Теплоизоляция деревянного дома: Утепление стен деревянного дома изнутри: все, что нужно знать

Утепление деревянного дома

Важной частью комфорта в любом доме является тепло. Вот почему для деревянных домов одним из главнейших вопросов остается их утепление. Деревянный дом непременно нужно утеплять, поскольку дерево очень чутко к перепадам температур. Чтобы дом дольше радовал своим комфортом и внешним видом обязательно нужно позаботиться о его теплоизоляции.

В новом доме она осуществляется через год после окончания постройки. Обязательно нужно избежать продуваемости, законопатив стены. Дом из бревна или бруса требует утепления снаружи, иначе срок службы здания может весомо сократиться. Утеплители лучше использовать синтетические.

Самостоятельно утеплить дом можно используя различные утеплители для деревянного дома. Идеальным вариантом можно назвать технологию утепления дома еще при его проектировании, так как в этом случае учитываются все нюансы, связанные с самим процессом утепления.
Деревянный дом может быть утеплен снаружи или изнутри.

Чем утеплить дом из дерева?

Для утепления фасада деревянных домов идеальным решением станет теплоизоляция пенополиуретаном Экотермикс. Древесина имеет очень много плюсов и минусов, в частности это подверженность воздействию микроорганизмов, насекомых, грызунов, а также высокая возможность возгорания.

В свою очередь ППУ отличается высокой пожаробезопасностью, потому что содержит в своем составе антипирены, а также биологической устойчивостью к агрессивным средам. Более того, после напыления, пенополиуретан предстает сплошным бесшовным слоем пены, который с эстетической точки зрения хорошо смотрится в деревянном экстерьере.
 

Помните, что утепление деревянного дома снаружи лучше проводить в летнее время, когда перепады температур минимальны, а стены дома – сухие

Этапы внешнего утепления деревянного дома

Экотермикс  — единственная технология теплоизоляции, которая не требует устройства пароизоляции за счет того факта, что этот материал имеет высокие пароизоляционные свойства.

• Непременным условием качественной теплоизоляции дома является просушивание оснований сжатым воздухом. Необходимо учитывать, что при температуре воздуха +5°С воздух для обдувания должен быть теплым. Влажность деревянных поверхностей не должна превышать 12%, бетонных – 4%, гипсовых, цементных и гипсово-песчаных – 5%.
• Перед выполнением работ по утеплению нужно защитить поверхности, которые не предназначены для напыления с помощью плотной бумаги либо полиэтилена. Пробное напыление производится на участке поверхности размером 50 см2. По результатам пробы  вносят поправки в  соотношение компонентов.
• Контролировать качество выполненного утепления можно двумя способами: визуальным осмотром и с помощью специальных приборов – тепловизоров. Первый вариант, безусловно, более экономичный, но он не в состоянии показать скрытые дефекты, например, мостики холода. Тепловизор же показывает места потери тепловой энергии безошибочно. Более того, этот прибор можно также применять в том случае, если необходимо утеплять не весь дом, а конкретные участки. Перед началом работ можно провести исследование теплопотерь и выяснить места, которые требуют нанесения ППУ — изоляционного покрытия в первую очередь.

Внутреннее утепление дома из дерева

К внутреннему утеплению деревянных домов относят утепление полов, крыши и стен. Обычно советуют начинать теплоизоляцию с крыши. ППУ наносится при помощи специальной машины, нет необходимости обрезать плиты либо маты, правильно распределять утеплитель по поверхности или следить, чтобы не остались щели и прочее.

Предварительная подготовка основания не требуется, а само утепление пенополиуретаном дает возможность избавиться от многих внешних недостатков, таких как трещины, выбоины, неровности. Более того, время на утепление намного сокращается. Плотность нанесения пенополиуретана на поверхность кровли составляет от тридцати до шестидесяти килограммов на кубический метр.

Если необходимо, можно напылить еще один слой ППУ Экотермикс с плотностью, намного превышающей первый слой, – от ста двадцати до пятисот килограммов. Такое двойное напыление часто предстает нужным при утеплении сложных крыш, для звукоизоляции, обеспечения более эффективной защиты от негативных проявлений внешней среды.

Правильное проведение утепления деревянного дома обеспечит комфортный для вас температурный режим. А соблюдение всех этапов утепления станет залогом долгой и верной службы теплоизоляции вашего дома.

Качественная теплоизоляция поможет сэкономить деньги на обогреве, сохраняя тепло, но при этом нужно утеплить не только стены, но и двери, окна, пол и пр. Не забывайте, что в хорошо утеплённом доме зимой будет тепло, а летом — прохладно.

 

С ценами на услуги нашей компании можно ознакомиться в разделе СТОИМОСТЬ

Звоните и мы ответим на любые Ваши вопросы!

Санкт-Петербург: +7 (812) 648 13 48

Москва: 8-800-333-19-56

Или закажите консультацию специалиста в удобное для Вас время!

Заявка абсолютно бесплатна и ни к чему Вас не обязывает!

 

Нужно ли утеплять деревянный дом? Когда нужна теплоизоляция

Дома, выполненные из дерева, как правило, намного теплее, чем дома, построенные по каркасной технологии или кирпичные.

Объясняется это тем, что дерево лучше удерживает и не пропускает тепло наружу.  Если вы планируете проживать в таком доме круглый год, эксперты настаивают на дополнительном утеплении деревянного сруба.

Теплоизоляционные материалы не только увеличат количество тепла в вашем жилище, но и удлинят срок эксплуатации данного строения.

Что же следует утеплять в доме из бруса или деревянном доме в первую очередь?

Утеплять нужно фундамент, крышу, мансарду, если она у вас есть, а также пол, потолок и стены.

Вот только некоторые преимущества утепления деревянного строения:

• защита от промерзания и растрескивания деревянных конструкций,
• предотвращение накопления влаги и конденсата,
• утепление подвального помещения защитит фундамент от перекосов и плесени,
• экономия на расходы по отоплению вашего жилища.

Важно учитывать при выборе утепляющих материалов, что они должны не пропускать влагу, быть пожаробезопасными, иметь защиту от грызунов и быть экологичными.

Утепление стен деревянного дома снаружи

При утеплении стен деревянного дома нужно помнить, что влага должна выводиться наружу, следовательно, дом всегда утепляют именно с внешних сторон стен, что в будущем позволит вашему дому «дышать» и отдавать влагу.

Первым этапом нужно обработать стены дома антисептиком, чтобы исключить появление плесени и защитить стены от пожара.

Далее на поверхности обработанных стен следует смонтировать обрешетку, которая будет фиксировать плиты минеральной ваты. Вату нужно вставлять максимально плотно к обрешетке, выполняя эту задачу с нижней части стен.

Поверх утеплителя нужно будет смонтировать гидроизоляционную мембрану, которая не пропустит влагу к внутренним составляющим стены (к утеплителю и самим стенам), но позволит выводить влагу наружу.

После монтажа мембраны устанавливаем еще один слой обрешетки. На обрешетку монтируется непосредственно декоративный сайдинг или блок хаус.

Утепление крыши и потолка

Если ваш коттедж имеет мансардный этаж, нужно будет утеплять перекрытия между этажами и скат крыши. В перекрытие необходимо помесить утеплитель 50-100 мм. Если полы деревянные, то между лагами помещаем утеплитель; если пол бетонный, то применяем базальтовую вату.

Для утепления крыши под кровлей следует растянуть гидроизоляционную пленку, потом смонтировать утеплитель (можно минеральную вату) толщиной до 200 мм. На утеплитель сверху монтируем паронепроницаемую мембрану, чтобы позволит исключить наполнение утеплителя влагой из помещения второго этажа.

После этого нужно смонтировать обрешетку и на нее прикрепить отделочные материалы для вашего мансардного этажа.

Данная технология позволяет в полной мере утеплить ваш деревянный дом, защитить его от проникновения влаги и сделать его внешний вид еще более привлекательным.

Влияние диагональных связей на теплоизоляцию деревянных каркасных стен :: Биоресурсы

Лю, М. , Лу, Ф., Чжан, X., и Ян, X. (2020). « Влияние диагональных связей на теплоизоляцию деревянных каркасных стен », BioRes . 15(1), 517-528.

---

Abstract

Исследовано влияние различных раскосов на коэффициент теплопередачи деревянных стен с целью улучшения теплоизоляционных характеристик стен. Благодаря проверке надежности теоретического значения коэффициента теплопередачи это исследование показало, что большая доля площади деревянного каркаса приводит к большим теоретическим и испытательным значениям коэффициента теплопередачи. Коэффициент теплопередачи стены с пенополистирольным листом (ППС) составил 5,9.от 0% до 6,10% выше, чем у листа экструдированного пенополистирола (XPS), а испытанное значение было на 4,75%-8,60% выше. Максимальное значение среднего коэффициента теплопередачи 12 стен с диагональными связями составило 0,366 Вт·м-2·K-1, что соответствовало тепловому уровню зоны суровых холодов. Тестовое значение коэффициента теплопередачи было больше, чем теоретически рассчитанное значение, а линейная корреляция достигала 0,978.

---

Скачать PDF

---

Статья полностью

Влияние диагональных связей на теплоизоляцию деревянных каркасных стен

Мингбинь Лю, ^a Фэн Лу, ^a, * Сюэдун Чжан, ^a и Сяолинь Ян ^b

Исследовано влияние различных раскосов на коэффициент теплопередачи деревянных стен с целью улучшения теплоизоляционных характеристик стен. Благодаря проверке надежности теоретического значения коэффициента теплопередачи это исследование показало, что большая доля площади деревянного каркаса приводит к большим теоретическим и испытательным значениям коэффициента теплопередачи. Коэффициент теплопередачи стены с пенополистирольным листом (ППС) составил 5,9.от 0% до 6,10% выше, чем у листа экструдированного пенополистирола (XPS), а испытанное значение было на 4,75%-8,60% выше. Максимальное значение среднего коэффициента теплопередачи 12 стен с диагональными связями составило 0,366 Вт·м ^-2 ·К ^-1 , что соответствовало тепловому уровню зоны суровых холодов. Тестовое значение коэффициента теплопередачи было больше, чем теоретически рассчитанное значение, а линейная корреляция достигала 0,978.

Ключевые слова:   Стена;   Диагональные связи; Изоляция; Коэффициент теплопередачи

Контактная информация: а: Факультет промышленного дизайна Аньхойского политехнического университета Уху, Аньхой, Китай; б: Школа архитектуры Чжэнчжоуского университета Чжэнчжоу, Хэнань, Китай;

* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Деревянные каркасные стены являются основными конструкционными элементами, используемыми в малоэтажном деревянном строительстве для эффективной теплоизоляции. В Северной Америке несколько исследований оценивали теплоизоляционные свойства стен с деревянным каркасом. Во всестороннем исследовании проектирования легких деревянно-каркасных зданий с точки зрения энергосбережения и теплоизоляции для улучшения тепловых характеристик деревянно-каркасных зданий использовались разумное планирование и конструктивное проектирование, выявление экспериментальных параметров для материалов и получение теоретическая формула для расчета потерь тепла при проектировании, строительстве и экспериментальных испытаниях (Шервуд и Ганс 19). 79). В 2008 году Ассоциация инженеров по дереву (APA) провела исследование изоляции каркасных стен из легкого дерева. Они изложили эффективные меры по улучшению теплоизоляции и энергосбережения деревянных каркасных зданий по пяти аспектам, включая материалы стен, воздухонепроницаемость стен, теплоизоляцию, звукоизоляцию дверей и окон и установку. отопительного оборудования. Смегал и Штраубе (2010) провели систематическое исследование двухрядных стоек и высокотемпературных стен с внешней теплоизоляцией с точки зрения изменения климата в холодных регионах. Для обеспечения высокого уровня теплоизоляционных характеристик деревянно-каркасных зданий ими была предложена стратегия теплоизоляции между фундаментом здания, цоколем и стеной, которая удовлетворяла бы требованиям теплоизоляции холодного региона за счет контроля герметичности здания. Исследование, проведенное Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL, США), позволило создать Альянс исследований зданий с нулевым потреблением энергии (ZEBRA) (Miller  и др.  2010). Они изучили четыре недавно построенных деревянно-каркасных здания с различными теплоизоляционными конструкциями с использованием структурно-изолированных панелей (SIP), оптимизированной каркасной конструкции (OVF), динамической ремонтной конструкции (DE) и системы внешней изоляции и отделки (EIFS). Кроме того, исследование показало, что термическое сопротивление наружной стены с использованием SIP- и OVF-конструкций превысило 4,4 м ² ·K·Вт ^-1 , а энергопотребление составило примерно половину действующего американского строительного стандарта (Nyers 9).0004 и др.  2015), который продемонстрировал отличные теплоизоляционные характеристики. Компания Forestry Product Innovations опубликовала руководство по проектированию энергоэффективных ограждающих конструкций многоквартирных жилых домов с деревянным каркасом в морских и холодных климатических зонах в Северной Америке   (Finch et al.  2013). В этом руководстве представлены технические рекомендации и спецификации по энергосбережению, теплоизоляции, воздухонепроницаемости и качеству воздуха в деревянно-каркасных зданиях в холодных регионах, а также предоставлена ​​справочная база для проектирования и исследования энергосбережения и теплоизоляции деревянного каркаса. здания. Кучерова и др.  (2014) изучали коэффициент теплопередачи стен с деревянным каркасом, которые использовались в течение многих лет. На основании этого испытания значение коэффициента теплопередачи U составило 0,04 Вт·м ^-2 ·K ^-1 , что немного выше значения, смоделированного программным обеспечением, но соответствует действующим техническим стандартам для теплопередачи. утепление деревянных каркасных домов. Blazek и др.  (2016) использовали метод калиброванного теплового ящика для проверки теплоизоляции четырех пассивных стен с деревянным каркасом. Используя измеренную температуру поверхности и потребление энергии для расчета коэффициента теплопередачи стены, они обнаружили, что ошибка между испытанным значением, стандартным значением и эмпирическим значением составляет около 13%. Они сравнили энергопотребление четырех стен и обнаружили, что энергопотребление оптимизированной конструкции четвертой стены составляет примерно 39% ниже, чем у неоптимизированной конструкции стены. Лю и др.  (2018) изучали факторы, влияющие на коэффициент теплопередачи деревянной каркасной стены, а также метод улучшения теплоизоляционных свойств стены. Двенадцать стен с различной конструкцией были испытаны методом испытаний теплосчетчика с горячим ящиком. Установлено, что влажность ели-сосны-пихты (СПФ), изоляционных материалов, шаг и толщина стоек оказывают влияние на коэффициент теплопередачи стен. Значения эффективного коэффициента теплопередачи трех стен варьировались от 0,325 Вт·м ^-2 ·K ^-1 до 0,398 Вт·м ^-2 ·K ^-1 , что соответствовало тепловому уровню I _t  области сильного холода. В связи с широким применением деревянно-каркасного строительства в различных климатических зонах и появлением новых материалов большое значение приобрели теплоизоляционные и стационарные свойства теплопередачи деревянно-каркасных стен (Zarr et al. 1995; Dalgliesh et al. др.  2005).

В этом исследовании оценивалось влияние теплоизоляционных характеристик деревянных стен за счет диагональных связей и соотношения материалов. Результаты предлагают научное руководство для будущего проектирования стен с деревянным каркасом, особенно в отношении антисейсмических и теплоизоляционных характеристик.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Стеновые материалы и конструкция каркаса

В качестве стоек деревянного каркаса стен использовали размерный пиломатериал

ели-сосны-пихты (СПФ) размером сечения 38×89 мм. В качестве обшивки использовались ориентированно-стружечная плита (ОСП) из лиственницы и отделочная доска из чертополоха (ТБ) размером 12 мм. В качестве изоляционного материала была выбрана стекловата (СВ); В качестве наружного изоляционного материала применялся лист пенополистирола (EPS) толщиной 30 мм или лист экструдированного пенополистирола (XPS). Войлок (3 мм) был проложен между деревянной рамой и ТБ в качестве изоляционного материала. В качестве гидроизоляционного слоя применялась древесно-пластиковая плита. На рисунках 1 и 2 показаны конструкции каркаса стен и их конструкции, которые относятся к канадскому деревянному каркасному строительству домов (Burrows 2005) и китайскому стандарту GB 50005 (2005).

Рис. 1.  Конструкции каркаса стены (единицы измерения указаны в миллиметрах)

Рис. 2.  Каркасная конструкция стены (числа в левой части рисунка обозначают толщину каждого слоя материала, а единицы измерения указаны в миллиметрах)

Стеновые конструкции

Конструкции и номера стен приведены в таблице 1. Предлагаемые конструктивные системы отвечали всем требованиям технических норм по устойчивости, звукоизоляции, техническим свойствам оболочек зданий, огнестойкости и сейсмостойкости жилых помещений. космос.

Таблица 1.  Конструкции стен

Методы

Теплоизоляционные характеристики стены были проверены в защищенном горячем шкафу в соответствии со стандартом GB/T 13475 (2008). Охраняемая горячая камера состояла из трех частей: холодной камеры, горячей камеры и камеры для образцов, как показано на рис. 3. Устойчивая теплопередача контролировалась температурами холодной камеры и горячей камеры для постоянной разницы температур холодного и горячего боксов. поверхности стен. Данные о температуре и тепловом потоке были проверены и записаны.

 

Рис. 3. Конструкция охраняемого термобокса

Тепловой поток проходил через стену с одной стороны на другую, и градиент температуры затухал в направлении толщины. Когда температура по обеим сторонам стенки достигла состояния динамического равновесия, по обеим сторонам стенки сохранялась постоянная разность температур за счет наличия термического сопротивления. Согласно стандарту GB/T 13475 (2008 г.), температура поверхности и температура воздуха по обеим сторонам стены проверялись датчиками температуры, а тепловой поток стены измерялся двумя прямоугольными датчиками теплового потока (один в положении шпилька, а другая у изоляции). Точки измерения температуры воздуха располагались в подвесном положении в холодном и горячем боксе по обеим сторонам стены. Девять датчиков температуры были расположены в репрезентативных местах теплового моста и изоляционной ваты по обеим сторонам стены (ТБ и древесно-пластиковая плита). Пластины теплового потока были расположены на средней стойке и в точке измерения изоляционной ваты, как показано на рис. 4.

 

Рис. 4.  Схема расположения точек измерения. (A – термопара; B – расходомер тепла).

Расчет

Расчет теплопередачи стены с деревянным каркасом был основан на принципе одномерной стационарной теплопередачи. Когда температура холодной и горячей камеры достигла стабильного состояния через 96 часов, свойство теплопередачи стены было рассчитано по температуре воздуха, двум поверхностным температурам стены и мощности, подводимой к защищенной горячей камере. Суммарная потребляемая мощность Q _p  скорректировано в соответствии с тепловым потоком Q ₂ стеновых и боковых обходных теплопотерь Q ₃ . Тепловой поток Q ₂ , протекающий через стену, и боковые тепловые потери Q ₃  были откалиброваны по образцу с термическим сопротивлением, которые показаны в уравнении. 1,

 (1)

где U  коэффициент теплопередачи (Вт·м ^-2 ·K ^-1 ), Q _P — полная мощность (Вт), Q ₂ — тепловой поток (Вт), Q ₃ — боковые тепловые потери (Вт),  А  это площадь образца (м ² ), T _h  – температура воздуха в горячей камере (°C), а T _c  – температура воздуха в холодильной камере (°C).

U = K ₁  ·  S ₁  +  K _S  ·  S _S  (2)

В уравнении. 2, U  — общий коэффициент теплопередачи стены (Вт·м ^-2 ·K ^-1 ), K _I  — коэффициент теплопередачи утеплителя хлопкового положения (Вт·м ^{— 2} ·K ^-1 ), S _I  отношение площади утеплителя к стене, K _S  коэффициент теплопередачи деревянного каркаса и диагональных связей (Вт·м ^{— 2} ·K ^-1 ) и S _S  отношение площади деревянного каркаса и диагональных связей к стене.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В этом разделе анализ, основанный на проверенных данных коэффициента теплопередачи ( Вт _SE ) стены, был рассчитан в соответствии с температурой воздуха в помещении и на улице, температурой внутренней поверхности стены из шпилек и изоляционного хлопка. положение, температура наружной поверхности стены шпилек и положение изоляционного хлопка, а также тепловой поток шпилек и положение изоляционного хлопка. Температура каждой точки измерения показана в таблице 2, а температурный график точки измерения приведен на рис. 5. На рис. 6 показан тепловой поток шипов и изоляционной ваты. На рис. 7 показан коэффициент теплопередачи изоляционной ваты и гвоздиков, а на рис. 8 показан общий коэффициент теплопередачи стены. Данные на рис. 8 были получены путем применения уравнения. 2 по коэффициенту теплопередачи на рис. 7 и соотношению материалов в таблице 3.

Рис. 5.  Температура точки измерения

Таблица 2. Температура точки измерения

Рис. 6. Тепловой поток изоляционного хлопка и шипов

Рис. 7.  Коэффициент теплопередачи утеплителя из хлопка и шипов

Рис. 8. Общий коэффициент теплопередачи стены

В соответствии с требованием расчета коэффициента теплопередачи в стандарте испытаний на энергосбережение для жилых зданий (JGJT132-2009), при достижении стационарного режима разница температур между последним расчетным значением ограждающей конструкции здания и полученным до 24 ч составляла не более 5 %. Последний коэффициент теплопередачи этого испытания составил около 0,33 Вт·м ^-2 ·K ^-1 . Коэффициент теплопередачи за 24 часа составил 0,316 Вт·м ^-2 ·К ^-1 , а значение разности температур составило 4,24%. Теплопередача достигнет стабильного состояния через 12 ч после испытания, а среднее значение коэффициента теплопередачи K _S  на шпильке было 0,37 Вт·м ^-2 ·K ^-1 ; Средний коэффициент теплопередачи К _I изоляционной ваты составил 0,332 Вт·м ^-2 · К ^-1 . Средний коэффициент теплопередачи в положении шипа был на 10,3% выше, чем в положении утеплителя из хлопка. Следовательно, при расчете общего коэффициента теплопередачи необходимо учитывать эффект теплового моста шпилек и диагональных распорок. Эффективное тепловое сопротивление или коэффициент теплопередачи следует использовать для выражения теплоизоляционных характеристик стены, а общий коэффициент теплопередачи стены следует рассчитывать в соответствии с методом взвешивания площади. Отношение площади хлопка утеплителя к площади всей стены W _S  составляло 61,6%, а соотношение деревянного каркаса и диагональных связей ко всей площади стены составляло 38,4%. Таким образом, общий коэффициент теплопередачи испытанной стены составил 0,347 Вт·м ^-2 ·К ^-1 .

Сравнение теоретических и измеренных значений

В зависимости от толщины и теплопроводности каждого слоя материала, рассчитанного по формуле. 2, общий коэффициент теплопередачи стены был основан на коэффициенте теплопередачи и коэффициенте площади изоляционного хлопка и шпильки. Коэффициент теплопередачи утеплителя из хлопка и шипа составил 0,278 Вт·м 9 .0020 -2 ·K ^-1 и 0,373 Вт·м ^-2 ·K ^-1 соответственно. Общий коэффициент теплопередачи стены составил 0,315 Вт·м ^-2 · K ^-1 на основе метода взвешивания площади.

Таблица 3.  Сравнение теоретического расчета с измеренным значением коэффициента теплопередачи

Теоретически рассчитанное значение общего коэффициента теплопередачи стен немного меньше измеренного при испытании значения из Таблицы 3. Все расчетные значения коэффициентов теплопередачи стен были меньше измеренных при испытании значений. Это было связано с 20-миллиметровой воздушной прослойкой между влагозащитным слоем и EPS или XPS или 3-миллиметровым войлоком между деревянной рамой и TB. Зазор пропускает горячий воздух из горячей камеры в холодную камеру и воздушный слой, что приводит к меньшей разнице температур между тепловым мостом и изоляционным хлопком с обеих сторон стены. Этот тест проводился в помещении с кондиционированием воздуха на открытом воздухе. На температуру в холодильной камере влияла температура воздуха в помещении, из-за чего разница температур обеих сторон стены между горячим мостом и изоляционным хлопком была меньше, а измеренное в ходе испытаний значение коэффициента теплопередачи было больше.

Погрешность между теоретическим и испытанным значением коэффициента теплопередачи составила от 7,95% до 15,6%. Коэффициент корреляции составил 0,978, что свидетельствует о высокой согласованности. Таким образом, коэффициент теплопередачи стены можно рассчитать по толщине и теплопроводности каждого слоя деревянного каркаса стены даже при условии, что испытательное оборудование не является очень точным, и, следовательно, оно может служить ориентиром для проектирования стены.

Большее соотношение площадей стоек и стен с диагональными связями привело к большему значению теоретического расчетного коэффициента теплопередачи и испытательного значения коэффициента теплопередачи, кроме стены с наклонными шипами ( W _SE ,  W _SX ), поскольку теплопроводность шпилек и диагональных распорок (SPF) была почти в 2 раза выше, чем у хлопчатобумажной изоляции. Большая теплопроводность привела к меньшему тепловому сопротивлению и большему коэффициенту теплопередачи.

Влияние диагональных раскосов на коэффициент теплопередачи

При сравнении армированной стены с диагональными связями и стандартной деревянной каркасной стены коэффициент теплопередачи армированной стены с диагональными связями увеличился на 13,0% до 31,2%. Однако максимальное испытанное значение среднего коэффициента теплопередачи стены деревянного каркаса составило 0,366 Вт·м 9 .0020 -2 ·K ^-1 , который соответствует требованиям стандарта проверки тепловых характеристик проекта энергосбережения гражданского здания   DGJ32/J 23-2006.   Также коэффициент теплопередачи наружной стены должен быть менее 0,4 Вт·м ^-2 ·K ^-1  в районах с сильными холодами, которые соответствуют тепловому уровню  I _t  для районов с сильными холодами . Таким образом, сейсмостойкая армированная стена могла немного снизить теплоизоляционные характеристики стены, но при этом соответствовала требованиям технических условий по теплоизоляционным характеристикам наружной стены в районах с суровым холодом.

На рис. 9 показано, что большее отношение площади диагональных связей к площади стены приводит к большему теоретическому значению коэффициента теплопередачи стены. Проверенное значение коэффициента теплопередачи ( Вт _SE , Вт _SX ) стены было больше, чем у стены с наклонными связями с шипами. Это было связано с тем, что теплопроводность (0,072 Вт·м ^-1 · K ^-1 ) SPF была почти в два раза выше, чем у GW (0,041 Вт·м ^-1 · K ^{-1 9 ).0021). Большая теплопроводность уменьшила тепловое сопротивление и увеличила коэффициент теплопередачи. Когда стена находилась в состоянии теплопередачи, поток тепла легко проходил через тепловой мост деревянного каркаса с более высокой теплопроводностью. Причина того, что испытанное значение коэффициента теплопередачи ( Вт _SE ,  Вт _SX ) становится меньше с увеличением отношения площадей диагональных связей, заключалась в том, что плоскость наклонных шипов образует вертикальное соотношение. с плоскостью шпильки, и только самая тонкая поверхность (38 мм) была заделана в канавку шипа шпильки. В направлении толщины стенки были сформированы SPF толщиной 38 мм и GW толщиной 54 мм, а теплопроводность в направлении толщины диагонально-шиповой распорки находилась между SPF и GW, и не было прямого эффекта теплового моста между холодными и горячими поверхностями. . В результате общий коэффициент теплопередачи стены стал меньше, термическое сопротивление увеличилось, а показатели теплоизоляции улучшились.}

Рис. 9.  Влияние диагональных связей на коэффициент теплопередачи стены

Влияние внешней теплоизоляции на коэффициент теплопередачи

Коэффициент теплопередачи стены деревянного каркаса с пенополистиролом показал более высокие значения, чем с использованием XPS, как показано на рис. 10. Теплопроводность пенополистирола составила 0,031 Вт·м ^-1 ·K ^-1 , а XPS составила 0,026 Вт·м ^-1 ·К ^-1 . Термическое сопротивление пенополистирола было меньше, чем у пенополистирола, в результате чего коэффициент теплопередачи стены с наружным утеплителем с использованием пенополистирола составил 5,9.от 0% до 6,10% выше, чем теоретическое значение стены с использованием XPS, и от 4,75% до 8,60% выше, чем испытанное значение последнего.

Рис. 10 . Влияние наружного теплоизоляционного слоя на коэффициент теплопередачи

ВЫВОДЫ

1. Теплоизоляционные характеристики стен с деревянным каркасом должны быть проверены на позициях деревянного каркаса и изоляционного хлопка соответственно. Эффективный коэффициент теплопередачи стены следует рассчитывать по методу взвешивания по площади.
2. Наличие воздушной прослойки толщиной 20 мм в стене и кондиционирование воздуха в помещении для испытаний вызовут небольшую разницу температур между термомостом SPF и изоляционным хлопком с обеих сторон стены. Проверенное значение коэффициента теплопередачи было больше, чем теоретически рассчитанное значение, а погрешность варьировала от 7,76% до 13,93%. Коэффициент корреляции составил 0,978, что свидетельствует о высокой согласованности.
3. Большая доля площади деревянного каркаса привела к большему теоретическому значению, а также к большему испытанному значению коэффициента теплопередачи, за исключением стены с наклонными шипами. Это произошло потому, что теплопроводность SPF была почти в два раза выше, чем у GW. Лучшая теплопроводность SPF привела к меньшему тепловому сопротивлению и большему коэффициенту теплопередачи.
4. Коэффициент теплопередачи стены с диагональными связями был на 12,97–31,24 % выше, чем у стандартных стен. Однако максимальный средний коэффициент теплопередачи стен составил 0,366 Вт·м ^-2 · K ^-1 , что соответствует изоляционным характеристикам зоны с суровыми холодами (уровень I _t ).
5. Коэффициент теплопередачи XPS был ниже, чем у EPS. Это было связано с тем, что теплопроводность пенополистирола составляла 0,031 Вт·м ^-1 ·K ^-1 , а XPS — 0,026 Вт·м 9 . 0020 -1 ·К ^-1 . Коэффициент теплопередачи с ЭПС был на 5,9–6,1 % выше, чем у ЭПС, а испытанное значение было на 4,7–8,6 % выше, чем у ЭПС.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы признательны за финансовую помощь Национальной программы исследований и разработок ключевых технологий Китая (№ 2015BAL03B03) и Проекта фонда инициации исследований Аньхойского политехнического университета (№ 2019YQQ022) в этом проекте.

ССЫЛКИ

Блазек, Дж., Мука, ​​М., и Тргала, К. (2016). «Стоимостная и теплотехническая оптимизация деревянного строительства в пассивном стандарте», Wood Research 61(3), 663-672.

Берроуз, Дж. (2005). Канадское строительство деревянных каркасных домов , 3 ^rd  Ed., Канадская ипотечная и жилищная корпорация (CMHC), Оттава, Канада.

Далглиш А., Корник С., Мареф В. и Мухопадхьяя. (2005). «Гигротермические характеристики ограждающих конструкций: использование для 2D- и 1D-моделирования»,  Материалы 10 ^-й  Конференция по строительным наукам и технологиям  5(2), 32-41.

Финч Г., Рикеттс Д. и Ван Дж. (2013 г.). Руководство по проектированию энергоэффективных ограждающих конструкций для многоквартирных жилых домов с деревянным каркасом в зонах морского и холодного климата в Северной Америке , Британская Колумбия, Канада.

ГБ 50005-2005 (2006). «Правила проектирования деревянных конструкций: расчетные величины», China Standards Press, Пекин, Китай.

ГБ 50176 (2015 г.). «Нормы теплового проектирования для гражданского строительства: методы расчета и измерения», China Standards Press, Пекин, Китай.

ГБ/т 13475-2008 (2008 г.). «Теплоизоляция. Определение стационарных свойств теплопередачи. Калиброванный и защитный горячий бокс: методы испытаний и измерений», China Standards Press, Пекин, Китай.

ГБ/т 50361-2005 (2005 г.). «Технические нормы для перегородок с деревянным каркасом: методы расчета», China Standards Press, Пекин, Китай.

Кучерова Л., Черникова М. и Хруба Б. (2014). «Тепловые свойства деревянных зданий по отношению к компьютерному программному обеспечению», Advanced Materials Research 899, 193-196. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.899.193

Лю, М.Б., Сунь, Ю.Ф., и Сунь, К. (2018). «Исследование свойств теплоизоляции и теплопередачи стен с деревянным каркасом», Wood Research  63(2), 249-260.

Миллер В., Косны Дж., Шреста С. и Кристиан Дж. (2010). «Усовершенствованные жилые корпуса для двух пар энергосберегающих домов», Летнее исследование ACEE по энергоэффективности зданий , 1-244.

Найерс, Дж., Кайтар, Л., Томич, С., и Найерс, А. (2015). «Инвестиционно-сберегающий метод для энергоэкономической оптимизации толщины теплоизоляции наружных стен»,  Энергетика и здания  86, 268-274.

Шервуд, Г. Э., и Ганс, Г. Э. (1979). Энергоэффективность в легких каркасных деревянных конструкциях (FPL-317), Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба.

Смегал, Дж., и Штраубе, Дж. (2010). Специальный исследовательский проект Building America: Анализ тематического исследования High-R Foundations , Building America Reports, Оксфордшир, Великобритания.

Ассоциация инженерных производителей древесины (2008 г.). Строительство энергоэффективных стен , Мэдисон, США A.

Zarr, R.R., Burch, D.M., и Fanney, A.H. (1995). «Перенос тепла и влаги в конструкции стен из дерева: измерено по сравнению с прогнозом », NIST Building Science Series 173, 1-2.

Статья отправлена: 13 сентября 2019 г.; Экспертная оценка завершена: 9 ноября 2019 г.; Получена исправленная версия: 12 ноября 2109 г .; Получена вторая исправленная версия: 19 ноября 2019 г.; Принято: 23 ноября 2019 г.; Опубликовано: 2 декабря 2019 г.

DOI: 10.15376/biores.15.1.517-528

Дерево | Свойства, производство, использование и факты

хвойные и лиственные породы умеренной зоны, выбранные для демонстрации вариаций

Просмотреть все материалы

Ключевые специалисты:

Франсуа Пино Йоханнес Грубенманн Ганс Ульрих Грубенманн

Похожие темы:

сосна береза тик дуб бук

Просмотреть все сопутствующие материалы →

древесина , основная укрепляющая и проводящая питательные вещества ткань деревьев и других растений, а также один из самых распространенных и универсальных природных материалов. Древесина, производимая многими ботаническими видами, включая голосеменные и покрытосеменные растения, доступна в различных цветах и ​​узорах. Он прочен по отношению к своему весу, изолирует от тепла и электричества и обладает желательными акустическими свойствами. Кроме того, он придает ощущение «тепла», которым не обладают конкурирующие материалы, такие как металлы или камень, и относительно легко обрабатывается. В качестве материала дерево служит с тех пор, как на Земле появились люди. Сегодня, несмотря на технологический прогресс и конкуренцию со стороны металлов, пластмасс, цемента и других материалов, древесина сохраняет свое место в большинстве своих традиционных ролей, и ее эксплуатационные возможности расширяются за счет новых применений. В дополнение к хорошо известным продуктам, таким как пиломатериалы, мебель и фанера, древесина является сырьем для древесных плит, целлюлозы и бумаги и многих химических продуктов. Наконец, древесина по-прежнему является важным топливом во многих странах мира.

С ботанической точки зрения древесина является частью системы, которая переносит воду и растворенные минералы от корней к остальным частям растения, хранит пищу, полученную в результате фотосинтеза, и обеспечивает механическую поддержку. Его производят примерно от 25 000 до 30 000 видов растений, включая травянистые, хотя только от 3 000 до 4 000 видов производят древесину, пригодную для использования в качестве материала. Древесные лесные деревья и другие древесные растения делятся на две категории: голосеменные и покрытосеменные. Голосеменные, или шишковидные деревья, дают хвойные породы, такие как сосна и ель, а покрытосеменные растения производят лиственные породы умеренной и тропической зон, такие как дуб, бук, тик и бальза. Следует отметить, что различие, подразумеваемое пунктом твердая древесина и мягкая древесина верны не во всех случаях. Некоторые лиственные породы, например бальза, мягче некоторых мягких пород, например тиса.

прозрачная древесина

Посмотреть все видео к этой статье

Древесина является материалом, имеющим большое экономическое значение. Он встречается во всем мире, и его можно рационально использовать как возобновляемый ресурс, в отличие от угля, руды и нефти, которые постепенно истощаются. Благодаря заготовке в лесах, транспортировке, обработке в мастерских и промышленности, торговле и использованию древесина обеспечивает рабочие места и поддерживает экономическое развитие, а в некоторых странах — основные средства к существованию. Об этом свидетельствует сохраняющийся высокий спрос на древесину и изделия из дерева.

В весовом отношении потребление древесины намного превышает потребление других материалов. Более половины производимого круглого леса (бревен) потребляется в качестве топлива, главным образом в менее развитых странах. Производство бумаги и картона показало самый быстрый рост среди изделий из дерева; ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку потребление на душу населения в менее развитых странах приближается к уровню потребления в развитых странах. Рост населения мира является движущей силой увеличения потребления древесины и, как следствие, вырубки лесов.