Сопротивление грунта – практическое руководство как определить основной параметр (75 фото)

Расчетное сопротивление грунта основания

Определение расчетного сопротивления грунта онлайн и с помощью таблиц СНиП. Несущая способность глинистых и песчаных грунтов.

Расчетное сопротивление грунта (R) – это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.

В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.

Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m 2 , тс/м 2 , кгс/см 2 ). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

  • Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
  • Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
  • Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.

Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

  • Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
  • Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
    • Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
    • Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
    • Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
    • Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите “Рассчитать“.

Несущая способность грунта – Таблица СНиП

Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента – показатель текучести грунта (IL) и коэффициент пористости (е). Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая – выбирайте IL = 1, если сухая и грубая – IL = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.

Несущая способность глинистых грунтов

Глинистые грунты

Коэффициент пористости е

Значения R, кПа, при показателе текучести грунта

Сопротивление грунта – практическое руководство как определить основной параметр (75 фото)

Чтобы осуществить монтаж вертикального заземления, которое бы отвечало всем правилам и стандартам, необходимо ознакомиться с основными принципами правильной установки этого метода электротехнической защиты.

Читайте также:
Укладка кабеля в штробы

Параметры для расчета заземления

Сопротивление заземлителя ввиду его небольшого значения, при расчетах защитных заземлений учитывать не следует.Мы будем рассматривать сопротивление заземлителя растеканию тока, которое измеряется между землей и заземлителем.

Точка измерения сопротивления берется на поверхности земли. Некоторые значения нормативных величин сопротивления заземления для разных напряжений: – для трехфазной сети 660 В и сети однофазного напряжения 380 В – 2 Ома; – для трехфазной сети 380 В и однофазного напряжения 220 В – 4Ома; – для трехфазной сети 220 В и однофазного напряжения 127 В – 8 Ом.



Общие сведения

Защитным заземлением (ЗЗ) называется заземление, необходимое для предотвращения поражения человека электрическим током на электроустановках с напряжением питания до 1000 В. ЗЗ необходимо в случае возможного пробоя изоляции различных электрических машин и утечки тока на токоведущие части, при касании к которым происходит поражение электрическим током.

Основы электробезопасности

В отличие от других видов травм, электротравматизм происходит редко, но приводит к серьезным последствиям. Опасность поражения электрическим током заключается в том, что пострадавший практически во всех случаях не может оказать себе помощь, в результате чего вероятность смертельных исходов высока. Воздействие тока на организм человека происходит по нескольким направлениям.

Тепловое или термическое действие приводит к ожогам определенных участков кожи, перегреву органов, а также к разрыву нервных окончаний и кровеносных сосудов. При химическом воздействии происходит процесс электролиза крови, лимфы и других биологических растворов, которые содержатся в организме человека. Это приводит к нарушению ее физико-химического состава и нарушению функционирования организма.

При биологическом воздействии наблюдается возбуждение и гибель клеток организма, а также нарушение работы мышц, в результате чего может произойти остановка сердца, судорожные явления и остановка дыхания.

Уровень опасности поражения человека электричеством зависит от следующих факторов:

  • Параметров электричества.
  • Пути прохождения.
  • Времени воздействия на организм.
  • Внешней среды.
  • Сопротивления тела.

К параметрам электрического тока относятся его сила, величина напряжения, частота и вид тока, который классифицируется на постоянный и переменный.

Ток по закону Ома зависит от напряжения и сопротивления, однако эта зависимость является нелинейной при напряжениях свыше 100 В, поскольку происходит пробой верхнего слоя кожи и сопротивление тела резко уменьшается. При этом ток начинает расти. Опасным считается переменный ток при значениях напряжения меньше 300 В, а при значениях свыше 300 В постоянный ток становится опаснее переменного. Сопротивление тела человека уменьшается в интервале частот от 50 до 1 кГц. При росте частоты свыше 1 кГц опасность поражения уменьшается, при частотах 45-50 кГц эта вероятность поражения полностью исчезает.

Путь прохождения тока является его движением по организму человека. Наиболее опасным считается прохождение через сердце, поскольку ток способен нарушить его работу. Время воздействия на организм — это время, в течение которого организм подвергался вредному воздействию со стороны электричества.

Внешняя среда включает в себя влажность и температуру воздуха. Сопротивление тела (R) является переменной величиной, которая зависит от множества факторов: толщины кожи и ее влажности, состояния здоровья, температуры, возрастных характеристик и морально-психологического состояния.

Вам это будет интересно Схема подключения и назначение диодного моста

Величина тока, протекающего через тело человека (I), зависит от напряжения, приложенного к нему, и значения его R. Верхний слой кожи обладает наибольшим R, в сухом состоянии равным значению до 400 кОм, а при повреждении этого слоя величина R может снизиться до 600 Ом. При расчетах R тела человека берется равной 1 кОм.

Электрические удары

Воздействие тока на организм человека характеризуется электрическими ударами, при которых судорожно сокращаются мышцы, и электротравмами, во время которых повреждаются ткани и органы. Среди электротравм самыми опасными являются ожоги при контакте с токоведущими частями оборудования и электрической дугой, при которой также возникает и металлизация кожи. Кроме того, возможны механические повреждения, возникающие при сокращении мышц, а также при падении.

При тяжелых травмах, полученных под воздействием тока, существует вероятность наступления клинической смерти, которая может перейти в биологическую при отсутствии медицинской квалифицированной помощи. Среди причин, приводящих к смертельному исходу, можно выделить остановку сердца и дыхания, а также электрический шок. При рефлекторной остановке сердца происходит влияние на нервную систему, что приводит к нарушению ритма из-за быстрых сокращений фибриллы. Кроме того, при прямом действии на сердце произойдет его остановка.

Паралич дыхательной системы возникает при прохождении тока через мышцы грудной клетки, а также в результате поражения нервной системы.

Электрический шок — реакция нервной системы на действие электрического тока, которая выражается в нарушении дыхания, кровообращения и обмена веществ.

Читайте также:
Монтаж розетки для стиральной машины в ванной комнате: пошаговая инструкция и рекомендации


Какие естественные заземлители можно использовать?

Для частных домов не запрещается в качестве защитного заземления использовать естественные заземлители. Хорошим заземлителем являются коммуникации из металлических труб, проложенных в дома. Такие металлические трубы водопровода, канализации имеют неплохое сопротивления растеканию.

Эти коммуникации закапывают ниже глубины промерзания почвы, поэтому они не пересыхают и имеют постоянную важность. Арматура бетонного фундамента также может служить отличным заземлителем, но при условии что арматура связана между собой сваркой, и не в коем случае не скреплена проволокой.

Сейчас мало кто использует для коммуникации металлические трубы, все больше применяют пластиковые трубы. Поэтому для защитного заземления ставят защитные устройства заземления. Такими конструкциями могут быть забитые в землю стержни через полтора метра и соединенные между собой сваркой.


Вид устройства защитного заземления

Эти конструкции заземлителя просты и удобны в монтаже. При недостаточном сопротивлении заземления забивают дополнительные стержни, добиваясь нормального сопротивления растеканию. Устройство заземления устанавливается в 2 метрах от постройки, стержни могут забиваться по прямой линии или в виде замкнутого контура.

На сухом грунте нужно использовать длинные заземлители.

Для влажных грунтов заземляющее устройство делают из толстого металла, чтобы коррозия не разрушила конструкцию.

Все концы стержней свариваются проволокой 6 мм². Самый близкий к зданию стержень частично остается на поверхности и медным многожильным проводом заводится в дом. Вся конструкция из стержней забивается в заранее выкопанную канаву и после их соединения сваркой засыпается землей.

Влияние различных факторов

Состав земли, размеры, конфигурация и компактность размещения её фрагментов, влагосодержание и температура, содержание растворимых химических компонентов (солей, кислот, щелочей, остатков гниения органических примесей) отражаются на значении уровня электропроводности. Все эти параметры трансформируются в зависимости от времени года, поэтому меняются и свойства грунта, причём в обширном диапазоне.

В условиях сухого и жаркого лета верхние почвенные слои просыхают, зимой промерзают, в обоих случаях противодействие токорастеканию значительно увеличивается. Так, на глубине 30 см при понижении температуры воздуха с 0 °C до минус 10 °C удельное электросопротивление грунта возрастает в 10 раз, а на глубине 50 см — в 3 раза. Это позволяет оценить коррозионную активность почвы и получить исходные данные для выбора эффективной конструкции заземления или проектирования электрозащитного оборудования для подземного сооружения.

Исходя из этого, коррозионная активность грунтов делится на группы, сведения о которых приводятся в таблице:

Коррозионная активность Удельное электросопротивление, Ом·м
Низкая более 100
Средняя от 20 до 100
Повышенная от 10 до 20
Высокая от 5 до 10
Весьма высокая до 5

Электросопротивление грунта непосредственно влияет на монтажные работы: чем меньше его значение, тем проще произвести установку заземляющих устройств, а это снижает денежные и трудовые затраты.

Ведь для того чтобы эффективно противостоять растеканию тока при организации заземления установки для производства электроэнергии, отопительного или молниезащитного оборудования в почве с низким удельным сопротивлением, будут применяться заземлители существенно меньшего размера.

Измерение и расчет контура заземления

Весь расчет заземления сводится к определению числа стержней для получения нужного сопротивления растеканию. Для расчета узнаем сопротивление одного заземлителя. Это сопротивление заземлителя не трудно измерить согласно методу на рисунке ниже.


Метод измерения сопротивления растекания

Сопротивление находим по формуле:

U – напряжение в вольтах, между заземлителем и вспомогательным стержнем,

I – в амперах, между заземлителем и вспомогательным стержнем.

Расчет защитного заземления сводится к формуле для различных вертикальных заземлителей:

Для указанной выше формулы нужны такие исходные величины:

ρэкв – эквивалентное удельное сопротивлении земли, Ом∙м;

L – длина заземлителя, м; d – диаметр заземлителя, м;

Т – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м.

Эквивалентное удельное сопротивление земли – величина нормированная для разных типов грунтов:
Удельное сопротивление грунта Таблица 1

Грунт Удельное сопротивление грунта, Ом·м
Торф 20
Почва (чернозем и др.) 50
Глина 60
Супесь 150
Песок при грунтовых водах до 5 м 500
Песок при грунтовых водах глубже 5 м 1000

Монтаж оборудования

После того, как будет определён тип грунта, где планируется установка заземления, можно приступать к установке стержней.

Прежде чем устанавливать стержни в землю, необходимо снять верхний слой грунта на глубину не менее 0,5 метра. Обычно такая траншея делается по периметру всего здания. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не более 5 метров. Количество вертикальных заземлителей несложно подсчитать, если общую длину траншеи разделить на «5». Например, при общей длине траншеи в 50 метров, количество вертикальных заземлителей составит 10 штук.

Читайте также:
Кровать-чердак «Легенда»: модель «Сказка» с рабочей зоной розового цвета, отзывы - купить на официальном сайте

Для того чтобы осуществить проникновение стержней в грунт на необходимую глубину, можно их вбить с помощью кувалды. Если грунт мягкий, а длина стержней не превышает 3 метров, то монтаж ручным способом не займёт много времени и сил. Для удобства дальнейшего монтажа, необходимо установить вертикальные стержни в траншее таким образом, чтобы они возвышались от дна на высоте 10 — 20 см.

Если грунт достаточно каменист, можно применить отбойным молоток со специальной насадкой для установки вертикальных стержней.

Оригинальным способом монтажа пользуются в том случае, если есть трактор-экскаватор типа «Петушок». Гидравлический привод управления ковшом позволяет с достаточным усилием воздействовать на вертикально поставленный стержень, чтобы последний полностью вошёл даже в каменистый грунт.

После установки всех вертикальных заземлителей их соединяют между собой горизонтально расположенными кусками арматуры.

Диаметр горизонтально расположенных стержней должен составлять не менее 10 см, иначе не будет достигнуто показание сопротивления на необходимом уровне.

Соединить стержни между собой можно стальной лентой. Ширина ленты должна быть не менее 48 мм, а толщина металла — не менее 4 мм. Сварка должна быть выполнена качественно, чтобы в местах соединения металла не образовался процесс коррозии, который может быть значительно усилен токами, проходящими через сварной шов.

Чтобы обеспечить беспрепятственное истечение электрического тока по проводнику следует обеспечить по всему периметру электрического контура, сопротивление вертикальных заземлителей, равное 4 Ом. Если не удаётся добиться данного идеального показателя сопротивления, допустимо отклонение этого значения до 10 Ом, без ухудшения защитных свойств вертикального заземления.

Если сразу после установки электротехнической защиты её вводят в эксплуатацию, то места, где расположены вертикальные стержни, необходимо полить значительным количеством воды. Таким образом удаётся восстановить структуру грунта, который будет максимально эффективно передавать электрический потенциал от металлических стержней земле.

Способы получения необходимых параметров

Заземлители традиционной конструкции состоят из набора вертикальных и горизонтальных электродов и монтируются в беспроблемных, «хороших» грунтах. Вертикальные электроды обладают множеством достоинств, т. к. с увеличением глубины:

  • характеристики почвы более стабильны;
  • сезонные колебания меньше дают о себе знать;
  • содержание влаги повышается и тоже снижает сопротивление.

Горизонтальные электроды применяются для нужд соединения, но могут использоваться и как самостоятельные элементы, когда невозможно нормально смонтировать вертикальные заземлители или требуется устройство определённой конструкции. В критических условиях вечной мерзлоты или тяжёлых грунтов монтаж классического заземления неэффективен. Специфическая ситуация местности потребует гигантских размеров заземляющих устройств, а в результате явления выталкивания электроды просуществуют в почве не более года.

Для решения этих проблем специалисты разработали ряд методик:

  • Нужные объёмы «плохих» грунтов изымаются и заменяются «хорошими»: углём или глиной. В случае вечной мерзлоты эффект от этого будет краткосрочным, т. к. грунт-заместитель тоже рано или поздно застывает.
  • В районах, имеющих низкое удельное сопротивление почв, монтируются установки выносного заземления на удалении до 2 км от основного источника.
  • Используются химические соединения — соли и электролиты. Хлористый натрий (обычная поваренная соль), хлористый кальций, сернокислая медь (медный купорос) уменьшают сопротивление промерзающего грунта, но требуют обновления через непродолжительное время (от 2 до 4 лет), т. к. подвержены вымыванию.

Лучшее решение проблемы — создание комплекса электролитического заземления. В нём выгодно сочетается химическая обработка почвы и замена грунта. Для этого используются электролитические электроды, которые наполняются подготовленной смесью минеральных солей и равномерно распределяются по рабочему пространству. Процесс выщелачивания реагентов становится более стабильным за счёт использования специального околоэлектродного заполнителя, увеличивающего площадь контакта с почвой. Это позволяет решать проблемы установки традиционных заземлителей, существенно уменьшает размеры и количество оборудования, снижает объёмы общестроительных работ.

РАСЧЕТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ

Возможность применения решений теории упругости при расчете вертикальных деформаций обоснована Н.М. Герсевановым. Однако такой подход справедлив в пределах таких нагрузок, при которых наблюдается линейная зависимость между напряжениями и деформациями.

Запроектированные согласно зависимости (8.29) фундаменты во многих случаях получаются неэкономичными из-за недоиспользования несущей способности грунтов, особенно песчаных, а также пылевато-глинистых (твердой, полутвердой и туго пластичной консистенции) даже в линейной стадии деформирования. В связи с этим СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» рекомендует ограничивать среднее давление под подошвой фундамента расчетным сопротивлением грунта основания R, что позволяет рассчитывать осадки фундаментов по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. Таким образом, при расчете оснований по деформациям необходимо, чтобы удовлетворялось условие

где Р — среднее давление по подошве фундамента; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Читайте также:
Как сделать мини рубанок своими руками: учебное пособие

СП 22.13330.2011 рекомендует следующую формулу для определения расчетного сопротивления грунта основания:

где yci и ус2 — коэффициенты условий работы соответственно грунтового основания и сооружения во взаимодействии с основанием, принимаемые по табл. 8.3; А: — коэффициент надежности, принимаемый при определении прочностных характеристик грунта непосредственными испытаниями, к = 1,0; при использовании табличных расчетных значений грунтов к = 1,1; kz — коэффициент, принимаемый равным: при ширине подошвы фундамента Ъ 10 м kz = Zo/b + 0,2 (здесь ?о=8м); Му, Mq, Мс коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения несущего слоя грунта (см. формулы (8.30), принимаемые по табл. 8.4; b — ширина подошвы фундамента, м; уп и Уи — осредненный расчетный удельный вес грунтов, залегающих соответственно ниже подошвы фундамента и в пределах глубины заложения фундамента, кН/м 3 (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды); d — глубина заложения фундамента от пола подвала; при отсутствии пола подвала — от планированной поверхности, м; db

глубина подвала, считая от планировочной отметки, но не более 2 м (при ширине подвала В > 20 м принимается db = 0); Си расчетное значение удельного сцепления несущего слоя грунта, кПа (индекс II означает, что расчет ведется по второй группе предельных состояний).

Значения коэффициентов условий работы ус1 и ус2

ус2 для сооружений с жесткой конструктивной схемой при отношении длины сооружения (отсека) к его высоте L/Н

Крупнообломочные с песчаным заполнителем и песчаные, кроме мелких и пылеватых

маловлажные и влажные

Пылевато-глинистые, а также крупнообломочные с пылевато-глинистым заполнителем с показателем текучести грунта или заполнителя:

Примечание. 1. Конструкции сооружений с жесткой конструктивной схемой приспособлены к восприятию усилий от деформаций оснований.

  • 2. Для зданий с гибкой конструктивной схемой ус2 принимается равным единице.
  • 3. При промежуточных значениях L/Н коэффициент ус2 определяется по интерполяции.

Формула (8.38) базируется на решении Н.П. Пузыревского, позволяющем определить давление на основание, при котором в массиве под краями фундамента образуются зоны предельного равновесия. Тем не менее формула (8.38) отличается по своей структуре отрешения Н.П. Пузыревского дополнительными коэффициентами (Уд и ус2), которые повышают надежность расчетов и позволяют учесть соответственно влияние прочностных и деформационных свойств грунтов на формирование зон предельного равновесия под подошвой фундамента и жесткости возводимого сооружения. Введенный в формулу (8.38) дополнительный член, равный (Mq 1), позволяет учесть действие бытовой пригрузки грунта. При разработке котлована в известной мере сохраняется напряженное состояние грунта, обусловленное действием бытового давления. При этом увеличивается предельное давление, при котором зоны местного нарушения под краем фундамента достигают величины, равной 0,25 ширины фундамента. Однако остаточное напряженное состояние зависит от глубины вскрываемого котлована и его ширины. Тогда с увеличением глубины котлована, т.е. с возрастанием бытовой нагрузки, в рассматриваемом слое будет большее остаточное давление.

Значения коэффициентов Mr Mq, Мс

Как измерить и рассчитать удельное сопротивление грунта

Удельное сопротивление грунта – это величина, которая количественно характеризует свойство земли, почвы как электропроводника. Единица измерения данного параметра – Ом*метр, то есть математически величина представляет собой произведение сопротивления и длины проводы. Этот параметр – частный случай удельного электрического сопротивления материалов.

Практический смысл данной величины в том, чтобы определить, насколько эффективно в данном конкретном грунте будет происходить заземление ближайшего электрооборудования. Различаются расчетное (теоретическое) и измеренное (практическое) значения этого параметра. Первое вычисляется по специальным формулам, второе устанавливается опытным путем.

Существуют справочные данные, в которых содержатся средние теоретические (расчетные) значения удельного сопротивления грунта разных видов. Так, для влажной глины эта величина составляет 20 Ом*м, для сухого песка от 1 500 до 4 200 Ом*м, для садовой земли – 40 Ом*м, для черноземных почв – 60 Ом*м, для каменного угля – 150 Ом*м.

Погрешности удельного сопротивления и их причины

Как можно видеть из приведенных справочных значений, в ряде случаев расчетные показатели могут варьироваться в весьма широком диапазоне. Это происходит потому, что теоретические методы не могут учесть всего многообразия факторов, влияющих на уровень удельного сопротивления грунта. Среди таких факторов следует отметить:

  • влажность, температуру и иные общие физические параметры почвы;
  • химический состав и тип фракции грунта (песок, глина, щебень, гравий, чернозем и т.п.);
  • плотность прилегания друг к другу частиц, составляющих грунт;
  • наличие и концентрация различных веществ, в том числе кислот, щелочей и солей;
  • иные параметры, вообще не учитываемые теоретически, но при этом существующие.

Но для того, чтобы заземляющее устройство было изготовлено правильно и впоследствии успешно выполняло свою функцию, необходимы точные значения удельного сопротивления грунта, получаемые путем электроизмерения и испытания.

Читайте также:
Металлические стропила: плюсы и минусы, применение, виды | Название сайта

Приборы и порядок измерения

Для получения экспериментальных значений удельного сопротивления грунта применяются специализированные модели омметров: Ф-4103 и М-416. Чаще используется первый вариант, потому что второй во многом морально устарел. Кроме того, в последние годы разрабатываются и выпускаются более современные и удобные в работе модели и модификации.

Процесс снятия и обработки показаний прибора по измерению удельного сопротивления грунта состоит из следующих этапов.

  • Электрод прибора, через который в почву поступает экспериментальное напряжение, погружается в грунт в любом месте участка. Электрод присоединен к корпусу специализированного омметра двумя клеммами.
  • Штыри прибора погружаются в грунт на глубину от 30 см до полуметра, при необходимости – забиваются. Штыри располагаются на одной линии по разные стороны от измеряемого электрода, на расстоянии от 10 до 15 метров от него.
  • Штыри также соединены с корпусом прибора двумя клеммами. После погружения в почву производится пробный замер, его результаты фиксируются в журнале измерений. При неудовлетворительном результате штыри и электрод меняются клеммами.
  • Далее производится серия минимум из трех снятий показаний, которые также фиксируются в журнале. По принятому в данной сфере правилу, окончательным экспериментальным результатом считается среднее арифметическое трех показаний.
  • Окончательное опытное значение подставляется в формулу для расчета удельного сопротивления грунта. Производятся вычисления, результатом которых является искомый параметр, выраженный в Ом*м.

Для расчета данной величины применяется следующая формула: ρ = 2·π·R·a, где ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м), π – математическая константа, равная 3,14 (величина не имеет единиц измерения), R – среднее арифметическое трех опытных значений (измеряется в омах), а – расстояние между штырями (измеряется в метрах).

Теплопроводность утеплителей — сравнительная таблица

В привычной для населения страны холодной зиме, востребованность теплоизоляционных материалов всегда на высоком уровне. Необходимо учитывать все особенности каждого из утеплителей, чтобы сделать выбор в пользу качественного и целесообразного материала.

  1. Зачем нужна теплоизоляция?
  2. Как правильно выбрать утеплитель?
  3. Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:
  4. Таблица теплопроводности материалов
  5. Достоинства и недостатки утеплителей
  6. Заключение

Зачем нужна теплоизоляция?

Актуальность теплоизоляции заключается в следующем:

  • Сохранение тепла в зимний период и прохлады в летний период.

Потери тепла сквозь стены обычного многоэтажного жилого дома составляют 30-40%. Для снижения теплопотерь нужны специальные теплоизоляционные материалы. Применение в зимний период электрических обогревателей способствует дополнительному расходу на электроэнергию. Эти расходы выгодней компенсировать использованием качественного теплоизоляционного материала, обеспечивающего сохранение тепла в зимний период и прохладу в летнюю жару. При этом затраты на охлаждение помещения кондиционером также будут сведены к минимуму.

  • Увеличение долговечности конструкций здания.

В случае промышленных зданий с использованием металлического каркаса, утеплитель позволяет защитить поверхность металла от коррозии, являющейся самым пагубным дефектом для данного вида конструкций. А срок службы для здания из кирпича определяется количеством циклов замораживания/оттаивания. Воздействие этих циклов воспринимает утеплитель, ведь точка росы при этом находится в теплоизоляционном материале, а не материале стены. Такое утепление позволяет увеличить срок службы здания во много раз.

  • Шумоизоляция.

Защита от возрастающего уровня шума достигается при использовании таких шумопоглощающих материалов (толстые матрасы, звукоотражающие стеновые панели).

  • Увеличение полезной площади зданий.

Использование системы теплоизоляции позволяет уменьшить толщину наружных стен, при этом увеличивая внутреннюю площадь здания.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

  • Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

Читайте также:
Фильтр для душа в ванную: характеристики и виды

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Таблица теплопроводности материалов

Материал Теплопроводность материалов, Вт/м*⸰С Плотность, кг/м³
Пенополиуретан 0,020 30
0,029 40
0,035 60
0,041 80
Пенополистирол 0,037 10-11
0,035 15-16
0,037 16-17
0,033 25-27
0,041 35-37
Пенополистирол (экструдированный) 0,028-0,034 28-45
Базальтовая вата 0,039 30-35
0,036 34-38
0,035 38-45
0,035 40-50
0,036 80-90
0,038 145
0,038 120-190
Эковата 0,032 35
0,038 50
0,04 65
0,041 70
Изолон 0,031 33
0,033 50
0,036 66
0,039 100
Пенофол 0,037-0,051 45
0,038-0,052 54
0,038-0,052 74
  • Экологичность.

Этот фактор является значимым, особенно в случае утепления жилого дома, так как многие материалы выделяют формальдегид, что влияет на рост раковых опухолей. Поэтому необходимо делать выбор в сторону нетоксичных и биологически нейтральных материалов. С точки зрения экологичности лучшим теплоизоляционным материалом считается каменная вата.

  • Пожарная безопасность.

Материал должен быть негорючим и безопасным. Гореть может любой материал, разница состоит в том, при каком температуре он возгорается. Важным является то, чтобы утеплитель был самозатухающим.

  • Паро- и водонепроницаемость.

Преимущество имеют те материалы, которые обладают водонепроницаемостью, так как впитывание влаги приводит к тому, что эффективность материала становится низкой и полезные характеристики утеплителя через год использования снижаются на 50% и более.

  • Долговечность.

В среднем срок службы изоляционных материалов составляет от 5 до 10-15 лет. Теплоизоляционные материалы, имеющие в составе вату в первые годы службы значительно снижают свою эффективность. Зато пенополиуретан обладает сроком службы свыше 50 лет.

Достоинства и недостатки утеплителей

  1. Пенополиуретан на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

Виды ППУ

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

  1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

  1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

  1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

  1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

  1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

  1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Заключение

Рассмотренные достоинства и недостатки утеплителей позволят выбрать самый подходящий вариант уже на стадии проектирования. При этом учитывать все требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу, в первую очередь теплопроводность.

Какая нужна плотность утеплителя для кровли — сравнение теплоизоляционных материалов

Определяющим показателем качества утепления кровли считается минимальное число пор в утепляющем материале, что способствует проникновению внутрь потоков холодных воздушных масс.

Пористость связана с плотностью материала, которая определяется его массой, содержащейся в единице объёма утеплителя.

Помимо функциональности, плотность влияет также на трудоёмкость монтажных работ и на удобство размещения утеплителя по поверхности кровли строящегося или ремонтируемого дома.

На что влияет показатель?

Обычный дом теряет до 35% энергии через потолок и перекрытия зимой, но и получает столько же летом.

Читайте также:
Лестница в стиле хай-тек: особенности и принципы оформления

Влияние плотности на свойства продукта варьируется от одного изоляционного материала к другому, и это справедливо даже в пределах одной группы различных изоляционных материалов из неорганических материалов (минеральной ваты, стекловаты, базальтовой ваты и т.п.). Поэтому нецелесообразно сравнивать разные материалы только по их плотности.

Справка. Определяющей теплофизической характеристикой утеплителя является его теплопроводность.

Например, в случае минеральной ваты качество теплоизоляции зависит от принятого процесса волокнообразования и структуры листов или рулонов. Так, при производстве производства ваты из базальта образуется значительная доля дробленых частиц. Они уже не обладают волокнистой структурой, но увеличивают массу утеплителя. В результате термические или акустические свойства конечного продукта ухудшаются.

Эффективность утепления кровли зависит больше не от плотности продукта, а от значения его термического сопротивления (или R). Тепловое сопротивление представляет собой способность изоляции противостоять передаче энергии в виде тепла, поэтому является более важным фактором при выборе теплоизоляционного материала: чем выше значение R, тем эффективнее изоляция.

Нормативные требования к механическим, а не теплофизическим характеристикам теплоизоляции регламентировано СНиП 3.04.01-87. Поскольку вес теплоизолятора определяет суммарные нагрузки на крышу, повышенное внимание должно уделяться мероприятиям по снижению величины таких нагрузок. К таким мерам относятся:

  • Заделка швов цементом или бетоном минимально требуемой плотности (но не ниже М150.
  • Обработка мест потенциальных стыков асфальтобетоном, слой которого должен быть не менее 100 мм при прочности на сжатие/сдвиг не ниже 80 кПа.
  • Древесина обрешётки должна быть качеством не ниже ІІІ-го сорта.

Запрещается производить укладку теплоизолятора повышенной влажности, плотность которого искусственно увеличивается.

От чего зависит?

К числу определяющих характеристик утеплителей кровли жилых и общественных зданий относятся:

  • Теплопроводность. Лучшие изоляционные материалы должны иметь минимальную теплопроводность, чтобы снизить общий коэффициент теплопередачи. Более низкая плотность, как уже было отмечено, обусловлена пористостью. Кроме того, по технологии производства поры не должны быть связаны между собой, так как это приведет к конвекции тепла. Производной от пористости является также способность материала к звукопоглощению.
  • Влагопаропроницаемость, которая также должна быть минимальной. Поэтому способность материала теплоизолятора к водопоглощению также должна быть минимальной. То же касается и способности к конденсатообразованию.
  • Особенности установки. Изоляционный материал должен быть устойчивым к воде и растворителям, обладать высокой прочностью и не терять свои изолирующие характеристики в течение всего гарантийного срока эксплуатации. Этот комплекс параметров определяется качеством технологии производства теплоизолятора, а не его плотностью.
  • Экологические характеристики. Теплоизоляционный материал должен быть негорючим и невзрывоопасным. В маловероятном случае возгорания продукты сгорания не должны представлять опасности отравления.

Важно: плотность утеплителя более всего зависит от плотности составляющих, технологии производства теплоизолятора и степени безопасности для окружающей среды.

Требования для разных типов крыш

Теплопроводность — это свойство материала. Она не зависит от его размеров материала, но сильно различается в зависимости от окружающей температуры, плотности и влажности. Как правило, более лёгкие теплоизоляторы работают лучше, чем более тяжёлые, что объясняется наличием пор, где собирается воздух.

Однако сухой неподвижный воздух имеет очень низкую проводимость, поэтому он не всегда будет хорошим теплоизолятором.

Таким образом, плотность теплоизолятора – понятие противоречивое: с одной стороны, пористость материала должна быть, по возможности, минимальной, а, с другой – не находиться на минимуме его эксплуатационных возможностей.

Более существенное значение для качества теплоизолятора имеет не его плотность, а способность к поглощению влаги. Когда теплоизоляционный материал становится влажным, воздушные микропустоты постепенно заполняются водой, и, поскольку вода является лучшим проводником, чем воздух, теплопроводность увеличивается.

Вот почему очень важно устанавливать изоляционные материалы только в сухом состоянии и периодически контролировать их влажность. Этого разрешается не делать, только тогда, когда в пространстве между стропильными конструкциями дома его крышей предусмотрена установка пароизоляционного слоя.

Плоская

Зачем нужен утеплитель плоской кровле? При повышении температуры большая часть потерь энергии обычно происходит через кровельное покрытие. Изоляция плоской крыши — важный инструмент, который может повысить энергоэффективность здания и снизить расходы на отопление дома.

Создание более эффективных покрытий с плоской крышей также обеспечивает дополнительную защиту вашего здания от непредсказуемых изменений внешнего климата, включая перегрев в более тёплом климате и осадки любого вида – для более прохладных регионов страны.

На заметку. Следует учесть, что к плоской кровле относятся также террасы, сады, покрытие под установку на крышах летних бассейнов. Это — растущая тенденция к функциональным пространствам, но она вызывает повышенный спрос на эффективную тепло- и гидроизоляцию.

Одним из наиболее важных факторов при выборе оптимальной плотности теплоизоляции для плоской или пологой крыши является проектирование с учетом желаемого теплового КПД. Для этого используется показатель R-значения, которое применяется для количественной оценки изоляционных свойств материала. Чем выше относительное значение R, которое отнесено к размерам кровли, тем лучше.

Читайте также:
Ландшафтный дизайн коттеджей: 33 фото красивого оформления участка 45 соток

Рассмотрим ранжирование наиболее популярных видов теплоизоляционных материалов с различными показателями R:

    Кровельная теплоизоляция листовым пенопластом (R — до 7,5) по данным различных производителей.

Теплоёмкость такого материала увеличивается при добавке компонентов, содержащих фенольные смолы, но это ухудшает экологические свойства продукта, поэтому сейчас такие теплоизоляторы практически уже не производятся.

Плотность листового пенопласта по ГОСТ 20916-87, в зависимости от марки колеблется в пределах от 15 до 60 кг/м 3 . При этом теплопроводность материала начинает заметно уменьшаться только при плотности, превышающей 35 кг/м 3 .

С увеличением плотности повышается также стойкость данного материала от коррозии и кислотных воздействий.


Полиуретановая изоляция крыши (R = 7,2). Напыление плоских крыш полиуретаном – удачный выбор, поскольку при сравнительно небольшой плотности материал обеспечивает хорошую теплоизоляцию кровли.

Обычно используется однокомпонентная или двухкомпонентная аэрозольная полиуретановая пена, а для установки ограждающих конструкций здания или парапетов применяют металлические панели.

На теплоизоляцию они мало влияют, поскольку основные тепловые потоки идут перпендикулярно покрытию, а не в касательном направлении к нему. У полиуретана есть несколько преимуществ: благоприятные структурные характеристики, стабильность размеров и влагостойкость.

Основное же преимущество аэрозольной полиуретановой пены заключается в том, что она может плотно прилегать к неровным поверхностям на самых разных основах. Обычно наблюдается долговременная стабильность значения R, а также высокая огнестойкость.

Полиуретан практически не имеет ограничений по температуре и влажности в большинстве климатических зон нашей страны. Плотность вспененного полиуретана – от 8 до 100 кг/м 3 , но на практике для утепления используют пену конечной плотности не ниже 40…60 кг/м 3 .


Кровельная изоляция из полиизоцианурата (R — от 6,8 до 7,5). Это – также пенистый материал, имеющий закрытые ячейки, который в процессе нанесения прочно сцепляется с основной подложкой, например, фольгой или стекловолокном.

Состав вспенивающих агентов адаптирован с экологической точки зрения, а также для достижения нулевого озоноразрушающего потенциала.

Изоляция кровли из вспененных полиизоцианурных плит — одно из наиболее современных решений в области кровельной теплоизоляции кровельных изоляционных материалов.

Продукт может поставляться в виде конических теплоизоляционных плит. Вариантом утепления является изоляция крыши из негалогенированных полиизоциануратов. Плотность материала составляет не менее 40 кг/м 3 .


Изоляция крыши из экструдированного пенополистирола высокой плотности (R = 5).

Теплоизоляция образуется методом экструзии: так удаётся получать слой материала, в котором практически отсутствуют закрытые ячейки.

Многие производители добавляют в рецептуру краситель, чтобы придать покрытию цвет — обычно розовый, зелёный или синий.

Материал может использоваться также для теплоизоляции подземных сооружений, например, гаражей. Технология нанесения данного типа покрытия представляет собой защищённую мембранную сборку. Учитывая применение клея для соединения отдельных листов, плотность покрытия составляет 30…40 кг/м 3 .

Анализируя варианты, можно всегда выбрать теплоизолятор оптимальной плотности с требуемыми соотношениями «цена-качество».

Скатная

Выбор вида теплоизоляции для наклонных крыш по номенклатуре практически не отличается от плоских (добавляются материалы минерального происхождения).

Тут имеет значение сортамент теплоизолятора: для более надёжного удержания используются рулоны, а стыки между ними заделываются клеем или строительным скотчем.

Обратите внимание! В настоящее время жёсткие стеклопластиковые панели не используются, поскольку однослойные кровельные системы характеризуются лучшими условиями укладки и повышенной экологической безопасностью.

Ниже приводится сравнительная таблица физико-механических показателей основных вариантов теплоизоляции скатных крыш.

Вид теплоизолятора Основа Плотность, кг/м 3 Теплопроводность, Вт/м∙град
Полиуретан Доска, брус 40…80 0,095…0,040
Полистирол Пенопласт 10…25 0,057…0,034
Пена 30…35 0,037
Стекловолокно Доска, брус 20…90 0,044…0,036
Пробковая теплоизоляция Со связанными смолами 60…140 0,036
Доска, брус 120…130 0,052…0,040
Пена 100…150 0,043…0,048

Какие теплоизоляторы лучше?

На основании вышеприведенных данных можно сделать следующие выводы:

    Наилучшим соотношением плотности и теплоизоляционной способности (R > 6) обладают полиуретаны, причём сортамент материала и способ теплоизоляции особого значения не имеют.

Преимущества – лёгкость нанесения, недостаток – дороговизна материала.

  • Хорошие показатели прочности/теплопроводности (R > 4,5) характерны для пенополистирола и полистирола. Они характеризуются разумной ценой, малой плотностью и доступностью, однако не всегда сочетаются со стекловолоконными смолами и легко повреждаются.
  • Неплохой вариант – применение рулонных материалов на основе базальтовой и минеральной ваты: удовлетворительная теплоизоляция (R > 3,5) и простота установки. Плотность, однако, часто больше желаемой, а влагостойкость – хуже, чем у всех вышеперечисленных материалов.
  • Чтобы компенсировать последствия установки теплоизоляции в различных типах кровли, помимо плотности, следует учитывать и остальные характеристики:

    • Устойчивость к воздействию химикатов, которые могут содержаться в осадках.
    • Влагостойкость.
    • Нечувствительность к вибрациям.
    • Огнестойкость.
    • Прочность.
    Читайте также:
    Черная напольная плитка (47 фото): глянцевое и матовое покрытие пола в интерьере, модели с блестками и золотом

    Значения большинства из вышеперечисленных параметров повышаются с ростом плотности продукта.

    Полезное видео

    Из видео узнаете, какую плотность утеплителя выбрать и почему:

    Заключение

    Описанный принцип выбора очень хорошо предсказывает эффект влияния толщины теплоизолятора на порядок и технологию его установки. Универсальность приёма может быть оценена только тогда, когда его распространить на возможно большее количество типоразмеров теплоизоляционной продукции, каждый из которых анализируется по фактическому соотношению показателей плотности и теплопроводности.

    Выбор плотности утеплителя и теплотехнический расчет толщины теплоизоляции

    Не правильный теплотехнический расчет толщины, выбор утеплителя низкой плотности, нарушение технологии монтажа теплоизоляционных материалов – типичные ошибки при частном строительстве. Не эффективное утепление – это лишние затраты, так как отапливать придется не только дом, но и улицу.

    Утеплитель, какой плотности использовать в строительных конструкциях и как правильно рассчитать толщину теплоизоляции для уменьшения теплопотерь, читайте в статье.

    Виды и область применения утеплителей

    Каждый тип изоляции в зависимости от величины сопротивления теплопередаче, прочности, способности сохранять форму при нагрузке имеет свою область применения. Для расчета эффективной толщины теплоизоляционного слоя первоначально нужно определить:

    1) Какие конструктивные элементы здания нужно утеплять. Важен тип изолируемой конструкции (вертикальная, горизонтальная, наклонная) и воспринимаемая нагрузка.

    2) Из возможных вариантов выбирают утеплитель с лучшим коэффициентом теплопроводности, соответствующий пожарной безопасности, удобный при монтаже.

    Ставить на первое место низкую стоимость теплоизоляционных материалов, грубая ошибка частных застройщиков. Пренебрегая коэффициентом сопротивления теплопередаче стройматериалов, из которых построены ограждающие конструкции дома не возможно, выбрать лучший утеплитель.

    Виды и назначение теплоизоляционных материалов:

    • Жёсткие плитные и листовые утеплители: минеральная вата, пенопласт, экструдированный пенополистирол − способны воспринимать нагрузку без изменения формы. Используются для утепления фасада под штукатурку, плоской кровли, пола под стяжку, монолитного и сборного железобетонного перекрытия. Утеплять жёсткими теплоизоляционными материалами конструкции под обшивку технически возможно, но неоправданно дорого.

    • Мягкие утеплители: базальтовая (каменная) вата, стекловата в рулонах и плитах, пенопласт низкой плотности – используются только в не нагруженных каркасно-обшивных конструкциях. Такие материалы применяют звукоизоляции и утепления, внутренних перегородок, наружных стен в системах вентилируемых фасадов, под сайдинг, вагонку, гипсокартон и прочие виды зашивки, для теплоизоляции пола на лагах, перекрытия холодного чердака по деревянным балкам, скатных крыш и мансардных кровель.

    • Распыляемые материалы (жидкий пенополиуретан, эковата, пеноизол и пр.) – создают теплоизоляционный слой, не способный воспринять нагрузку. Поэтому применяются для утепления горизонтальных, наклонных и вертикальных конструкций под обшивку.

    • Засыпная теплоизоляция (керамзит, шарики пенопласта, гранулированное пеностекло и пр.) применяется для горизонтального утепления обшивных конструкций. Сыпучие утеплители не стоит использовать для пола под стяжку из-за сложности выполнения работ.

    Оптимальная область применения строительных материалов для утепления различных элементов здания приведена в таблице 1.

    Таблица 1 – Какой утеплитель можно выбрать для теплоизоляции конструкций дома

    Назначение Утепляющие материалы
    Защита от теплопотерь для наружных стен под обшивку (сайдинг, блокхаус и пр.), пола на лагах, межэтажных и чердачных перекрытий по деревянным балкам, скатной крыши, мансарды • Пенопласт плотностью 10, 15, 20 (не подходит для стен деревянного дома из-за низкой паропроницаемости);
    • Мягкие теплоизоляционные плиты и маты из минеральной ваты плотностью от 75 кг/м3;
    Тепловая изоляция для вентилируемого навесного фасада • Только негорючий материал − плитная базальтовая вата плотностью от 90 кг/м3 и более с ветрозащитным слоем (согласно требованиям норм Беларуси − П7-03 к СНиП 3.03.01-87);
    Теплоизоляция для фасада под штукатурку по системе «Термошуба» • Пенопласт марки 15Н, 20Н, 25Н;
    • Жёсткие плиты фасадной минваты плотностью от 80 кг/м3;
    • Плиты XPS ρ=26-32 кг/м3 с фрезерованной поверхностью для увеличения сцепления клеевых составов с листами экструдированного пенополистирола;
    Утепление пола под стяжку • Пенопласт плотностью 25, 35;
    • ЭППС по рекомендациям производителя;
    Теплоизоляционный материал для тёплого пола под стяжку • Плиты пенопласта со специальными пазами, бобышками для укладки труб водяного тёплого пола,
    • Экструзионный пенополистирол для пола под стяжку (лучше с фольгой для увеличения теплоотражающего эффекта),
    • Фольгированный рулонный пенофол в качестве подложки поверх основной теплоизоляции
    Утеплитель для цоколя, фундамента, стен подвала • Экструдированный пенополистирол;
    Теплоизолирующий материал для эксплуатируемой кровли и пола под стяжку в гаражах, паркингах • Пенопласт 35Н;
    • Экструзионные полистирольные плиты;

    Выбрать удобный для монтажа размер утеплителя Вы можете в каталоге теплоизоляционных материалов беларуских и иностранных производителей.

    Коэффициент сопротивления теплопередаче

    Когда с областью применения каждого теплоизоляционного материала всё понятно, определяют наиболее эффективный из возможных вариантов для данной конструкции.

    Читайте также:
    Как обновить старую мебельную стенку: советы по мебели и дизайну помещения

    На потери тепла через конструктивные элементы зданий влияет толщина используемого материала и его коэффициент сопротивления теплопередаче — способность пропускать теплоту. Чем меньше коэффициент теплопроводности и толще слой строительного материала, тем лучше сохраняется тепло.

    Для наглядного представления необходимой толщины стен из однородного материала, соответствующей требованию по сопротивлению теплопередаче, мы произвели расчет, который учитывает теплотехнические характеристики применяемых строительных материалов. Полученные результаты смотрите на графике:

    • Пенополистирол
    • Минеральная вата
    • Газосиликатный блок
    • Массив дерева
    • Керамзитобетон
    • Кирпич

    Для выбора наиболее экономичного варианта, стоит обратить внимание на коэффициент теплопроводности строительных материалов в толще ограждающих конструкций: наружных стен, плоской или скатной кровли, мансардной крыши, чердачных перекрытий, окон, фундаментов, деревянных и бетонных полов (смотрите таблицу 2). Чем ниже этот показатель, тем меньшая толщина теплоизоляционного слоя потребуется.

    Таблица 2 – коэффициент теплопроводности строительных материалов

    Наименование Плотность, кг/м3 Теплопроводность* λ Вт/(м °С) при условии эксплуатации**:
    А (сухой режим) Б (нормальный режим)
    Конструкционные материалы
    Железобетон 2500 1,92 2,04
    Пено- и газобетон 1000-300 0,36-0,09 0,37-0,10
    Пено- и газосиликатные блоки 1000-300 0,36-0,09 0,37-0,10
    Кладка из керамического кирпича 1800 0,70 0,81
    Кладка из кирпича силикатного 2000-1600 1,36-0,69 1,63-0,81
    Кладка из кирпича керамического пустотелого (плотностью брутто кирпича 1400 кг/м3) 1600 0,63 0,78
    Сосна, ель поперек (вдоль) волокон 500 0,14 (0,29) 0,18 (0,35)
    Обычное стекло 2500 0.76
    Двухкамерный стеклопакет 32 4М—10—4М—10-4М 0,47
    Однокамерный стеклопакет 24 мм 4М—16—4М 0,32
    Рубероид (ГОСТ 10923-82) 600 0.17
    Черепица глиняная 1900 0.85
    Штукатурка гипсовая 800 0.3
    Штукатурка утепляющая 500 0.2
    Сталь 52

    Таблица 3 — Сравнение характеристик утеплителей по теплопроводности

    Наименование Плотность, кг/м3 Теплопроводность* λ Вт/(м °С) при условии эксплуатации**:
    А (сухой режим) Б (нормальный режим)
    Экструдированный пенополистирол 26-60 0,034-0,036 0,034-0,036
    Пенополиуретан 80-40 0,05-0,04 0,05-0,04
    Прошивные маты минваты 125-50 0,046-0,042 0,051-0,045
    Плиты минеральной ваты на синтетическом связующем 250-75 0,061-0,047 0,069-0,051
    Плитный полистирол (пенопласт) 50 0,043 0,052
    35 0,041 0,05
    25 0,043 0,052
    15 0,045 0,054
    Полистиролбетонные плиты 300-230 0,092-0,075 0,10-0,085
    Керамзит 800-200 0,21-0,11 0,23-0,12
    Эковата 35-60 0.032-0.041

    *значения коэффициентов приняты из приложения А ТКП 45-2.04-43-2006, технических характеристик от производителей теплоизоляции;

    **в жилых домах наружные ограждающие конструкции относятся к условиям эксплуатации Б, а внутренние стены, перегородки, чердачные и надподвальные перекрытия − к режиму эксплуатации А.

    Теплотехнический расчёт толщины теплоизоляции и проверку на не образование конденсата в толще конструкции выполняют проектировщики индивидуально для каждого случая по утвержденным нормативам для Беларуси. Методика и справочные значения приведены в ТКП 45-2.04-43-2006 с действующими изменениями и дополнениями.

    Какая должна быть толщина утеплителя: пенопласта, минваты, пенополистерола

    Толщина теплоизоляции зависит от:

    • температуры наружного воздуха зимой в месте строительства;
    • состава утепляемой конструкции: какие материалы использованы для несущего и отделочных слоёв, толщины и теплопроводности каждого слоя;
    • вида и плотности выбранного утеплителя.

    Формула расчета толщины утеплителя для теплоизоляции строительных конструкций

    Теплозащитная способность стены и сопротивление теплопередаче зависят от теплопроводности каждого строительного материала в толще конструкции, общее сопротивление теплопередаче представляет собой их сумму.

    Рассчитать, какая ориентировочная толщина утеплителя нужна для теплоизоляции наружной стены, чердачного перекрытия, плоской кровли, пола можно используя онлайн-калькулятор или самостоятельно — по формуле расчета коэффициента сопротивления теплопередаче:

    где R – расчётное сопротивление теплопередаче строительной конструкции (стены, перекрытия, пола, крыши),

    δ1, δ2, … δn – толщина, м, 1, 2, … n-ого слоя соответственно. Толщина теплоизоляции обозначается через Х и находится из решения неравенства. Округляется в бóльшую сторону.

    λ1, λ2,… λn – коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С), 1, 2, … n-ого слоя соответственно, зависит от типа и плотности материала (смотрите таблицу 2),

    αв = 8,7 Вт/(м2 °С) – теплоотдача поверхности конструкции внутри помещения,

    αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности:

    • для наружных стен и плоских кровель αн = 23 Вт/(м2 °С),
    • для перекрытия чердака, наружных стен с вентилируемым фасадом αн = 12 Вт/(м2 °С),

    Rнорм – нормативная величина сопротивления теплопередаче строительной конструкции:

    • для наружной стены Rнорм = 3,2 (м2 °С)/ Вт,
    • для совмещённого покрытия, перекрытия чердака Rнорм = 6,0 (м2 °С)/ Вт.

    По рассчитанной толщине подбирают стандартный размер утеплителя из каталога теплоизоляционных материалов.

    Тепла Вашему дому!

    Понравилась статья — поделись с друзьями в соц сетях, сделай доброе дело!

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: