Крыши. Энергия, принесенная ветром. Велосипед-тандем-веломобиль...("Сделай сам" №4∙2004) - [5]

Точный теплорасчет определяет толщину утеплителя, учитывает затухание температуры в конструкции в зависимости от температурных колебаний наружного воздуха и режима отопления, учитывает влажность воздуха и не допускает появления температуры точки росы не только на поверхности, но и внутри конструкции. В нем проводится расчет тепловой устойчивости ограждающих конструкций.

Но так как провести такой теплорасчет человеку неподготовленному будет очень сложно, приведем упрощенную его схему, в которой будет ряд допусков. Полученная в результате расчета толщина утеплителя будет примерно такой, какой нужно, даже чуть больше требуемой.

1. Определяем требуемое тепловое сопротивление кровли в зависимости от разницы наружных и внутренних температур воздуха, м²∙град/Вт:

R_тр = (t^в — t^н)/26,1, где

t^в — расчетная температура внутреннего воздуха, град, то есть это температура, которую вы хотите иметь у себя в доме. Принимается по СНиПу и равна 18°, но наиболее комфортная температура все-таки 21°;

t^н — расчетная температура самой холодной пятидневки в вашем регионе. Принимается по СНиПу. Так как СНиП большинству читателей недоступен, ее можно определить, исходя из собственного опыта. Например, если вы поставите температуру минус 32 градуса, то по СНиПу она в вашем регионе не опускается ниже —29 градусов, значит, ваш утеплитель будет чуть толще.

2. Определим расчетное тепловое сопротивление, оно будет несколько выше, чем требуемое. Мы его примем с коэффициентом 3 для утепления кровли в мансарде и чердачном перекрытии в варианте холодного чердака. И с коэффициентом 2 — для вертикальных стен мансарды.

R_рас = к∙R_тр; к = 3, к = 2.

Коэффициенты различаются, потому что инфильтрация воздуха через потолок значительно больше, чем через стены. Теплый воздух поднимается вверх, а не в бок.

Читателю будет интересно знать, что повышающий коэффициент составляет, например, в Дании — 2,38, Франции — 2,44, Германии — 2,12, Италии — 2,77, Норвегии — 3,7, Швеции 3,35.

3. Определяем толщину утеплителя, м (рис. 15).

δ_ут = [R_рас — ((1/8,7) + R_пр + (δ₁/λ₁) + (δ₂/λ₂) +… + (δ_i/λ_i))]∙λ_ут,

где δ_i — толщина каждого слоя конструкции кровли, м;

λ_i — коэффициент теплопроводности каждого слоя, Вт/м∙град (определяется по таблице);

R_пр — теплосопротивление воздушной прослойки, м²∙град/Вт (определяется по таблице, если в конструкции нет воздушных прослоек эту величину из формулы выключают);

λ_ут — коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/м∙град (определяется по таблице в зависимости от того, какой утеплитель вы хотите применить. При использовании новейших утеплителей, которых нет в таблице, коэффициент вам обязана сообщить торгующая фирма).

Как видите, в упрощенном теплорасчете всего две формулы. Сделать его под силу любому человеку.

Пример теплорасчета утепления кровли мансарды

Дано: район строительства — Московская обл., конструкция кровли (рис. 15);

Рис. 15.Иллюстрация к тепловому расчету

— асбестоцементные волнистые листы, δ₁ = 0,01 м, δ_i = 52 Вт/м∙град;

— обрешетка из хвойных пород дерева, δ₂ = 0,025 м, δ_i = 0,35 Вт/м∙град;

— воздушная прослойка R_пр = 0,15 м² град/Вт при толщине 2 см;

— утеплитель — минераловатные плиты с объемным весом 50 кг/м³, δ_ут = 0,06, либо плиты из пенополиуретана λ_ут = 0,04 Вт/м∙град;

— пароизоляция — один слой толя δ₃ = 0,003; λ₃ = 0,17 Вт/м∙град;

— подвесной потолок из фанеры δ₄ = 0,01; λ₄ = 0,18 Вт/м∙град.

Решение. По карте влажности и условиям эксплуатации (см. приложение

1) определяем, что наш район строительства относится к группе Б. На основании этого определяем по табл. все коэффициенты теплопроводности (конкретно для каждого слоя ставим их в «дано»).

1. Находим требуемое сопротивление, где внутреннюю температуру принимаем равной 21°, наружную — минус 32°:

R_тр = (t^в — t^н)/26,1 = (21 + 32)/26,1 = 2,03 м²∙град/Вт

2. Находим расчетное теплосопротивление:

R_рac = 3R_тр = 3∙2,03 = 6,09 м²∙град/Вт

3. Находим толщину утеплителя из минераловатной плиты:

δ_ут = [R_рас — ((1/8,7) + R_пр + (δ₁/λ₁) + (δ₂/λ₂) + (δ₃/λ₃) + (δ₄/λ₄)+ 1/12)]∙λ_ут = (6,09 — (1/8,7) — 0,15 — (0,01/0,52) — (0,025/0,35) — (0,003/0,17) — (0,01/0,18) — 1/12)∙0,06 = 0,33 ~= 35 см

Толщина утеплителя получилась несколько великоватой, заменим утеплитель из минеральной ваты на полиуретан. Тогда толщина утепляющего слоя составит:

δ_ут = (6,09 — (1/8,7) — 0,15 — (0,01/0,52) — (0,025/0,35) — (0,003/0,17) — (0,01/0,18) — 1/12)∙0,04 = 0,22 ~= 25 см

Для того чтобы читатель убедился в правомерности упрощенного теплорасчета, сообщим, что в Германии толщина утеплителя из минераловатных плит по последним нормам принимается равной 20 см, против 10 см старых норм. У нас толщина слоя этого утеплителя получилась 35 см, но и климат нашего Подмосковья (для него мы и считали) гораздо жестче. Значит, читатель может смело воспользоваться нашим теплорасчетом.

Если теплая мансарда не имеет вертикальных стен, то весь расчет ведут по этой схеме. Расчет вертикальных стенок и стен фронтонов ведут аналогично, но расчетное теплосопротивление вычисляют с коэффициентом 2, а не 3.

Расчет утепления перекрытия между домом и холодным чердаком делают аналогично приведенному выше.