Теплотехнический расчёт стены: формула и порядок
Тёплой стену делает сопротивление теплопередаче (насколько плохо она выпускает тепло). Толщина нужна, чтобы набрать его. Свод правил вашей страны задаёт, каким оно должно быть снаружи у жилого дома (СП РК 2.04-107-2022, п. 6.1.1; СП 50.13330.2012, п. 5.2). Калькулятор подбирает толщину кладки под это число. Считает он так.
- Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП). Из температуры в доме вычитают среднюю температуру за то время, пока топят, и умножают на число таких суток. Оба числа берут в своде правил по климатологии вашей страны (СП РК 2.04-01-2017; СП 131.13330.2018), графа для периода не выше 8 °C.
- Норму находят так: 0,00035 × ГСОП + 1,4 (СН РК 2.04-07-2022, табл. 4; СП 50.13330.2012, табл. 3).
- Из нормы вычитают 1/8,7 и 1/23, вместе 0,158. Так учитывают, как тепло переходит из воздуха комнаты в кладку и с фасада на улицу. Если снаружи есть утеплитель, вычитают ещё его толщину в метрах, делённую на теплопроводность.
- Остаток умножают на теплопроводность кладки. Получается толщина в метрах. Сопротивление одного слоя: R = δ/λ, где δ толщина в метрах, λ теплопроводность.
Калькулятор считает ровную стену. Анкеры утеплителя, перемычки над окнами и откосы он не учитывает, а через них тепло уходит быстрее. Поэтому ответ показывает нижнюю границу: тоньше нельзя, толще бывает нужно.
Коэффициент теплопроводности стены по материалам
Теплопроводность показывает, как легко материал пропускает тепло. Чем число меньше, тем тоньше выйдет кладка. У каждого материала два значения: А для сухой зоны и Б для нормальной и влажной. Не знаете свою зону, берите Б. Для кирпича, керамзитобетона и дерева числа в обоих сводах правил совпадают. В СП РК 2.04-107-2022 автоклавного газобетона отдельной строкой нет, там общая строка для газо- и пенобетона: 0,22 и 0,26 при 600 кг/м³. Автоклавный газобетон в таблице взят из СП 50.13330.2012. Сверьте число с паспортом блоков. Для сэндвич-панели выберите «Свой утеплитель» и введите теплопроводность из паспорта панели.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Стены жилого дома: прибавка нормы на каждые 1000 градусо-суток (коэффициент a × 1000) | 0,35 м²·°C/Вт | СП 50.13330.2012, табл. 3; СН РК 2.04-07-2022, табл. 4 |
| Стены жилого дома: коэффициент b | 1,4 м²·°C/Вт | СП 50.13330.2012, табл. 3; СН РК 2.04-07-2022, табл. 4 |
| Теплоотдача внутренней поверхности стены | 8,7 Вт/(м²·°C) | СП 50.13330.2012, табл. 4; СН РК 2.04-07-2022, табл. 3 |
| Теплоотдача наружной поверхности стены | 23 Вт/(м²·°C) | СП 50.13330.2012, табл. 6; СП РК 2.04-107-2022, табл. Е.2 |
| Газобетон автоклавный D400, условия А | 0,128 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 185 |
| То же, условия Б | 0,136 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 185 |
| Газобетон автоклавный D500, условия А | 0,152 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 184 |
| То же, условия Б | 0,162 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 184 |
| Газобетон автоклавный D600, условия А | 0,176 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 183 |
| То же, условия Б | 0,188 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 183 |
| Газо- и пенобетон 600 кг/м³ на цементе, условия А | 0,22 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 172; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 200 |
| То же, условия Б | 0,26 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 172; СП РК 2.04-107-2022, поз. 200 |
| Кладка из полнотелого керамического кирпича, условия А | 0,7 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 189; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 206 |
| То же, условия Б | 0,81 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 189; СП РК 2.04-107-2022, поз. 206 |
| Кладка из пустотелого керамического кирпича 1400 кг/м³, условия А | 0,58 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 196; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 213 |
| То же, условия Б | 0,64 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 196; СП РК 2.04-107-2022, поз. 213 |
| Кладка из силикатного кирпича, условия А | 0,76 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 192; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 209 |
| То же, условия Б | 0,87 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 192; СП РК 2.04-107-2022, поз. 209 |
| Керамзитобетон на керамзитовом песке 1000 кг/м³, условия А | 0,33 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 109; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 150 |
| То же, условия Б | 0,41 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 109; СП РК 2.04-107-2022, поз. 150 |
| Керамзитобетон на керамзитовом песке 1200 кг/м³, условия А | 0,44 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 108; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 149 |
| То же, условия Б | 0,52 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 108; СП РК 2.04-107-2022, поз. 149 |
| Сосна и ель поперёк волокон, условия А | 0,14 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 201; СП РК 2.04-107-2022, прил. А, поз. 218 |
| То же, условия Б | 0,18 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, поз. 201; СП РК 2.04-107-2022, поз. 218 |
| Каменная вата 125–160 кг/м³, условия А | 0,041 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 22 |
| То же, условия Б | 0,046 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 22 |
| Пенополистирол 17–25 кг/м³, условия А | 0,041 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 2 |
| То же, условия Б | 0,051 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 2 |
| Экструдированный пенополистирол до 35 кг/м³, условия А | 0,034 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 7 |
| То же, условия Б | 0,035 Вт/(м·°C) | СП 345.1325800.2017, прил. Д; СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 7 |
| Ширина одинарного кирпича (полкирпича в стене) | 120 мм | ГОСТ 530-2012, табл. 2 |
| Длина одинарного кирпича (стена в 1 кирпич, в расчёт не идёт) | 250 мм | ГОСТ 530-2012, табл. 2 |
| Толщина одинарного кирпича (высота ряда без шва, в расчёт не идёт) | 65 мм | ГОСТ 530-2012, табл. 2 |
| Вертикальный шов кладки | 10 мм | СП 70.13330.2012, п. 9.2.4 |
| Наименьший коэффициент снижения нормы для стен (в расчёт не идёт) | 0,63 | СП 50.13330.2012, п. 5.2; СП РК 2.04-107-2022, п. 6.1.1 |
| Температура воздуха в жилом доме для расчёта: наименьшая оптимальная, в пределах 20–22 °C (вводите сами) | 20 °C | СП 50.13330.2012, п. 5.2, к (5.2); СП РК 2.04-107-2022, п. 6.1.2 |
| Газобетон D500 в сухом состоянии (в расчёт не идёт) | 0,131 Вт/(м·°C) | СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 184, графа 4 |
Пример расчёта
Дом из газобетона D500 без утеплителя, условия Б. В комнатах 20 °C, топят 205 суток, средняя температура за это время −2,2 °C.
ГСОП = (20 + 2,2) × 205 = 4551. Норма: 0,00035 × 4551 + 1,4 = 2,99 м²·°C/Вт. На кладку остаётся 2,99 − 0,158 = 2,83. Толщина: 2,83 × 0,162 = 0,459 м, то есть 459 мм. Значит, блок шириной 400 мм не подходит, а 500 мм проходит.
Толщина стены из газобетона и кирпича: таблица
Те же 4551 градусо-сутки, условия Б. Снаружи фасадная каменная вата или ничего. Миллиметры кладки до округления, для кирпича в скобках число кирпичей:
| Материал | Без утеплителя | Вата 50 мм | Вата 100 мм |
|---|---|---|---|
| Газобетон D400 | 385 | 238 | 90 |
| Газобетон D500 | 459 | 283 | 107 |
| Газобетон D600 | 533 | 329 | 124 |
| Пенобетон 600 кг/м³ | 737 | 454 | 172 |
| Керамзитобетон 1000 кг/м³ | 1162 | 716 | 271 |
| Брус, бревно | 510 | 315 | 119 |
| Кирпич полнотелый | 2296 (9) | 1415 (5,5) | 535 (2,5) |
| Кирпич силикатный | 2466 (10) | 1520 (6) | 575 (2,5) |
Климат меняет ответ сильно. Газобетону D500 без утеплителя при 2537 градусо-сутках хватает 345 мм, а при 6238 нужно уже 555 мм.
Кладка в 1, 1,5 и 2 кирпича: сколько это в сантиметрах
Одинарный кирпич 250 × 120 × 65 мм (ГОСТ 530-2012, табл. 2), вертикальный шов 10 мм (СП 70.13330.2012, п. 9.2.4). Сопротивление посчитано для полнотелой керамической кладки, условия Б, вместе с переходом тепла на обеих поверхностях:
| Сколько кирпичей | Толщина | Сопротивление, м²·°C/Вт |
|---|---|---|
| 0,5 | 120 мм | 0,31 |
| 1 | 250 мм | 0,47 |
| 1,5 | 380 мм | 0,63 |
| 2 | 510 мм | 0,79 |
| 2,5 | 640 мм | 0,95 |
Сравните с нормой 2,99 из примера. Два кирпича дают около четверти. Поэтому такой дом без утеплителя по норме не построить: кладка вышла бы толще двух метров.
Можно ли строить без утеплителя
Газобетон D400 и D500 держит норму сам: при 2537–4551 градусо-сутках ему хватает 290–460 мм кладки. Керамике, силикату и керамзитобетону утеплитель нужен почти всегда.
Норму для стен свод правил разрешает снизить, но не ниже 0,63 от полной (СП РК 2.04-107-2022, п. 6.1.1; СП 50.13330.2012, п. 5.2). Для этого нужен отдельный расчёт тепловой защиты всего дома по своему своду правил, и условия в сводах разные. Без такого расчёта считайте по полной норме, как калькулятор.
Частая ошибка: брать теплопроводность в сухом состоянии из рекламы блоков. В кладке материал набирает влагу и проводит тепло лучше. У газобетона D500 в сухом состоянии 0,131, а для условий Б уже 0,162 (СП 50.13330.2012, табл. Т.1, поз. 184). Кладка по сухому числу выйдет на 19 % тоньше нормы.
Где в стене точка росы
Точкой росы называют температуру, при которой пар из воздуха комнаты оседает водой. Такое место бывает и внутри кладки. Где в вашей стене окажется точка росы, посчитает калькулятор точки росы. Этот калькулятор её не ищет.
Что сделать дальше
Узнали толщину кладки? Посчитайте, сколько блоков купить на дом, а для фасада с утеплителем подберите толщину плит в соседнем калькуляторе.
Когда толщина известна заранее, проще сравнивать сметы: видно, где заложили блок нужной ширины, а где сэкономили на тепле. На портале открыты сметы компаний и прайс работ на кладку, их можно посмотреть до звонка мастеру. Если строит компания, которая работает в программе RemontCRM, вы сами фиксируете цену её сметы до начала работ, а каждое изменение объёма видно в акте.