Jaká by měla být tloušťka stěn v dřevěném domě – North Forest

Jak zateplit dřevěný dům? Jaká by měla být tloušťka v Moskevské oblasti? Jaká je tepelná vodivost a tepelný odpor dřeva? Zkusme si na tyto otázky odpovědět. Do 21.10.2003 byl hlavním dokumentem, který reguloval stavební předpisy, SNiP II-3-79* Stavební tepelná technika. Tento dokument poskytoval tabulky a dodatky, které uváděly konkrétní hodnoty a koeficienty tepelné vodivosti různých materiálů, jakož i požadavky na odpor přenosu tepla stěn, oken a dveří, podlah v suterénu a podkroví. Vzorec pro stanovení vypočítaného odporu přenosu tepla stěny (R req), který se používal při stavbě bytových domů, vypadá takto:

R req = 1/a1 + tloušťka materiálu v metrech / součinitel tepelné vodivosti materiálu + 1/a2

kde a1 je součinitel výměny tepla na vnitřním povrchu skříně, rovný 8,7 W/m°C;

kde a2 je součinitel výměny tepla na vnějším povrchu pláště, rovný 23 W/m°C;

Na základě tohoto vzorce byla pro Moskvu a Moskevskou oblast vypočítána norma pro odpor prostupu tepla stěnami na 3,16 m°C/W. Proto se obrovské množství soukromých developerů, kteří nyní začínají stavět své domy ze dřeva, snaží vypočítat tloušťku stěn ve svém domě na základě tohoto čísla. Přestože SNiP II-3-79* Stavební tepelná technika přestala platit k 21.10.2003, předkládáme vám výpočty založené na tomto již neexistujícím SNiP, abychom ukázali, jak ve skutečnosti vypadaly suché a pravdivé údaje o tloušťce stěn podle tohoto SNiP:

Než provedeme výpočty tloušťky stěny za provozních podmínek B, je vhodné vysvětlit, co to provozní podmínky B jsou. Zda je nutné provádět výpočty pro váš dům na základě provozních podmínek B, či nikoli, závisí na vlhkostním režimu ve vašem domě a na klimatickém pásmu, ve kterém se vaše oblast nachází. Podle SNiP II-3-79* Stavební tepelná technika existují 3 vlhkostní pásma: suché, normální a vlhké. Moskevská oblast se nachází v pásmu normální vlhkosti a výpočty se zde provádějí za provozních podmínek B.

Vypočtená tloušťka stěny při použití údajů o odporu přenosu tepla materiálů za provozních podmínek B, v souladu s dodatky 1 a 2 SNiP II-3-79* Stavební tepelná technika a GOST 19222-84, GOST 25485-89, GOST 530-2007:

• 1) borovice o hustotě 500 kg/m3, tepelná vodivost za provozních podmínek B = 0,18 W/m°C: 1/8,7 + 0,54/0,18 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,0434 = 3,16 m°C/W = stěna 54 cm.
• 2) pórobeton o hustotě 500 kg/m3, konstrukční a tepelně izolační, třídy D500 dle GOST 25485-89 PŮROBETON; tepelná vodivost za provozních podmínek B = 0,21 W/m°C: 1/8,7 + 0,63/0,21 + 1/23 = 0,1149 + 3 + 0,0434 = 3,16 m°C/W = stěna 63 cm.
• 3) keramická jednoduchá účinná řadová cihla (250x120x65) o hustotě 1320 kg/m3, konstrukční, GOST 530-2007 Keramické cihly a kameny. Obecné specifikace; tepelná vodivost za provozních podmínek B (při vlhkosti materiálu 2 %) = 0,58 W/m°C:

1/8,7 + 1,74/0,58 + 1/23 = 0,1149 + 3 + 0,0434 = 3,16 m°C/W = stěna 1 m, 74 cm.

Jak je patrné z výpočtů, nosné stěny při stavbě dřevěných domů za provozních podmínek B by měly mít tloušťku 54 cm. Ve skutečnosti tomu tak ale není. Borovicové stěny o tloušťce 54 cm se nenacházejí ani v tajze, kde je les volný. A stěny cihlových domů o tloušťce 1,74 m si lze také jen těžko představit. Pro srovnání, v našich moderních cihlových domech je tloušťka stěny 62 cm. Pak vyvstává rozumná otázka: „Jak silné by měly být stěny a jaké normy by se měly při stavbě domu dodržovat dnes?“. Developeři v Moskevské oblasti by se dnes měli řídit dvěma hlavními dokumenty:

• 1. SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23
• 2. TSN NTP – 99 MO (Normy pro tepelné navrhování občanských budov s ohledem na úspory energie pro Moskevskou oblast)

V naší zemi existuje obrovské množství obytných budov se zdmi o tloušťce 2,5 cm z keramických nebo vápenopískových plných cihel (62 cm). Takové cihly mají tepelnou vodivost přibližně 0,7 W/m°C za provozních podmínek B (s vlhkostí materiálu 2 %). Aby byly splněny požadavky SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23-02-2003 a TSN NTP – 99 MO, musí být v dnešní době zdi z takových cihel v Moskevské oblasti široké 1 m, 74 cm. Tento jednoduchý příklad ukazuje, že moderní požadavky na úsporu energie jsou téměř třikrát přísnější než ty staré. V Sovětském svazu stálo palivo haléře, takže nikdo nevěnoval pozornost otázkám úspory energie. A co miliony Rusů žijících v domech se zdmi z plných cihel o tloušťce 3 cm? Vždyť mají ve svých bytech stejných 62 stupňů Celsia a žijí v cihlových domech stejně pohodlně jako moderní developeři. Jen SNiP II-20-3* STAVEBNÍ VYTEPÁŘSKÁ TECHNIKA, která platila do 79, a nejnovější SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 21.10.2003-23-02 se na domy postavené před jejich zavedením nevztahují.

Jaké jsou tedy požadavky na tloušťku stěny podle SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23-02-2003?

V odstavci 5.1 normy stanoví tři ukazatele tepelné ochrany budovy:

• a) snížený odpor prostupu tepla jednotlivých prvků obálky budovy;
• b) hygienické a hygienické, včetně teplotního rozdílu mezi teplotami vnitřního vzduchu a na povrchu obvodových konstrukcí a teplotou na vnitřním povrchu nad teplotou rosného bodu;
• c) měrná spotřeba tepelné energie na vytápění budovy, která umožňuje měnit hodnoty tepelně ochranných vlastností různých typů obvodových plášťů budov s přihlédnutím k prostorovému řešení budovy a volbě systémy údržby mikroklimatu k dosažení standardizované hodnoty tohoto ukazatele.

Požadavky na tepelnou ochranu budovy budou splněny, pokud budou v obytných a veřejných budovách splněny požadavky ukazatelů „a“ a „b“ nebo „b“ a „c“.

Abyste tedy splnili požadavky SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23-02-2003 na tepelnou ochranu vašeho domu, máte tři možnosti:

Možnost číslo 1.

Musíte plně splňovat požadavky odstavce 5.3 SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23-02-2003 a stěny vašeho dřevěného domu musí mít odpor přenosu tepla za provozních podmínek B nejméně 3,16 m°C/W (pro Moskevskou oblast).

Možnost číslo 2.

Nemusíte dodržovat požadavek na tloušťku stěny a stěny dřevěného domu mohou mít odpor přenosu tepla stěnou nižší než 3,16 m°C/W (pro Moskevskou oblast). V tomto případě však musíte dodržovat pododstavce b a c odstavce 5.1. SNiP TEPELNÁ OCHRANA BUDOV 23-02-2003. Jinými slovy, váš dům musí mít takovou tloušťku stěny, aby skutečný odpor přenosu tepla nebyl nižší než 2,8 m°C/W, ale zároveň musí celý váš dům splňovat hlavní požadavek na měrnou spotřebu tepla topného systému pro vytápění celé budovy. Abyste tento požadavek splnili, budete se muset velmi snažit izolovat okna a dveře, podlahy v suterénu a podkroví, eliminovat „tepelné mosty“ a zařídit v místnosti správnou výměnu vzduchu.

Podle SNiP se požadovaný odpor přenosu tepla rovná:

— okna a balkonové dveře = 0,54 m2 ·°С/W

— nátěr = 4,71 m2 ·°C/W

— stropy v prvním patře = 4,16 m2 ·°С/W

Možnost №3

Pokud máte obavy o dodržování všech SNiP pro tepelnou vodivost, je možná třetí možnost stavby dřevěného domu. Doporučujeme postavit dřevěný dům z profilovaných nebo lepených trámů o tloušťce stěny 200 mm (R req = 1,3 m °C / W). Pokud to velikost a jednoduchost konstrukce dovolí, můžete tloušťku stěny zmenšit na 140 mm (R req = 1 m °C / W). Poté v dokončovací fázi dřevěný dům zvenku zateplete extrudovanou polystyrenovou pěnou (Penoplex, Ursa) a obložte jej šindlí, imitací trámu nebo tvárnicemi. Odhadovaný součinitel tepelné vodivosti Penoplexu za provozních podmínek “B” je 0,032 m °C / W.

Vypočítáme koeficient odporu přenosu tepla pro šířku polystyrenové pěny (Penoplex) 50 mm.

1/8,7 + 0,05/0,032 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,043 4 = 1,7 m°C/W = tloušťka Penoplexu 50 mm.

s šířkou polystyrenové pěny (Penoplex) 70 mm

1/8,7 + 0,7/0,032 + 1/23 = 0,1149 + 3,0526 + 0,043 4 = 2,3 m°C/W = tloušťka Penoplexu 70 mm.

Celkový součinitel odporu prostupu tepla (R req) stěny dřevěného domu zhotovené ze dřeva o tloušťce 140 mm, izolovaného Penoplexem o tloušťce 70 mm, bude tedy 1 + 2,3 = 3,3 m°C/W.

Celkový součinitel odporu prostupu tepla (R req) stěny dřevěného domu z 200 mm silného dřeva izolovaného 50 mm silnou izolací Penoplexu bude tedy 1,3 + 1,7 = 3 m°C/W.

Jak vypočítat součinitel odporu prostupu tepla pro kulatinu o průměru 240 mm a tloušťce v nejužším místě mezi kulatinami 120 mm? Pro výpočet se používá průměrovací koeficient stěny z kulatiny rovný 0,84. Kulatina o průměru 240 mm se tedy rovná trámu s rovnoměrnou tloušťkou 201,6 mm (240 * 0,84).

Ale jaká je realita, která vyplynula z výstavby domů a chat v moderním Rusku? Jaká tloušťka stěn je dostatečná k tomu, abyste se ve svém domě cítili pohodlně a zároveň abyste neviděli noční můry o tom, jak špatně izolované stěny ničí vaše peníze v podobě výdajů za plyn, uhlí, elektřinu nebo naftu? Jaké jsou hlavní faktory, které ovlivňují výběr konkrétní tloušťky stěn pro váš dřevěný dům?

Tloušťka stěn se volí na základě několika faktorů, ale hlavní jsou:

• pevnost a stabilita zdi
• jeho tepelné vlastnosti
• pohodlí bydlení v domě se stěnami z takového materiálu

Současná realita a praxe ukázaly, že v Moskevské oblasti soukromí developeři staví zdi o následující tloušťce bez použití izolace:

1) Dřevěné domy z borovice a smrku o hustotě 500 kg/m3, konstrukční, tepelná vodivost v suchém stavu = 0,09 W/m°C, skutečná tepelná vodivost za provozních podmínek B = 0,18 W/m°C.

Základní tloušťka stěn u srubů a dřevostaveb se pohybuje v rozmezí 21-28 cm.

Skutečný odpor prostupu tepla takové stěny za provozních podmínek B spolu s obložením šindelemi, sruby atd. bude: stěna 21-28 cm = 1,3 – 2,0 m2 °C/W

2) D-500 s hustotou 500 kg/m3, konstrukční a tepelná izolace, tepelná vodivost v suchém stavu = 0,12 W/m°C, skutečná tepelná vodivost za provozních podmínek B v závislosti na výrobci bude = od 0,17 W/m°C do 0,22 W/m°C: Domy z pórobetonu

Základní tloušťka stěny pro domy z pórobetonu D-500 v Moskevské oblasti je 50 cm. Všechny tyto domy byly postaveny před 01.01.2009 a byly postaveny na základě normy GOST 25485-89 PŮNOBETON. V souladu s platnou normou GOST 31359-2007 bude skutečný odpor přenosu tepla 50 cm silné stěny za provozních podmínek B spolu s povrchovou úpravou omítkou, obkladem, lícovými cihlami přibližně: 50 cm stěna = od 2,4 m2 .°C/W do 3,1 m2 .°C/W

3) Domy z keramických jednoduchých účinných řadových cihel (250x120x65) o hustotě 1320 kg/m3, konstrukční – GOST 530-2007 Keramické cihly a kameny. Obecné specifikace; tepelná vodivost v suchém stavu = 0,41 W/m°C; skutečná tepelná vodivost za provozních podmínek B (při vlhkosti materiálu 2 %) = 0,58 W/m°C