Расчет толщины для наружных стен жилого дома. Как рассчитать толщину стены

Теплопроводность строительных материалов зависит от их плотности и влажности. Разные производители могут использовать один и тот же материал с разными свойствами, поэтому коэффициенты следует смотреть в инструкции производителя.

Толщина стен каркасного дома для круглогодичного проживания: примеры расчета для разных утеплителей

Качество материалов, используемых в каркасном домостроении, которые значительно дешевле, улучшается с каждым годом. Неудивительно, что этот вид строительства широко распространен по всей России. Кроме того, разные климатические зоны предъявляют разные требования к энергосбережению для одного и того же проекта, поэтому толщина стен каркасного дома должна определяться в каждом случае индивидуально.

Существует несколько вариантов каркасной технологии, при которой общие принципы строительства дома одинаковы, но такие нюансы, как толщина стен, могут отличаться Источник ecohome.net

Типовая конструкция стены

Конечно, выбор толщины стены зависит не только от местного климата, но и от цели строительства: предназначен ли дом для постоянного проживания или — временно, а также от материалов, используемых в конструкции внутренней и наружной частей стены, типа утеплителя, наличия воздушных зазоров.

Классические стены состоят из следующих элементов

• Внешняя оболочка. Толщина варьируется от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров, в зависимости от используемого материала. Часто используются цементно-стружечные плиты или плиты OSB, реже — стальные профили и облицовочный кирпич. Если воздушный зазор отсутствует, наружная часть может быть просто выполнена из штукатурной изоляции.
• Воздушные зазоры. Это необходимо для того, чтобы влага не проникала в изоляцию с наружной стороны, сохраняя ее сухой и не снижая ее изоляционных характеристик. Он может составлять от 25 мм до 50 мм, в зависимости от типа используемой изоляции.

• Обрамление. С изоляцией или без нее. Минимальная толщина несущей конструкции стен без изоляции составляет 50 мм, увеличивается в зависимости от типа используемой изоляции (минеральное волокно, эковата, пенополистирол, пенополиуретан). Максимальная толщина изоляции стен в каркасных домах может составлять 400 мм.
• Подкладка. Обычно соединены с жилым пространством и поэтому состоят из материалов, более экологичных, чем наружные. В качестве материалов чаще всего используются гипсокартон или натуральные древесные материалы (доски, брус), реже — фанера, МДФ и OSB. Облицовка стен может отсутствовать, если несущая конструкция каркаса не утеплена.

Исходя из конструктивных характеристик стены, становится ясно, что наиболее сложной задачей является определение толщины каркасной изоляции.

Это оправдано экономией средств при закупке материалов. То же самое относится и к выплатам наемным работникам. Ведь услуги профессиональных каменщиков стоят очень дорого. А в случае с бетоном все работы можно выполнить самостоятельно.

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Теплопроводность материала стенки — это величина, показывающая удельную теплопроводность материала стенки и то, сколько тепла теряется при прохождении теплового потока через противоположные поверхности с условной разницей температур в 1°C в единицу объема. Чем ниже значение теплопроводности стены, тем теплее будет в здании; чем выше значение, тем больше энергии нужно будет вводить в систему отопления.

Это существенная обратная величина термического сопротивления, описанного в части 1. Однако это относится только к конкретным значениям при идеальных условиях. На фактическую теплопроводность конкретного материала влияет разница температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который повышает уровень плотности материала и, следовательно, теплопроводность) и многие другие условия. В принципе, таблица теплопроводности должна быть уменьшена как минимум на 24%, чтобы получить оптимальную конструкцию в зонах умеренного климата.

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

Для анализа тепловых свойств проектной стены в различных климатических зонах рассчитывается минимальная теплопроводность. Это нормативное значение, которое указывает на термическое сопротивление стены в регионе. Сначала выберите материал для строительства, рассчитайте термическое сопротивление стены (часть 1) и сравните результаты с таблицей в СНиП 23-02-2003. Если расчетное значение меньше заданного, необходимо увеличить толщину стенки или предусмотреть слой изоляции (например, минеральной ваты).

В соответствии с разделом 9.1.2 СП 23-101-2004, минимальное термическое сопротивление R_о (м2 -°C/Вт) рассчитывается как

R₁=1/α_{В помещении.}Где α_{В помещении.} — коэффициент теплопередачи Вт/(м 2 × °C) внутренней поверхности ограждающей конструкции, определяемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003.

R₂ = 1/α_{Внешний}Где α_{Внешний} — коэффициент теплопередачи Вт/(м 2 × °C) наружной поверхности ограждающей конструкции в холодное время года, определяемый в соответствии с таблицей 8 СП 23-101-2004.

R₃ — это общее термическое сопротивление, метод расчета которого описан в части 1.

Если в ограждающей конструкции здания имеется вентилируемый слой воздуха снаружи, то слой между этим слоем воздуха и поверхностью ограждающей конструкции в данном расчете не учитывается. Если поверхность конструкции, обращенная к слою воздуха с наружной вентиляцией, имеет коэффициент теплопередачи α_{Внешний} до 10,8 Вт/(м 2 -C).

Таблица 2. Нормативные значения теплопередачи стен согласно СНиП 23-02-2003.

Жилые здания по регионам РФ

Период нагрева, D, °C-день

Нормативные значения коэффициента теплопередачи R для ограждающих конструкций стен м 2 — °C/Вт

Для того чтобы сэкономить на расходах на отопление и способствовать созданию здоровой внутренней среды, необходимо правильно рассчитать толщину стен и теплоизоляцию. Согласно законам физики, если в помещении тепло, когда на улице холодно, тепловая энергия будет уходить через стены и крышу.

Документы, устанавливающие нормы

Техническая документация может помочь определить, какой класс раствора требуется в конкретной ситуации. Там вы найдете все требования к условиям, в которых будет эксплуатироваться бетонная стена.

Эту информацию можно найти в специальной литературе СНиП и ГОСТ, применимой к бетонным смесям.

Здесь приведены самые основные нормативные документы по требуемой толщине бетонных стен.

Требования к толщине

Тщательное внимание было уделено разработке технических документов по требованиям к бетонным стенам, учитывались параметры прочности.

Была учтена теплопроводность по отношению к бетонным стенам. Это основные условия для расчетов. Однако необходимо учитывать и дополнительные данные.

Типы бетонных перегородок

Толщина бетонных перегородок зависит от температуры окружающей среды. Как правило, учитываются зимние месяцы.

Если температура окружающей среды не опускается ниже 20°C, достаточно стены толщиной 250 мм.

Глубина затем добавляется на 100 мм на каждые 10°C. Для температуры окружающей среды -40°C требуется толщина бетонной стены не менее 450 мм.

Для панельных домов толщина стен зависит от типа используемых плит. При строительстве из однослойных панелей их толщина составляет около 300-350 мм. Стандартная толщина сэндвич-панелей составляет 380 мм.

Усиление.

Как правило, все бетонные конструкции усиливаются металлическими каркасами. В строительной отрасли это называется армированием. Это необходимо для повышения прочности и надежности конструкции. Стены с внутренним армированием намного прочнее стен, сложенных на одном растворе.

Однако слой бетона необходим для защиты металлических стержней от коррозии и возможных механических воздействий.

• 20 мм в сухих, закрытых помещениях.
• 25 мм в районах с высокой влажностью.
• 30 мм на открытом воздухе.
• 40 мм выше или ниже уровня земли.

Местонахождение.

Толщина внешних стен такая же, как описано выше. Внутренние стены делятся на несущие стены для распределения нагрузки от плиты перекрытия и простые перегородки. В первом случае используются сборные железобетонные конструкции толщиной от 120 мм до 200 мм.

Простые перегородки стандартно имеют толщину 80 мм. При использовании самодельных цельных отливок размер может быть увеличен до 100 мм.

Спецификация.

Бетонные перегородки используются не только в жилых домах. Во многих случаях этот материал используется при строительстве технических помещений.

Один из них — подвал, который также служит овощехранилищем. Подземные воды учитываются в подвалах.

Если грунт низкий и сухой, достаточно толщины стены 150 мм. Однако, если почва влажная, его можно увеличить до 250 мм. В противном случае нагрузка на поверхность будет больше, когда мороз поднимется, и стена может разрушиться, потому что не выдержит мороза. Однако во всех случаях необходимо вертикальное армирование.

Аналогичные расчеты можно сделать и при строительстве плавательных бассейнов.

Толщина стенки не должна быть менее 200 мм, так как вода в бассейне постоянно увеличивает нагрузку; толстые перегородки 250 мм и более бессмысленны; толщина стенки не должна быть менее 200 мм, так как вода в бассейне постоянно увеличивает нагрузку.

Для колодцев используются специальные железобетонные кольца. Толщина варьируется от 70 мм до 120 мм.

Строительство перекрытий

Когда плиты перекрытия устанавливаются между этажами, есть два варианта. В первом случае заливается наливной пол, который выполняет функцию перемычки. Плита должна иметь толщину не менее 150 мм.

Наиболее распространенным методом является заливка бетонной смеси. Этот метод прост в реализации и не требует значительных средств.

Алгоритм расчета

Расчет толщины стенки не так сложен, как может показаться. По возможности избегаются сложные формулы, а основные принципы расчета иллюстрируются конкретными примерами.

Предположим, например, что в Барнауле необходимо построить дом. Из таблицы берем сопротивление теплопередаче Барнаула, которое составляет 3,54 Вт/м 2 *С.

Дом будет построен из пенобетона, фасад будет кирпичным, а внутренняя отделка будет выполнена с помощью штукатурки.

Здесь нужно понимать, что толщина стенки равна сумме толщин всех слоев, а термическое сопротивление одинаково. Все материалы имеют разную теплопроводность. И если уменьшить один слой, то другой слой придется увеличить.

Итак, предположим, что слой кирпичной облицовки имеет толщину 12 см. Теплопроводность облицовочного кирпича составляет 0,93 Вт/м2 *С.

Теплопроводность рассчитывается путем деления толщины материала (в метрах) на его теплопроводность.

Затем мы можем рассчитать термическое сопротивление кирпичного слоя.

Внутренний слой штукатурки имеет толщину 3 см. Теплопроводность составляет 0,3 Вт/м2 *С. Аналогично рассчитайте сопротивление теплопередаче этого слоя.

Теперь рассчитайте толщину газобетона. Известно, что его теплопроводность составляет 0,14 Вт/м2 *С. Чтобы понять тепловое сопротивление пенобетонной кладки, давайте вычтем все рассчитанные значения теплового сопротивления материала из минимального порогового показателя сопротивления теплопередаче региона.

3,54 — 0,13 — 0,1 = 3,31 Вт/м2 *C.

Умножьте полученное значение на теплопроводность, чтобы определить толщину.

Поэтому минимальная толщина нашей газобетонной кладки составляет 46 см.

Отсутствие этой толщины означает, что берутся более толстые блоки, что приводит к небольшой переплате за объем материала. В качестве альтернативы можно приобрести небольшие блоки с изоляционным слоем. В этом случае толщина изоляционного слоя должна быть рассчитана аналогичным образом, так как толщина пенобетона уже имеет заранее заданное значение.