Что такое коэффициент теплопередачи U и как его рассчитать? — Доминион

В статье:

Выбирая проект дома для постоянного проживания, проверяя все сметы и просматривая имеющиеся на рынке материалы, стоит знать коэффициент U и обращать внимание на свойства перегородок. Это имеет решающее значение для выбора лучших решений и, как следствие, достижения высокого теплового комфорта в домашних интерьерах. Если вы хотите построить энергоэффективный дом , который будет полностью соответствовать ожиданиям вас и других членов семьи, прочитайте нашу статью – благодаря ей вы узнаете все о коэффициенте теплопередачи.

Что такое коэффициент теплопередачи U?

Коэффициент теплопередачи (U) — это величина, которая рассчитывается для оценки количества энергии (выраженной в ваттах), проникающей на 1 квадратный метр ограждающей конструкции здания (при условии, что разница температур с обеих сторон составляет 1 Кельвин). Говоря немного проще, этот параметр определяет эффективность используемых изоляционных материалов и то, сколько энергии уходит из здания через внешние стены , крышу, окна и двери . Чем он ниже, тем лучше утеплен дом.

Коэффициент теплопередачи выражается в Ваттах на квадратный метр на 1 Кельвин (Вт/(м ² К), и для его расчета используется специальная формула, которую мы приведем далее в статье. Значение U зависит в первую очередь от типа и толщину перегородки, а также материалы, используемые для ее строительства и утепления. Зная коэффициент теплопередачи, можно эффективно спланировать теплоизоляцию перегородок здания и тем самым добиться высокого теплового комфорта в домашних интерьерах.

Внимание! При проектировании и строительстве энергоэффективного здания чрезвычайно важным оказывается также коэффициент теплопроводности лямбда (λ), который относится к используемым материалам и необходим для расчета значения U.

Почему важно знать коэффициент теплопередачи?

Зная, какой коэффициент теплопередачи должны иметь конкретные перегородки здания, можно подобрать соответствующие технологические решения и тем самым снизить значение U. На практике это означает не только соблюдение ранее упомянутой Строительной директивы, но и многочисленные преимущества для инвестора:

• лучшая изоляция и, следовательно, очень хорошая энергоэффективность здания и меньшие теплопотери – результат – меньшие счета за отопление;
• высокий тепловой комфорт – как зимой (меньше уходит тепла из здания), так и летом (здание медленнее нагревается);
• здоровый микроклимат – хорошая изоляция снижает риск конденсации водяных паров на внутренних поверхностях, что помогает избежать развития плесени и грибков;
• более высокая стоимость недвижимости – энергоэффективные здания, обеспечивающие комфорт и низкие эксплуатационные расходы, стоят дороже и пользуются большой популярностью у покупателей.

Стоит также добавить, что соответствующий коэффициент теплопередачи для отдельных перегородок может оказаться чрезвычайно полезным для окружающей среды . Благодаря этому зданию требуется меньше энергии на отопление и охлаждение, что на практике означает сокращение выбросов углекислого газа и других парниковых газов.

Коэффициент теплопередачи U и коэффициент теплопроводности λ

Ранее мы упоминали коэффициент теплопроводности лямбда λ, который часто путают с коэффициентом U. Однако на практике это два разных параметра.

В то время как коэффициент теплопередачи U определяет изоляцию перегородок здания, лямбда сообщает о теплоизоляции отдельных строительных материалов . Точнее, лямбда указывает количество тепла, которое проходит в данный момент через материал с единичной толщиной и площадью поверхности, при условии постоянной температуры между его сторонами (его единица измерения СИ — ватт на метр на Кельвин [Вт/(м*К). ] .

Есть ли связь между обоими параметрами? Да, лямбда необходима для расчета коэффициента теплопередачи, о котором мы поговорим чуть позже.

Помнить! Рассчитывать коэффициент теплопроводности λ не обязательно – его значение можно узнать на упаковке или в техническом паспорте конкретного строительного материала.

Как рассчитать коэффициент теплопередачи? Шаблон

Для расчета коэффициента теплопередачи используйте следующую формулу:

U = λ/d

• λ – коэффициент теплопроводности
• d – толщина перегородки или материала

Это самый простой способ расчета индекса U, который используется, когда данная поверхность изготовлена ​​только из одного материала .

Как рассчитать коэффициент теплопередачи, когда перегородка изготовлена ​​из разных материалов? Здесь применима формула:

У = 1/Р

R – термическое сопротивление (м ² К/Вт), которое можно рассчитать по формуле: R = d/λ , где d – толщина материалов, выраженная в метрах.

Как рассчитать коэффициент теплопередачи пошагово?

1. Соберите информацию о лямбде для каждого материала, составляющего перегородку, и измерьте его толщину.
2. Рассчитайте термическое сопротивление каждого слоя по формуле: R1 = d1/λ1, R2 = d2/λ2, R3 = d3/λ3  и т. д. Не забудьте выразить толщину отдельных материалов в метрах.
3. Суммируем все значения теплового сопротивления для каждого слоя и добавляем два постоянных значения термического сопротивления для горизонтального потока воздуха (Rsi = 0,13 (м ² К)/Вт и Rse = 0,04 (м ² К/Вт)), согласно по формуле: R = R1 + R2 + R3 +… + Rsi + Rse .
4. Используйте формулу U = 1/R, чтобы получить коэффициент теплопередачи.

Пример:

Двухслойная стена толщиной 25 см выполнена из силикатных блоков показателем λ = 0,46 Вт/(мК) и утеплена минеральной ватой толщиной 10 см и значением λ = 0,032 Вт/(мК). ). По приведенной выше формуле расчет теплового сопротивления будет следующим:

R1 (стена) = 0,25 м/0,46 Вт/(мК) = 0,54                  

R2 (потепление) = 0,10 м/0,035 Вт/(мК) = 2,86

R (весь раздел) = 0,54 + 2,86 + 0,13 + 0,04 = 3,57 (м ² К/Вт)

Теперь мы можем рассчитать коэффициент теплопередачи:

U = 1/3,57 = 0,28 Вт/(м ² К)

Внимание! В некоторых случаях, например, когда перегородка изготовлена ​​из нескольких материалов, определение соответствующего значения коэффициента теплопередачи может оказаться сложным. Что делать в такой ситуации и как рассчитать коэффициент теплоотдачи? Лучшим решением может стать онлайн-калькулятор – достаточно ввести конкретные значения в соответствующие поля, чтобы получить точный результат.

Какой коэффициент теплопередачи лучший?

В соответствии с WT2021 , то есть действующими в настоящее время техническими условиями, которым должны соответствовать здания и их расположение, чтобы дом считался энергоэффективным, для отдельных перегородок установлены разные максимальные коэффициенты теплопередачи. Какой из них лучше подойдет для стен, а какой для пола, крыши или столярных изделий?

Коэффициент теплопередачи для перегородок

Начнем со стен – максимальный коэффициент теплопередачи различен для внутренних и наружных стен , что следует учитывать уже на этапе проектирования дома.

На коэффициент теплопередачи стен влияет их толщина и тип используемого утеплителя. К материалам, наиболее часто рекомендуемым для утепления этих перегородок, относятся минеральная вата и пенополиуретан (ПУР) .

Коэффициент теплопередачи для пола (по грунту)

Какой коэффициент теплопередачи лучше всего подходит для полов, уложенных на грунт? Согласно действующим нормам, его максимальное значение составляет 0,30 Вт/(м2*К) . Однако многое зависит от температуры, как показано в таблице ниже.

Коэффициент теплопередачи для кровли и плоской кровли

Другие значения максимального теплового коэффициента применяются к разным типам крыш и потолков.

Коэффициент теплопередачи для окон и дверей

Каким должен быть коэффициент теплопередачи U для окон и дверей? Все зависит от типа и расположения столярных изделий.

Коэффициент теплопередачи для популярных материалов

Как мы уже упоминали ранее, коэффициент теплопередачи применяется к перегородкам, а в случае со строительными материалами используется коэффициент теплопроводности λ. Сколько это стоит в разрезе самых популярных изоляционных материалов, то есть пенопласта, минеральной ваты и пенополиуретана?

Добавим, что чем меньше значение лямбда, тем лучше изолирует материал . Учитывая этот параметр, наиболее эффективным способом утепления дома представляется пенополиуретан. Однако мы прекрасно знаем, что на выбор изоляционного материала влияют и другие факторы. Узнайте:  Как утеплить дом? 

Резюме, или зачем нужен коэффициент теплоотдачи U?

Коэффициент теплопередачи U — чрезвычайно важный параметр, который следует учитывать на раннем этапе инвестирования — даже когда вы задаетесь вопросом, какой проект дома выбрать . Зная это, вы сможете выбрать строительные технологии  и материалы, которые позволят вам наслаждаться максимальным тепловым комфортом и большой экономией на отоплении.

У вас есть сомнения? Проконсультируйтесь со специалистами, которые не только помогут рассчитать коэффициент теплопередачи для отдельных перегородок, но и проконсультируют по выбору оптимальных решений. Предлагаемые решения вы найдете в готовых проектах домов. Внести некоторые изменения в ходе адаптации проекта можно , проконсультировавшись с архитектором-адаптером. В процессе адаптации наша команда архитекторов адаптации уделяет особое внимание оптимизации проекта для удовлетворения всех требований и ожиданий инвесторов.