Теплотехнический расчет стен деревянного дома

Толщина стен деревянного дома

Оптимальная толщина стен деревянного дома, построенного из бруса или оцилиндрованного бревна, — это величина, при которой достигается благоприятный температурный режим в помещениях, обеспечивается экономичность строительства и долговременность эксплуатации здания. С целью определения нужной величины перед проектированием здания первым делом проводится теплотехнический расчет. При расчете учитываются климатические условия, а также характеристики материала, отопительной системы и сооружения в целом.

Определение оптимальной толщины деревянной стены

В ходе проектирования рассматриваются следующие факторы:

• действующие нагрузки;
• теплотехнические характеристики конструкций;
• дополнительные требования по пожарной, санитарной безопасности, экономической целесообразности и др.

На первом этапе определяются нагрузки, которые будут испытывать конструкции от собственного веса, снега, ветра, находящихся в здании людей, мебели и оборудования. Стандартные расчеты показывают, что для строительства деревянного жилого дома высотой до 2 этажей достаточно сечения бруса 160-180 мм. Такой показатель гарантирует необходимую несущую способность ограждающих конструкций, обеспечивая их устойчивость без деформаций.

Следующий этап — теплотехнический расчет. Определяется необходимое сопротивление теплопередаче стен. Расчет ведется с учетом температурных порогов и относительной влажности наружного воздуха, а также точки образования росы, солнечной радиации и прочих данных. Общие рекомендации указаны в СП 50.13330.2012.

Если в деревянном доме толщина любой стены из бруса недостаточна, то требуемая теплозащита не будет обеспечена. С другой стороны, чересчур массивные ограждающие конструкции увеличивают расход материала и долю трудозатрат, что ведет к необоснованному удорожанию строительных работ.

Как рассчитывается необходимая толщина стен из бруса

Теплопередача в ограждающих деревянных конструкциях происходит неравномерно — скорость волн в 3 раза выше вдоль волокон, чем поперек, поэтому для расчетов принимается коэффициент теплопроводности λ при поперечном расположении волокон. На теплопроводящую способность также влияет порода дерева и плотность древесины — λ составляет для:

О хороших теплоизоляционных свойствах дерева свидетельствует очевидная физическая величина: коэффициент теплопроводности любой древесины в 18 раз меньше, чем у железобетона.

Толщина однослойных деревянных стен определяется по формуле δ=Rтр*λ, где Rтр — требуемое сопротивление теплопередаче, λ — коэффициент теплопроводности. Если есть слои специального утеплителя и/или отделка, то учитывается их взнос в общее сопротивление теплопередаче. Нужно из Rтр вычесть значение Ri=δi/ λi каждого слоя материала и по полученной величине произвести расчет сечения деревянных конструкций.

Строительные стандарты

Разберем на примере теплотехнический расчет для здания, возводимого в климатических условиях северо-запада России (г. Тверь). Требуемое термическое сопротивление ограждающих конструкций равно Rтр=3,15 м²С/Вт (определяется по ТСН 23-309-2000).

Если здание будет строиться из соснового бруса, то минимальная толщина согласно нормативам:

δмин=Rтр* λ= 3,15*0,15 = 0,473 м = 47 см

Получаем, что по стандартам деревянный дом должен иметь стены полуметровой толщины. На практике же используются пиломатериалы стандартных размеров (180-270 мм).

Энергопотери, происходящие через стены, составляют всего 10-15%. Основная доля теплого воздуха испаряется из помещений сквозь негерметичные проемы, через фундамент, крышу. Снижение теплопотерь достигается качественным утеплением перекрытий, настилом надежных полов, монтажом хороших дверей, установкой энергосберегающих стеклопакетов и выбором эффективной и экономичной системы отопления.

Толщина стен деревянного дома для зимнего проживания

При строительстве дома, который будут использовать для круглогодичного проживания, обычно учитываются два критерия: прочность и комфортабельность. Оба требования успешно «закрывает» брус сечением 145-150 мм.

С оцилиндрованным бревном ситуация сложнее.

• Если в регионе температура зимой достигает -30℃, то диаметр выбираемого для строительства бревна должен составлять 240-260 мм.
• При зимних холодах, достигающих -40℃, рекомендуемый диаметр — 280-320 мм.

Древесина довольно капризна, негативно реагирует на влажность и жару. Справиться с нежелательными последствиями можно, если выбрать клееный брус для возведения стен деревянного дома. Клееный брус не только стабилен (ламели предварительно просушивают перед склеиванием, что уменьшает растрескивание материала), но обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Теплопотери сквозь ограждающие конструкции будут минимальными, поскольку в строении из клееного пиломатериалы стыки плотные, а щели практически не образуются.

При строительстве из классического бруса избежать сезонного разбухания и рассыхания дерева поможет наружное утепление минеральной ватой. Достаточно слоя в 100 мм. Теплоизолятор обладает одинаковой с деревом паропроницаемостью, поэтому можно построить дом из бруса сечением 160-180 см, а потом произвести внешнюю отделку минватой, не выходя за рамки выделенного бюджета.

Толщина стен деревянного дома для сезонного проживания

И еще один популярнейший вопрос: из бруса какой толщины строить летний дом? При строительстве дачных коттеджей или небольших домиков для летнего отдыха достаточно, чтобы стены выдерживали планируемые нагрузки и сохраняли устойчивость.

• Если планируется всего один этаж, то толщина бруса для дома может составлять 100-120 мм, а диаметр оцилиндрованного бревна — 120-140 мм.
• Для строения в два этажа выбирают брус сечением 140-160 мм или бревно 160-180 мм в диаметре.

Источник

Какая должна быть толщина стен в деревянном доме?

В этой статье речь пойдет о теплотехническом расчете наружной стены дома. Мы подробно расскажем вам о том, как вычислить нужную толщину утеплителя при строительстве дома, чтобы в вашем жилье было тепло круглый год и даже в самые лютые морозы.

Пример теплотехнического расчета наружной стены деревянного дома

Поговорка гласит: мой дом – моя крепость. Чтобы чувствовать себя в доме защищенно, нужно позаботиться о прочном фундаменте, о надежной крыше над головой и о теплых стенах. А какой толщины должна быть стена дома и утеплитель, чтобы враг в виде холода не проник в вашу крепость? Об этом мы сейчас и расскажем на примере теплотехнического расчета наружной стены дома из бруса с облицовкой в виде кирпича и минераловатным утеплителем.

У нас вы можете заказать строительство дома из бревна или бруса под ключ.

Подставляя свои исходные данные в расчет, вы сможете самостоятельно произвести все необходимые вычисления и сделать выводы о том, насколько эффективен будет предполагаемый вами способ утепления.

Расчет мы будем производить с учетом требований СП 50.13330.2012, СП 131.13330.2012, СП 23-101-2004.

Итак, что мы имеем:

• район строительства: Москва
• относительная влажность воздуха внутри дома (φв) – 55%
• оптимальная температура воздуха внутри дома (tв) – 20 °C

Открываем СП 50.13330.2012 (табл.1) и видим, что при таких исходных данных влажностный режим помещения считается нормальным.

Далее определяем по формуле из этого документа Rотр – базовое значение сопротивления теплопередаче:

Для наружных стен жилого дома коэффициент а (по табл.3 СП 50.13330.2012) равен 0,00035, коэффициент b равен 1,4.

ГСОП – градусо-сутки отопительного периода вычисляем по формуле:

Согласно исходным данным, tв = 20 °С

tот – средняя температура наружного воздуха (СП131.13330.2012, табл.1) для периода с температурой не выше 8 °С.

zот – продолжительность отопительного периода в сутках (СП131.13330.2012, табл.1) для периода с температурой не выше 8 °С.

Получаем ГСОП = (20-(-2.2))*205 = 4551 °С·сут

Подставляем все данные в формулу определения Roтр

Мы получили нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен.

Теперь вычисляем значение Rфакт для конкретной стены. Оно должно быть равно этому значению или превышать его (Rфакт > Rнорм).

Записываем слои «пирога» с толщиной каждого слоя (δ) и с коэффициентом его теплопроводности (λ):

1. кирпичная кладка (δ1=0.12м, λ1=0.58Вт/м°С);
2. воздушная прослойка 3 см (δ2=0.03м, λ2=0.16Вт/м°С);
3. минераловатный утеплитель (δ3=0,07, λ3=0.04Вт/м°С);
4. деревянный брус (δ4=0.18м, λ4=0.18Вт/м°С);
5. слой штукатурки 2 см (δ5=0.02м, λ5=0.21Вт/м°С).

Чтобы определить условное сопротивление теплопередаче, подставляем данные в формулу (СП 50.13330.2012):

Rint=1/aint, где аint — коэффициент теплоотдачи для наружных стен, по СП 50.13330.2012 (табл.4) он равен 8,7 Вт/м²°С

Rext =1/аext — коэффициент теплоотдачи для наружных стен в зимний период, по СП 50.13330.2012 (табл.6) он равен 23 Вт/м²°С

Rn=R1+R2+R3+R4+R5 (сумма всех слоев «пирога») =δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3+δ4/λ4+δ5/λ5

Подставляем все данные в формулу и считаем:

Фактическое сопротивление теплопередаче определяем по формуле:

Rфакт=Rусл *k, где k – коэффициент теплотехнической однородности наружной стены

В результате получаем:

Поскольку полученная величина сопротивления теплопередаче больше, чем требуемая (3.13>2.99), значит стена с предполагаемым «пирогом» и толщиной утеплителя в 7 см полностью соответствуют требованиям по теплопередаче.

Такой пример теплотехнического расчета наружной стены позволяет определить и общую толщину ограждающей конструкции: δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=12+3+7+18+2=42 см

1-кирпичная кладка; 2-воздушная прослойка; 3-минераловатный утеплитель; 4-деревянный брус; 5-слой штукатурки;

Теплотехнический расчет наружной стены онлайн-калькулятор

Если все эти формулы для вас темный лес, то можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Выбрав исходные данные (город, температурный режим, влажность, конструкция стены) и подставив их в вычислительную программу, вы получите итоговый результат теплоизоляции ограждающих конструкций. Теплотехнический расчет наружной стены онлайн-калькулятор сделать просто, скопируйте ссылку в свой браузер http://rascheta.net/

Надеемся, изучение данной статьи было для вас полезным, и теперь вы сможете сами произвести теплотехнический расчет, онлайн-калькулятор вам в этом поможет. Делитесь ссылкой на статью со своими друзьями в социальных сетях, рассказывайте блоге и пишите комментарии. А также вступайте в нашу группу В Контакте.

Уважаемые заказчики!

На всю продукцию компании предоставляется гарантия 5 лет.

Приём заказов и запись на консультацию осуществляется:
ПН-ПТ: с 9:00 до 21:00
СБ: с 10.00 до 18.00
ВС: выходной день

Телефон: +7 (919)-194-66-66

Источник

Какой толщины утеплитель должен быть для стены в деревянном доме: проверяем на калькуляторе онлайн

Деревянные дома, наверняка, никогда не потеряют своей актуальности и не уйдут с пика популярности. Теплая, приятная, полезная для здоровья человека структура качественной древесины не идет ни в какое сравнение ни с камнем, ни со строительными растворами, ни тем более, с какими бы то ни было полимерами. Тем не менее термоизоляционных качеств дерева, хотя и достаточно высоких, все же бывает недостаточно, чтобы обеспечить в доме максимально комфортабельный микроклимат, и приходится прибегать к дополнительному утеплению стен.

Калькулятор расчета утепления стен деревянного дома

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

Утепление деревянных стен – дело весьма деликатное, так как необходимо обеспечить достаточность слоя термоизоляции, но при этом не допустить чрезмерности. Кроме того, многое зависит и от типа внешней и внутренней отделки стен, если она предусматривается. Одним словом, без проведения теплотехнических вычислений – не обойтись. А в этом вопросе добрую службу должен сослужить калькулятор расчета утепления стен деревянного дома.

Ниже будут даны необходимые рекомендации по проведению расчетов.

Калькулятор расчета утепления стен деревянного дома

Как выполняется расчет утепления?

• Первое, на что необходимо обратить внимание – это на размещение термоизоляционного слоя. Деревянные дома, как правило – одно- или малоэтажные, то есть ничто не должно помешать прибегнуть к внешнему утеплению стен. Внутреннее утепление, особенно деревянных конструкций – крайне нежелательное решение, к которому прибегают лишь при полной невозможности разместить термоизоляцию со стороны улицы. Во всяком случае, данный калькулятор «заточен» именно под внешнее утепление деревянных стен.
• Второе – тип утеплителя. Оптимальным будет применение качественной минеральной ваты с размещением ее в каркасной конструкции обрешетки. В калькуляторе приведены плиты пенополистирола – пенопласта и ЭППС, но для деревянных стен этот материал крайне нежелателен по очень многим важным причинам.

Цены на минеральную вату

Кроме того, в калькуляторе внесены напыляемые утеплительные материалы – пенополиуретан, пеноизол и эковата.

• Расчет строится на том, что суммарное термическое сопротивление всех слоев стеновой конструкции, включающую саму деревянную стену, отделку и термоизоляцию, должно быть не менее нормированного значения, установленного СНиП. Найти этот параметр для своего региона несложно по карте-схеме, размещенной ниже. При этом необходимо взять значение «для стен», выделенное фиолетовым цветом. Оно вносится в соответствующее поле калькулятора.

Карта-схема для определения нормированного значения сопротивления теплопередаче.

• Необходимо внести толщину основной стены (поз. 1). Есть небольшой нюанс – он хорошо показан на графической схеме ниже.

Пример утепления деревянной стены из бруса (слева) и из бревна, с последующей внешней отделкой по принципу вентилируемого фасада.

Обратите внимание, что принимаемая в расчет толщина деревянной стены из бруса может быть значительно больше, чем при бревенчатом срубе, при, казалось бы, равной общей толщине.

• Раз утеплитель (поз. 3) расположен снаружи, то его необходимо прикрыть какой-либо фасадной отделкой. Чаще всего в этом случае применяют систему вентилированного фасада, при которой обеспечивается зазор (поз. 7) для проветривания утеплителя, прикрытого паропроницаемой диффузной мембраной (поз. 4). Все, что расположено за этим воздушным просветом (то есть уже сама отделка – поз. 6) в теплотехнический расчет не принимается!

Внешнюю обшивку, например, доски, вагонку или натуральный «блок-хаус», можно принять в расчёт только при полном ее прилегании к слою утепления. В алгоритме вычисления пользователь должен будет указать тип внешней отделки.

• Деревянные стены, сложенные из качественного бруса или бревна, внутри зачастую вообще оставляют не обшитыми, подчеркивая тем самым их натуральность. Если же применяется какая-то дополнительная отделка, то ее необходимо будет принять в расчет. Калькулятор позволяет сделать подобный выбор.

Результат выдается в миллиметрах. Его потом несложно привести к стандартным толщинам утеплительных материалов.

Как провести утепление деревянного дома?

Существует несколько технологических подходов к этой проблеме. Подробнее с ними можно ознакомится в статье, специально посвященной утеплению деревянного дома снаружи .

Источник