Tepelná vodivost dřeva. Tepelná technika dřevěných domů

1643366040

V každé budově se vnitřní a vnější povrchy zahřívají odlišně. Výsledkem je, že tok tepla začíná z bodu většího ohřevu do bodu menšího ohřevu. K přenosu tepla dochází v různých materiálech různě. To je ovlivněno vlastnostmi materiálu, jako je tepelná vodivost.

Tepelná vodivost je vlastnost materiálů vést teplo z ohřívané části do neohřívané části v důsledku chaotického pohybu částic (molekul, atomů atd.). K tomu dochází v důsledku srážek částic. Srážky jsou chaotické, nejsou směrované.

V rámci výstavby domů je při zvažování problematiky tepelné vodivosti a tepelných ztrát, kdy stěny mají rovný povrch, běžně přijímán přenos tepla jako přímé, nikoli chaotické proudění. V tomto případě se teplota neuvažuje na povrchu materiálu, ale na teplotě uvnitř a vně místnosti.

Zvažme vlastnosti tepelné vodivosti a tepelných ztrát v dřevěných domech.

Dřevo jako stavební materiál

V našich článcích již bylo opakovaně zdůrazněno, že stavební materiály byly zpočátku a často stále jsou vázány na regiony výstavby. Je zcela přirozené, že v Rusku se hlavním stavebním materiálem stalo dřevo různých druhů stromů, s ohledem na místo jejich růstu.

V místech, kde nebyl les, například ve stepních oblastech, se takovým stavebním materiálem stalo vepřovice – směs hlíny a slámy (to je myšlenka, která stojí za výrobou moderního dřevěného betonu). V místech, kde se objevily skalnaté skály, se přírodní kámen mohl stát stavebním materiálem. Především vápenec, protože se snáze zpracovával.

Ale i když byly k dispozici jiné stavební materiály, často se dávalo přednost dřevu. To se navíc děje i nyní, i když existuje rozvinutá dopravní síť a nákladní doprava stavebních materiálů.

Tepelná vodivost dřeva

Výstavba dřevěných domů se provádí jak ve vztahu k malým venkovským domům, malým domkům k trvalému pobytu nebo venkovské dovolené, tak ve vztahu k velkým chatám. Jedním z nejdůležitějších faktorů je poměrně nízká tepelná vodivost dřeva. Porovnejme údaje na konkrétních příkladech.

* Údaje z SNiP II-A.7-62 Tepelná technika budov a SNiP II-3-79 Tepelná technika budov

Tepelná vodivost a další vlastnosti dřeva různých dřevin

Pokud porovnáme ukazatele v tabulkách, je jasně vidět, že tepelná vodivost dřeva je nižší než tepelná vodivost mnoha materiálů stěn. Blíží se pouze některé moderní materiály, takže indikátor je se stromem (údaje o topných tělesech se v tabulce nezobrazují, protože se nejedná o konstrukční materiál, o kterém bude pojednáno v samostatném článku).

Změna požadavků na tepelný odpor obvodových konstrukcí: vlevo R~1, vpravo R~2

Při porovnávání různých druhů druhů je třeba si uvědomit, že tepelnou vodivost dřeva ovlivňuje jeho hustota a vlhkost. Hustota stejné dřeviny může záviset na místě růstu. Z tohoto důvodu je v tabulce na místech uvedeno několik ukazatelů.

Jedním z „nejteplejších“ druhů stromů je cedr. Jeho součinitel tepelné vodivosti je 0,095 W/(m*C). Dům postavený z cedru bude velmi dobrou investicí, protože ušetří náklady na vytápění.

Smrk je také dobrým stavebním řešením z hlediska úspory nákladů na vytápění. Jedle je podobná smrku, ale pouze za předpokladu, že nedochází ke zvýšené pryskyřičnosti. Právě pryskyřičnost borovice a její hustota ji posouvají do další pozice.

Hustota stromů, zejména jehličnanů, je velmi závislá na místě jejich růstu a to ovlivňuje tepelnou vodivost. Borovice je toho zářným příkladem.

Takže v severních oblastech Ruska, například v oblasti Astrachaň, která je známá svými stožárovými borovicemi s malým kuželem, roční přírůstek borovice není velký, dřevo je husté. Ve Vologdské oblasti je často preferováno stavět ze smrku spíše než z borovice. Současně v jižní tajze borovice v létě prudce přibývá se dřevem nižší hustoty. V důsledku toho je tepelná vodivost takové borovice nižší, ale také dochází k většímu úniku.

Ve stavebnictví se zavedla praxe používání průměrného součinitele tepelné vodivosti pro dřevěné domy pro výpočty založené na průměrných údajích pro borovici, tj. 0,15 W/(m* 0 C). Ve skutečnosti, pokud vezmeme v úvahu suché dřevo, bude součinitel tepelné vodivosti 0,11 – 0,13 pro smrk, jedle, borovice a modřín a méně než 0,1 W / (m * 0 C) pro cedr. Tyto ukazatele jsou srovnatelné např. s plynosilikátovým blokem výroby autoklávu.

Tloušťka dřevěné stěny

Při zohlednění součinitele tepelné vodivosti 0,11 – 0,13 1 W/(m* 0 C) a odporu prostupu tepla pro centrální zónu evropské části Ruska 3 m2* 0 C/W. Tloušťka stěny by tedy měla být 0,11*3=0,33 metru nebo 0,13*3=0,39 metru. Při zohlednění těchto ukazatelů je průměrná tloušťka stěny borovice 37 cm, což je norma pro podmínky úspory energie a tepla.

Jsme zvyklí, že zeď v domě je hladká a rovná. Vzhledem k tomu, že dochází k přenosu tepla v důsledku chaotického pohybu částic, ale v podmínkách ploché stěny lze hovořit o lineárním přenosu tepla ze zóny s vysokou teplotou do zóny s nízkou. V podmínkách se stěnou vyrobenou ze dřeva a kočárů bude energeticky účinný dům vyžadovat tloušťku stěny 37 cm.

Ale v podmínkách s polenem bude situace vypadat jinak. Zaoblený povrch „vytvoří“ vícesměrné vektory přenosu tepla. V důsledku toho je nutné brát jako tloušťku stěny průměr kulatiny a ne její polovinu v nejužším místě. Oblast mezikorunové drážky nebo, jak se také říká, tepelného mostu lze považovat za „most chladu“, podobně jako maltu ve zdivu.

Jinými slovy, pokud je dům postaven z klády, musí být postaven z klády o průměru 37 cm.

Zde je třeba poznamenat, že tloušťka stěny je pouze jednou z podmínek energetické účinnosti. Existuje také koncept přijatelných provozních podmínek, kdy se například za pokojovou teplotu neuvažuje 24 0 C, ale 18 – 20 0 C.

Navíc je možné, že se stavba energeticky nenáročného domu ukáže jako iracionální, vezmeme-li v úvahu náklady na stavbu a další opravy, jejichž náklady mohou být vyšší než úspory na vytápění. Pokud se podíváte na SNiP před 30 lety, ukáže se, že tloušťka stěny ze dřeva 2-3krát tenčího byla dostatečná.

Postavit dům se silnější stěnou a utratit méně za vytápění, nebo postavit dům levněji, ale utratit více za vytápění, to je otázka, na kterou si musí odpovědět každý sám. Návrh domu by měl být proveden s ohledem na odpověď na tuto otázku.