить дом. Открываем СНиП 23-01-99*."Строительная климатология", находим таблицу 1. В данной таблице находим свой город (или максимально близко расположенный от места строительства город), например, для строительства в деревне, расположенной возле г. Муром, мы возьмем показатели г. Мурома! из столбца 5 - "Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, с обеспеченностью 0,92" - "-30°С";
Определяем продолжительность отопительного периода - открываем таблицу 1 в СНиП 23-01-99* и в столбце 11 (со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С) продолжительность равна zht = 214 сут;
Определяем среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период, для этого из той же таблицы 1 СНИП 23-01-99* выбираем в столбце 12 значение - tht = -4,0°С .
Оптимальную температуру внутри помещения принимаем по таблице 1 в ГОСТ 30494-96 - tint= 20°С;

Затем, нам необходимо определиться с конструктивом самой стены. Поскольку раньше строили дома из одного материала (кирпич, камень и т.п.) - стены были очень толстые и массивные. Но, с развитием технологий, у людей появились новые материалы, обладающие очень хорошими показателями теплопроводности, что позволило значительно сократить толщину стен из основного (несущего материала) добавлением теплоизолирующего слоя, таким образом появились многослойные стены.

Основных слоев в многослойной стене минимум три:

1 слой - несущая стена - её назначение передавать нагрузку от вышележащих конструкций на фундамент;
2 слой - теплоизоляция - её назначение максимально задерживать тепло внутри дома;
3 слой - декоративный и защитный - её назначение делать красивым фасад дома и одновременно защищать слой утеплителя от воздействия внешней среды (дождь, снег, ветер и т.п.);

Рассмотрим для нашего примера следующий состав стены:

1 слой - несущую стену мы принимаем газобетонных блоков толщиной 400мм (принимаем конструктивно - с учетом того, что на неё будут опираться балки перекрытия);
2 слой - выполняем из минераловатной плиты, её толщину мы и определим теплотехническим расчетом!
3 слой - принимаем облицовочный силикатный кирпич, толщина слоя 120 мм;
4 слой - поскольку изнутри наша стена будет покрыта слоем штукатурки из цементно-песчаного раствора, тоже включим её в расчет и назначим её толщину 20мм;

Теплотехнический расчет.

Приступаем непосредственно к теплотехническому расчету, а именно - нам необходимо подобрать толщину 2-го слоя (утеплителя) исходя из условий места строительства.
В первую очередь - определяем норму тепловой защиты из условий соблюдения санитарных норм.
Согласно формулы 3 из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" рассчитывается нормативное (или другими словами максимально допустимое) сопротивление теплопередачи, формула выгладит так:

где:
n = 1 - коэффициент, принятый по таблице 6, из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для наружной стены (впрочем, в последнем актуализированном СП данный коэффициент упразднили!);

tint = 20°С - оптимальная температура в помещении, из исходных данных;

text = -30°С - температура наиболее холодной пятидневки, значение из исходных данных;

Δtn = 4°С - данный показатель принимается по таблице 5, из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" он нормирует температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (стены);

αint = 8,7 Вт/(м2×°С) - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для наружных стен.

Выполняем расчет:

получили сопротивление теплопередачи из санитарных норм Rreq = 1.437 м2*℃/Вт;

Во вторую очередь, определяем сопротивление теплопередачи из условий энергосбережения.

Определяем градусо-сутки отопительного периода, для этого воспользуемся формулой, согласно пункта 5.3 в СНиП 23-02-2003"Тепловая защита зданий":

Dd = (tint - tht)zht = (20 + 4,0)*214 = 5136°С×сут

Примечание: градусо-сутки ещё имеют сокращенное обозначение - ГСОП.

Далее, согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" в зависимости от градусо-суток района строительства, рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле:

Rreq= a*Dd + b = 0,00035 × 5136 + 1,4 = 3,1976м2×°С/Вт,

где: Dd - градусо-сутки отопительного периода в г. Муром,

a и b - коэффициенты, принимаемые по таблице 4, столбец 3, СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для стен жилого здания.
таким образом, мы получили второе значение сопротивления теплопередачи исходя из энергоэффективности Rreq = 3,198 м2*℃/Вт;

Для дальнейшего расчета стены, мы принимаем наибольшее значение из двух рассчитанных нами показателей Rreq (1,437 и 3,198), и обозначим его как Rтреб = 3,198 м2*℃/Вт;

Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя нашей многослойной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где:
δi- толщина слоя, мм;
λi - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

Рассчитываем термическое сопротивление для каждого слоя
1 слой (газобетонные блоки): R1 = 0,4/0,29 = 0,116 м2×°С/Вт.
3 слой (облицовочный силикатный кирпич): R3 = 0,12/0,87 = 0,104 м2×°С/Вт.
4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

Rint = 1/αint = 1/8,7 - сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 - сопротивление теплообмену на наружной поверхности,

αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣRi = 0,116 + 0,104 + 0,023 - сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

Толщина утеплителя равна:

где: λут - коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм:

где: ΣRт,i - сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,343м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,198м2×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Вот мы и выполнили теплотехнический расчет стены и нам известны толщины всех слоёв, входящих в её состав. Для того, чтобы долго не разбираться с нормативной документацией и самому считать на калькуляторе все эти сложные формулы, можно воспользоваться калькулятором "Теплотехнический расчет стены", где Вам достаточно просто выбрать исходные данные, а сам расчет произведется автоматически.

Кирпичная кладка

Создание уютной атмосферы в доме немыслимо без поддержания во внутренних помещениях комфортной для проживания температуры. Чем лучше термосопротивление наружных стен, тем более удобный для человека микроклимат будет поддерживаться в жилых комнатах на протяжении всего года. Данный показатель во многом зависит от толщины стен здания и их способности противостоять перепадам внешних температур. В связи с этим, чтобы построить комфортное жильё, следует учитывать нормативы СНиП, в которых указана минимально допустимая толщина стены из кирпича, дерева и иных материалов.

Особенности материала

Кирпич является одним из самых технологичных строительных материалов. Благодаря своим отличным эксплуатационно-техническим качествам, он издавна применяется человеком для возведения как небольших одноэтажных построек, так и при строительстве массивных многоэтажных сооружений.

Строительный кирпич с успехом выдерживает нагрузки, в тысячи раз превышающие его собственный вес, а при соблюдении всех технологий кладки, несущие стены кирпичного дома могут без проблем прослужить не один десяток и даже сотен лет. Между тем, долговечность службы зависят от таких технических показателей материала, как коэффициент прочности и морозостойкости.

Показатель морозостойкости материала даёт представление о возможности несущей стены из кирпича противостоять циклам заморозки / оттаивания при смене времён года. Коэффициент морозостойкости непосредственно оказывает влияние на сроки «безаварийной» эксплуатации и зависит от плотности и пористости материала. Чем более высокий коэффициент влагопоглощения, тем ниже устойчивость кирпичных стен к сезонным перепадам температур. Согласно требованиям ГОСТ, минимальная цикличность стройматериала не должна быть ниже 20 – 25 сезонов.

Виды строительного кирпича

Коэффициент прочности вычисляется в зависимости от того, какую нагрузку может выдержать материал без разрушения и деформации. Маркировка производится с шагом в 25-50 единиц и может составлять от М-75 до М-200. Каждая из данных разновидностей имеет свою область использования.

Чем выше этажность здания или предполагаемая нагрузка перекрытий, тем больше должна быть толщина кирпичной кладки. Если для малоэтажной частной застройки вполне подойдёт кирпич марки М-75 и М-100, то для возведения многоэтажек, цоколей и прочих конструкций с высокими эксплуатационными нагрузками следует брать кирпич с маркой прочности не ниже М-150, независимо от того, какова толщина кладки.

Типоразмеры кладочного материала

Среди недостатков кирпичной кладки следует указать высокую гигроскопичность. Обожжённая глина, служащая основным сырьём для этого строительного материала, способна легко впитывать из атмосферы и удерживать внутри себя воду. Содержащаяся в микропорах и трещинах сырость постепенно приводит к разрушению кирпича, потере им своих прочностных качеств. В связи с этим, наружная кладка должна быть по возможности защищена от воздействия осадков гидроизоляцией или влагоотталкивающими грунтовочными составами.

Другой минус кирпича, как материала – его высокая теплопроводность. Благодаря этому, кирпич уже сам по себе является отличным «мостиком холода», способствующим проникновению внутрь здания мороза извне. Раньше с этим отрицательным свойством боролись, увеличивая толщину несущей кирпичной стены.

В советское время при относительной дешевизне кирпича и недостатке эффективных утеплителей – это был наиболее простой выход из положения. Ещё несколько десятилетий назад толщина стен дома из кирпича в центральных районах страны могла составлять 64 см, а в северных регионах – 1 м и более. Однако сейчас, когда на строительном рынке имеется огромный выбор строительной теплоизоляции, такая толщина кирпичной стены становится ненужным расточительством.

Все проблемы с недостаточной теплоизоляцией здания можно решить с помощью любого подходящего для этих целей утеплителя.

Факторы расчёта толщины стен

Расчёт толщины кирпичных стен зависит от ряда аспектов, главных из которых два:

Несущие показатели.
Теплоизоляционные показатели.

В первом случае от ширины кирпичных стен зависят её несущие способности. Это актуально для несущей опорной конструкции, в то время как внутренние межкомнатные перегородки могут выкладываться «в кирпич» или «в полкирпича» – шириной в 12 или 25 см. В данном случае толщина внутренних стен вполне достаточна, чтобы создать прочную перегородку. Она способную противостоять механическим нагрузкам и выдерживать подвесные конструкции – полки, шкафы, дверные коробки и т.д.

Толщина наружной стены из кирпича в отличии от перегородочной должна быть такой, чтобы выдерживать более значительные нагрузки. На несущие стены дома ложится вес межэтажных перекрытий, вышерасположенных этажей и кровли, поэтому от её ширины зависит прочность всей постройки.

От теплоизоляционных характеристик материала также во многом зависит толщина несущих стен. Чем более высокая теплопроводность у стройматериала, тем больше должна быть минимальная толщина стеновой конструкции.

Виды кирпичной кладки

В современном строительстве применяется несколько видов кирпичной кладки, различающиеся по своей ширине. Стандартная толщина стен здания может составлять от 1 до 2-х и более кирпичей. В данном случае под понятием «в кирпич» понимается длина кирпича, составляющая 25 см. Типоразмер «одинарного» кирпича закреплён в положениях ГОСТ и составляет:

С точки зрения экономической целесообразности при мало- и среднеэтажном строительстве наиболее эффективной является толщина наружных стен в 38 – 51 см – толщиной в два или в полтора кирпича. Такой тип кладки способен легко выдержать вес двух-трёх вышерасположенных этажей, а также нагрузку от кровли. При этом масса конструкции остаётся сравнительно небольшой, так что застройщику не придётся дополнительно усиливать фундаментное основание дома. Другой плюс подобной кладки состоит в том, что такой тип кладки позволяет значительно сэкономить на строительном материале.

Стены большей толщины, чем в 2 кирпича, в современном строительстве практически не используются. Связано это с тем, что, во-первых, их несущие способности явно избыточны – с необходимой нагрузкой вполне справляется и стена в 2 кирпича.

Увеличенные размеры кладки ведут лишь к неоправданно завышенным сметным расходам на стройматериал, без какой-либо выгоды с точки зрения прочности здания. Во-вторых, улучшить теплоизоляцию здания гораздо эффективнее благодаря применению утеплителей, нежели за счёт увеличения толщины несущих стен из кирпича. Более тонкие стены для опорных конструкций, согласно нормативам СНиП, применять не рекомендуется. Так, несущая стена в полкирпича не сможет обеспечить достаточной прочности здания и долговечности его эксплуатации.

Для внутренних перегородок чаще всего используют кладку в полкирпича (12 см). Это наиболее оптимальный вариант, как с точки зрения финансовой составляющей, так и с учётом прочностных характеристик конструкции. Гораздо реже применяется кладка в кирпич (25 см) и в 6,5 см, когда кирпичи ставятся на ребро.

Однако подобные конструкции имеют больше недостатков, чем достоинств: в первом варианте это увеличенная вдвое стоимость простенков, а во втором – недостаточная прочность простенка.

Расчёт кирпича в кладке

Перед тем как решить, какой толщины будут стены будущей постройки, необходимо произвести ряд инженерных расчётов. Прежде всего, следует вычислить общее количество кирпича, которое понадобится для возведения несущих и перегородочных конструкций. Это необходимо будет сделать по двум причинам:

Оптимизировать сметные расходы.
Вычислить нагрузку на несущее основание.

Первым шагом следует рассчитать площадь всех стен, отдельно внешних и внутренних, и из полученного числа вычесть площадь оконных и дверных проёмов. Далее необходимо высчитать, сколько кирпича содержится в кв.м кладки той или иной толщины. Зависит это количество от типа материала. Сегодня в кирпичном строительстве используется три основных типоразмера:

Стандартный: 25 х 12 х 6,5 см.
Полуторный: 25 х 12 х 8,8 см.
Двойной: 25 х 12 х 13,8 см.

В таблице приводятся расходы разных видов кирпича для кладки различной толщины.

Сравнение показателя теплопроводности кирпича и дерева

Используя приведённую таблицу, можно не только вычислить необходимое для строительства количество материала, но также рассчитать нагрузку, которую будет оказывать постройка на фундамент. Зная же массу здания и пользуясь сводными таблицами СНиП, возможно рассчитать минимально допустимое значение прочности фундаментного основания.

Теплоизоляционные показатели

Коэффициент теплозащиты является одним из ключевых при проектировании толщины стен. Ещё не так давно толщина несущих стен из кирпича оказывалась решающим фактором для создания эффективного теплоизоляционного пояса. В связи с этим, нередко использовались кладки толщиной в 3-4 и более кирпичей. Но из-за высоких показателей теплопроводности создание надёжной защиты от морозов при помощи кирпичной кладки приводили к неоправданному возрастанию стоимости строительства.

Показатели теплопроводности и плотности кирпича в сравнении с другими строительными материалами.

Сегодня на смену этому архаичному способу пришли более эффективные технологии, использующие в качестве теплозащиты современные теплоизоляционные материалы.

В результате создание кладки толщиной более 2 кирпичей в современном строительстве признано неэффективной. Чтобы рассчитать необходимую минимальную толщину внешних стен постройки, используют следующую формулу:

Зная показатель теплопроводности того или иного материала, можно легко вычислить минимальный необходимую толщину стены с учётом теплоизолирующего слоя. Показатель необходимого теплового сопротивления для каждого региона приводится в таблицах раздела СНиП «Строительная климатология».

На представленном ниже видео показаны особенности кирпичной кладки.

Пользуясь таблицами и рекомендациями СНиП, можно самостоятельно вычислить, какая должна быть толщина стен дома различной конструкции для разных регионов страны.

Читайте также: