Тепловые мосты — это перемещение тепла через объект, который обладает большей проводимостью, чем окружающие его материалы. Проводящий материал создает путь наименьшего сопротивления для тепла. Тепловые мосты могут быть основным источником потерь энергии в домах и зданиях, что приводит к увеличению счетов за коммунальные услуги.

Тепловые мосты в домах

При строительстве жилых домов с помощью шпилек в стене может образовываться значительный тепловой мост. Американские дома традиционно строились с деревянными стойками 2×4, расположенными на расстоянии 16 дюймов от центра, с добавлением в полость изоляции из стекловолокна.

Несмотря на то, что теплоизоляция из стекловолокна может иметь значение R-15 или выше, ее можно размещать только между деревянными стойками. Эти шпильки обладают большей проводимостью, чем окружающая их изоляция из стекловолокна, поэтому, хотя изоляция снижает потери энергии через стену, она не останавливает потери энергии через тепловой мост.

Почти 25% стен дома состоят из деревянных стоек. Даже если у вас есть изоляция из стекловолокна в полости, она составляет целую стену дома с нулевой изоляцией. Поскольку вы платите за то, чтобы сделать свой дом комфортным, 25% ваших стен работают против вас.

Тепло всегда движется к холоду. Летом изнуряющая жара снаружи проникает через шипы в ваше кондиционированное помещение. Зимой деньги, которые вы тратите на обогрев дома, утекают на холодную улицу.

до борьбы с борьбой со счетом. Студенная стадья. . Во время строительства дома в стеновую систему можно легко добавить изоляцию, чтобы разрушить тепловой мост. В ситуации реконструкции слой изоляции может быть добавлен только изнутри или снаружи дома. Добавление изоляции изнутри, как правило, сложно и дорого, поскольку требует полной реконструкции для замены гипсокартона, отделки или другой внутренней отделки.

Самый простой способ добавить слой непрерывной изоляции к существующему дому — снаружи, под новым сайдингом. Фактически, Министерство энергетики США (DOE) говорит, что «когда будет установлен новый сайдинг, рекомендуется подумать о добавлении изоляции под новый сайдинг».

Добавив теплоизоляцию под новый сайдинг, вы не только разрушите тепловой мост и повысите энергоэффективность, но также сможете оставить внутреннюю часть дома нетронутой и одновременно преобразить внешний вид.

Для изоляции дома под новым сайдингом обычно используются три типа жесткой изоляции: пенополистирол (EPS), экструдированный полистирол (XPS) и графитовый полистирол (GPS). Все три варианта предлагают разный уровень энергосбережения и продаются в стандартных размерах, но отличаются другими функциями и преимуществами. Прочтите нашу предыдущую статью в блоге, чтобы узнать больше о EPS, XPS и GPS. панель. С этим продуктом вы получаете экономию энергии за счет добавления изоляции, а также значительно улучшаете долговечность и внешний вид сайдинговой панели. Убедитесь, что виниловый сайдинг с теплоизоляцией — это правильный выбор, чтобы разрушить тепловой мост в вашем доме >

Потеря энергии через боковые стенки на дому составляют почти 35% от общей потери энергии, больше, чем окна (10%), дерки (15% (15%. ), фундамент (15%) и даже крыша (25%).

Тепловой мост, созданный деревянными стойками в доме, необходимо разрушить непрерывной изоляцией, чтобы уменьшить потери энергии. Одним из наиболее доступных моментов для добавления непрерывного слоя изоляции к существующему дому является установка нового сайдинга, будь то плоские жесткие листы изоляции или изолированный виниловый сайдинг.

Другие связанные темы

Знающие специалисты:
Обрезка окна

ТЕПЛОВЫЕ МОСТЫ В КОНСТРУКЦИИ СТЕН

ТЭК 06-13Б

ВВЕДЕНИЕ

Тепловые мосты возникают, когда относительно небольшая площадь стены, пола или крыши теряет гораздо больше тепла, чем окружающая область. Тепловые мосты могут возникать в любом типе строительных конструкций. Эффекты теплового моста могут включать повышенную потерю тепла, дискомфорт для жильцов, непредвиденное расширение/сжатие, конденсацию, повреждение от замерзания и оттаивания и связанные с этим проблемы с влажностью и/или плесенью для материалов, восприимчивых к влаге. Тяжесть теплового моста определяется степенью этих эффектов.

Тепловых мостов и последующего повреждения можно избежать с помощью нескольких стратегий, которые лучше всего применять на этапе проектирования, когда можно легко внести изменения. После строительства ремонт тепловых мостов может быть как дорогостоящим, так и сложным.

ТЕПЛОВОЙ МОСТ

Тепловой мост позволяет теплу «закорачивать» изоляцию. Как правило, это происходит, когда материал с высокой теплопроводностью, такой как стальной каркас или бетон, проникает в слой материала с низкой теплопроводностью, такого как изоляция, или прерывает его. Тепловые мосты также могут возникать в местах соединения элементов здания, таких как открытые бетонные плиты перекрытий и балки, которые упираются во внешние стены здания или проникают в них.

Причины

Тепловой мост чаще всего возникает из-за неправильной установки или выбора материала/проектирования здания. Примером неправильной установки, ведущей к тепловым мостам, являются зазоры в изоляции, которые позволяют теплу выходить вокруг изоляции, а также могут способствовать утечке воздуха. По этой причине изоляционные материалы должны быть установлены без зазоров на полу, потолке, крыше, стенах, каркасе или между соседними изоляционными материалами. Кроме того, изоляционные материалы должны быть установлены так, чтобы они оставались на своем месте с течением времени.

Хотя тепловые мостики в первую очередь связаны с кондуктивной теплопередачей (поток тепла через твердые материалы), эффект тепловых мостов может усиливаться за счет переноса тепла и влаги из-за движения воздуха, особенно когда теплый влажный воздух входит в стену. По этой причине здания с обычно высоким уровнем внутренней влажности, такие как бассейны, спа-центры и холодильные камеры, особенно подвержены повреждению влагой. Правильная установка замедлителей пара и воздуха может значительно снизить ущерб от влаги, вызванный тепловыми мостами. Бетонная кладка не обязательно требует отдельных паро- или воздухозащитных материалов: ознакомьтесь с местными строительными нормами и правилами.

Минимизация утечки влаги также уменьшит тепловые мосты из-за утечки воздуха по двум причинам: воздух будет проходить через те же места, что и влага; утечка воды может в некоторых случаях привести к разрушению воздушных барьеров и изоляционных материалов.

Последствия

Возможные последствия тепловых мостов:

• повышенные потери тепла через стену, ведущие к увеличению эксплуатационных расходов,
• непредвиденное расширение и/или сжатие,
• локальные холодные или горячие точки внутри в местах теплового моста, приводящие к дискомфорту жильцов и, в некоторых случаях, к конденсации, повреждению здания из-за влажности и проблемам со здоровьем и безопасностью,
• локальные холодные или горячие точки внутри конструкции стены, приводящие к конденсации влаги внутри стены и, возможно, к повреждению строительных материалов и/или проблемам со здоровьем и безопасностью, и/или
90 167 локальных теплых пятен на внешней стороне здания, которые потенциально могут привести к повреждению от замерзания, например ледяные запруды, непредвиденное расширение или сужение, а также возможные проблемы со здоровьем и безопасностью.

Не все тепловые мосты вызывают такие серьезные последствия. Однако о серьезности конкретного теплового моста следует судить по влиянию теплового моста на общую энергетическую эффективность здания; влияние на комфорт пассажиров; воздействие на конденсацию влаги и связанные с этим эстетические и/или структурные повреждения; и разрушение строительных материалов. Затем к проекту могут быть применены соответствующие корректирующие меры.

Требования

Стандарт ASHRAE 90.1, Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых зданий (ссылка 1) (включенный посредством ссылки в Международный кодекс по энергосбережению (ссылка 2)) рассматривает тепловые мостики в стенах, полах и крышах, предписывая учитывать тепловые мосты. для определения R-значений и U-факторов при сборке или составления отчетов. Для стен из бетонной кладки приемлемые методы определения значений R/U-факторов, которые учитывают тепловые мосты через стенки бетонных блоков кладки, включают: испытания, метод расчета изотермических плоскостей (также называемый последовательно-параллельным методом расчета) или двухмерный расчет. метод. Опубликованные NCMA R-значения и U-факторы, например, в TEK 6-1C, R-значения бетонных каменных стен Multi-Wythe, TEK 6-2C, R-значения и U-факторы для одинарных бетонных каменных стен Wythe, и Тепловой каталог сборок бетонной кладки (ссылки 4, 5, 6), определяются с использованием метода расчета изотермических плоскостей. Метод кратко описан в ТЭК 6-1С, так как он применим к стенам из бетонной кладки.

В одинарной стене из бетонной кладки стенки блоков и залитых раствором сердечников могут действовать как тепловые мосты, особенно когда сердечники бетонных блоков кладки изолированы. Однако эта потеря тепла редко бывает достаточно серьезной, чтобы вызвать конденсацию влаги на поверхности кирпичной кладки или другие эстетические или структурные повреждения. Эти тепловые мосты учитываются при определении общего значения теплопроводности стены, как указано выше. В суровых климатических условиях, в некоторых внутренних помещениях, где при определенных условиях может образовываться конденсат, или когда требуется иное, эффект теплового моста можно устранить, нанеся изоляцию на внешнюю или внутреннюю часть кладки, а не на сердцевины. Кроме того, тепловые мостики через перемычки можно уменьшить за счет использования более легкого каменного блока, или за счет использования специальных блоков с уменьшенным размером перемычки, или за счет использования блоков с меньшим количеством поперечных перемычек.

Армирование горизонтальных швов часто используется для предотвращения образования усадочных трещин в бетонной кладке. Расчеты показали, что влияние армирования швов на общую R-значение каменной стены составляет порядка 1-3%, что оказывает незначительное влияние на энергопотребление здания.

БЕТОННАЯ КИРПИЧНАЯ СТЕНА ПОЛОСТИ

В стенах с полостью каменной кладки изоляция обычно размещается между двумя перемычками каменной кладки, как показано на рис. называют пространство между обшивкой или стойками «полостью», которая отличается от стены полости в каменной кладке).

Поскольку анкеры изолированы от внутренней части здания, температура внутренней поверхности стены остается близкой к температуре внутри здания. Материал внутренней отделки вряд ли будет поврежден из-за конденсации влаги, а комфорт пассажиров вряд ли пострадает. Как и в случае армирования горизонтальных швов в конструкции с одинарной звездочкой, тип, размер и расстояние между анкерами будут влиять на потенциальное воздействие на потребление энергии.

Рис. 1—Изолированная кирпичная кладка

КИРПИЧНАЯ ОБЛИЦОВКА С ПОДКЛАДКОЙ ИЗ СТАЛЬНОЙ СТОЙКИ

На рис. 2 показано поперечное сечение типичной облицовки из бетонной кладки поверх стальной опорной стойки. Стальные шпильки действуют как прочные тепловые мосты в системе утепленных стен. Через сталь проходит почти в 1000 раз больше тепла, чем через изоляцию из минерального волокна той же толщины и площади. Стальная шпилька позволяет теплу обходить изоляцию и значительно снижает эффективность изоляции.

Так же, как и для стенок бетонной кладки, необходимо учитывать тепловые мосты через стальные стойки. Согласно стандарту ASHRAE 90.1, допустимыми методами определения R-значения изолированных стальных стоек являются: испытание, метод расчета модифицированной зоны или использование поправочных коэффициентов слоя изоляции/каркаса, показанных в таблице 1. Эффективное значение R-фактора каркаса/полости, показанное в таблице 1, равно R-значение изолированной секции стальной стойки с учетом теплового моста. Использование этих скорректированных R-значений позволяет проектировщику адекватно учитывать повышенное потребление энергии из-за тепловых мостов в этих стеновых узлах.

Таблица 1 показывает, что тепловые мосты через стальные стойки эффективно снижают эффективное значение R изоляции с 40 до 69.процентов, в зависимости от размера и расстояния между стальными шпильками и R-значения изоляции.

Поскольку стальные шпильки обычно соприкасаются с внутренней отделкой, в местах расположения шпилек могут образовываться локальные холодные пятна. В некоторых случаях влага конденсируется, вызывая сырость вдоль этих полос. Влажные участки, как правило, задерживают грязь и пыль, что приводит к более темным вертикальным линиям внутри в местах расположения стальных шипов. Если теплый влажный воздух из помещения проникает в стену, влага может конденсироваться на внешних фланцах стальных стоек, увеличивая вероятность коррозии стоек и соединителей и структурного повреждения стены. Гипсовое покрытие на внешней стороне стоек также может быть повреждено из-за влаги, особенно во время циклов замораживания-оттаивания. Эти воздействия могут быть сведены к минимуму путем включения сплошного слоя изоляции поверх стальной стойки/слоя изоляции.

Рисунок 2—Бетонная облицовка каменной кладки со стальной опорой

Таблица 1—Эффективные значения теплоизоляции/слоя каркаса для изоляции стены, установленной между стальным каркасом (ссылка 1) Тепловой мост показан на рис. 3. Когда эта стеновая система изолирована изнутри, как показано слева, тепловые мосты возникают на стальной балке и там, где бетонная плита перекрытия проникает во внутреннюю часть каменной кладки.

Лучшей альтернативой является размещение изоляции в полости, как показано справа на рис. 3, а не внутри. Эта стратегия эффективно изолирует как край плиты, так и стальную балку от внешней среды, существенно снижая поток тепла через эти области и вероятность образования конденсата, а также уменьшая тепловые нагрузки (ссылка 3).

Третий вариант, который не показан, заключается в установке изоляции на внутренней стороне стальной балки. Однако это решение не учитывает потери тепла через край плиты. Кроме того, внутренняя изоляция снижает температуру стальной балки и может привести к конденсации, если не будет обеспечен герметичный и непрерывный пароизолятор.

Рис. 3—Альтернативные способы теплоизоляции кромки перекрытия и балки по периметру

КИРПИЧНЫЙ ПАРАПЕТ

Поскольку парапет подвергается воздействию внешней среды с обеих сторон, он может действовать как тепловое ребро, отводя тепло через стену. На рис. 4 показаны две альтернативные стратегии изоляции каменного парапета. Слева, несмотря на то, что край плиты утеплен, парапет нет. Это позволяет избежать потери тепла между плитой крыши и опорной кладкой.

Лучшая альтернатива показана справа на рис. 4. Здесь сам парапет изолирован, что обеспечивает тепловую границу между внутренней частью здания и внешней средой. Это значительно снижает нагрузку на отопление и охлаждение и практически исключает возможность образования конденсата на нижней стороне плиты крыши.

Рисунок 4—Альтернативные методы изоляции каменного парапета

Ссылки

1. Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых зданий Стандарт ASHRAE 90.1. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, 2004 и 2007 гг.
.
2. Международный кодекс энергосбережения. Совет по международному кодексу, 2006 и 2009 гг.
3. Справочник ASHRAE — приложения HVAC. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, 2007 г.
4. R-значения стен из бетонной кладки Multi-Wythe, ТЭК 6-1С. Национальная ассоциация бетонщиков, 2013 г.
.
5. R-значения и U-факторы для одинарных стен из бетонной кладки Wythe, TEK 6-2C. Национальная ассоциация бетонщиков, 2013 г.
.
6. Тепловой каталог бетонных кладочных конструкций, TR233. Национальная ассоциация бетонщиков, 2010.
.

NCMA TEK 6-13B, редакция 2010 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, отказываются от какой-либо ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.