Офіційна Facebook сторінка ВААГ
Не всі тепловтрати відбуваються через зовнішні огороджувальні конструкції
Під час оцінювання енергоефективності будівель основна увага зазвичай приділяється теплопередачі через зовнішні стіни, покрівлю, вікна, підлогу та інші огороджувальні конструкції. Однак існують і додаткові шляхи передавання тепла, пов’язані з конструктивними вузлами будівлі.
Один із таких механізмів — передавання тепла від стін до фундаменту з подальшим його розсіюванням у ґрунті.
Тепло поширюється не лише перпендикулярно до площини стіни, у напрямку зовнішнього середовища. Воно також передається в інших напрямках — до конструкцій із нижчою температурою. Зокрема, частина тепла може поширюватися вниз уздовж матеріалу стіни, переходити через площу її спирання у фундамент і далі відводитися в ґрунт.
Навіть якщо фундамент має зовнішнє утеплення, його температура та температура прилеглого ґрунту можуть бути нижчими за температуру внутрішніх поверхонь стін. Отже, фундамент залишається потенційним напрямком відведення тепла з будівлі.
Чому матеріал стін має значення
Будинок з цегляними стінами
-
Зовнішні стіни — керамічна цегляна кладка 250 мм та зовнішнє утеплення EPS 150 мм.
-
Внутрішні несучі стіни — цегляна кладка 250 мм.
-
Перегородки — цегляна кладка 120 мм.
-
Розрахункова теплопровідність цегляної кладки — 0,81 Вт/(м·К).
-
Утеплення цоколя — XPS 50 мм.
-
Утеплення підлоги — XPS 150 мм.
Будинок з газобетонними стінами
-
Зовнішні стіни — газобетон D400 товщиною 400 мм.
-
Внутрішні несучі стіни — газобетон товщиною 250 мм.
-
Перегородки — газобетон товщиною 100 мм.
-
Розрахункова теплопровідність газобетону — 0,12 Вт/(м·К).
-
Утеплення цоколя — XPS 50 мм.
-
Утеплення підлоги — XPS 150 мм.
Як відбувається передавання тепла до фундаменту
У розглянутій конструкції тепловий потік формується послідовно:
-
Повітря приміщення передає тепло внутрішній поверхні стіни.
-
Тепло поширюється всередині матеріалу стіни, зокрема у вертикальному напрямку.
-
Через площу спирання стіни тепло переходить у бетон фундаменту.
-
Далі воно поширюється в конструкції фундаменту та передається ґрунту.
Площа спирання стіни на фундамент є важливою частиною цього процесу. Саме тут формується контакт між матеріалами з різними теплофізичними характеристиками.
Водночас висота стіни впливає на опір вертикальному теплоперенесенню: тепло від ділянок, розташованих далі від фундаменту, має пройти довший шлях усередині матеріалу. Тому для коректного порівняння необхідно враховувати не лише теплопровідність матеріалів, а й просторову геометрію конструктивного вузла.
Результати порівняльної оцінки
Проведена інженерна оцінка показує, що матеріал стін може суттєво впливати на потенційну передачу тепла до фундаменту.
За прийнятих вихідних умов потенційна передача тепла від цегляних стін виявляється вищою, ніж від стін із газобетону, у 2,1–2,2 раза.
Це співвідношення слід розглядати як попередню оцінку для заданої геометрії та прийнятих припущень, а не як універсальний коефіцієнт для всіх будівель із цегли та газобетону.
Зовнішні та внутрішні стіни мають різні умови теплообміну. Для зовнішніх стін частина тепла одночасно передається назовні, тоді як внутрішні несучі стіни та перегородки перебувають в умовах теплообміну з внутрішнім повітрям приміщень. Отже, результати для різних груп стін не можна механічно переносити на інші будівлі без урахування їхньої конструкції.
Чому це важливо для оцінювання енергоефективності
Цей приклад демонструє, що теплотехнічні властивості стін впливають не лише на теплопередачу через зовнішню площину фасаду. Матеріал стін також визначає характер поширення тепла всередині конструкцій та його передавання через вузли спирання на фундамент.
Під час комплексного аналізу енергоефективності будівлі доцільно звертати увагу на:
-
Теплопровідність матеріалів зовнішніх та внутрішніх стін.
-
Площу контакту стін із фундаментом.
-
Геометрію та тепловий опір фундаменту.
-
Утеплення плити та цокольної частини.
-
Теплові властивості ґрунту.
-
Сезонну зміну температури зовнішнього середовища та ґрунту.
Площа спирання стін на фундамент — це не лише конструктивний елемент, а й зона потенційного відведення тепла.
Висновок
Порівняння показує, що матеріал стін може впливати на додаткове передавання тепла до фундаменту. Через вищу теплопровідність цегляної кладки потенційний вертикальний теплоперенос у розглянутій конструкції є більшим, ніж у варіанті з газобетоном.
Це підкреслює необхідність комплексного підходу до оцінювання енергоефективності будівель. Важливо аналізувати не лише опір теплопередачі зовнішніх стін, а й взаємодію стін із фундаментом та ґрунтом.
Примітка. Матеріал має інформаційно-аналітичний характер. Наведене співвідношення є попередньою порівняльною оцінкою для конкретних прийнятих конструкцій і потребує підтвердження чисельним моделюванням перед використанням у проєктних розрахунках.
- фундаментом;
- підлогою першого поверху або перекриттям з неопалюваними приміщеннями;
- краями вікон та звисом покрівлі;