Тепловые мосты: скрытые потери тепла
Тепловые мосты — это участки в оболочке здания, где тепло уходит наружу быстрее, чем через соседние конструкции. В этой статье объясняются причины возникновения тепловых мостов, их последствия, такие как повышенная тепловая нагрузка и риск появления плесени, а также предлагаются практические решения для их предотвращения.
Что такое тепловой мост?
Тепловой мост возникает, когда поток тепла в определенном месте концентрируется или ускоряется. Это происходит из-за:
- Геометрических эффектов: углы, края, выступы
- Смены материалов: хорошо проводящий материал прерывает изоляцию
- Конструктивных слабостей: отсутствие или прерывание изоляции
Аналогия: Представьте себе свитер с дырками. Через дырки проходит больше холода, чем через остальную ткань — это "тепловые мосты" в свитере.
Три типа тепловых мостов
1. Геометрические тепловые мосты
Возникают из-за формы здания:
| Место | Проблема | Типичная потеря |
|---|---|---|
| Внешние углы | Больше внешней поверхности, чем внутренней | 5-15% больше |
| Края здания | Усиленный поток тепла | 5-10% больше |
| Аттика | Большая открытая площадь | 10-20% больше |
Компактные здания имеют меньше геометрических тепловых мостов. Куб имеет наиболее выгодное соотношение поверхности к объему.
2. Материальные тепловые мосты
Возникают из-за смены материалов в конструкции:
| Место | Причина | Пример |
|---|---|---|
| Стальные балки | Сталь проводит тепло в 50 раз лучше, чем изоляция | Балконы, навесы |
| Анкерные кольца | Бетон прерывает изоляционный слой | Опоры перекрытий |
| Оконные рамы | Алюминий без термического разделения | Старые металлические окна |
3. Конструктивные тепловые мосты
Возникают из-за строительных деталей:
| Место | Проблема |
|---|---|
| Соединения окон | Изоляционный слой заканчивается на раме |
| Короба для жалюзи | Часто не изолированы или плохо изолированы |
| Основание стены | Переход стена/плита |
| Соединение крыши | Переход стена/крыша |
| Проникновения балконов | Выступающие железобетонные плиты |
Оценка тепловых мостов
Показатель ψ (Пси)
Линейный коэффициент теплопередачи ψ (Пси) описывает дополнительную потерю тепла на метр длины теплового моста:
Определение: ψ показывает дополнительный поток тепла в ваттах, который теряется на 1 метр длины теплового моста при разнице температур в 1 Кельвин.
Единица измерения: Вт/(м·К)
| ψ-значение | Оценка | Пример |
|---|---|---|
| < 0,01 | Без тепловых мостов | Деталь пассивного дома |
| 0,01-0,05 | Очень хорошо | Оптимизированная деталь |
| 0,05-0,10 | Хорошо | Стандартное новое строительство |
| 0,10-0,20 | Средне | Простое новое строительство |
| > 0,20 | Плохо | Неоптимизированное соединение |
Показатель χ (Хи)
Точечный коэффициент теплопередачи χ (Хи) описывает точечные тепловые мосты, такие как дюбели или крепления:
Единица измерения: Вт/К
Пример: Дюбель через теплоизоляцию
- 1 дюбель с χ = 0,004 Вт/К
- При 100 дюбелях: 0,4 Вт/К дополнительная потеря тепла
Надбавка на тепловые мосты ΔUWB
Для упрощенных расчетов часто используется общая надбавка на тепловые мосты:
| Стандарт строительства | ΔUWB | Применение |
|---|---|---|
| Стандартные значения | 0,10 Вт/м²К | Общая надбавка на все конструкции |
| Детальное доказательство | 0,05 Вт/м²К | Конструктивная оптимизация |
| Без тепловых мостов | 0,00 Вт/м²К | Все детали подтверждены ψ ≤ 0,01 |
| Несанированный старый фонд | 0,15 Вт/м²К | Множество неоптимизированных деталей |
Внимание: Надбавка на тепловые мосты в 0,10 Вт/м²К может увеличить потери тепла через передачу на 20-40%!
Наиболее критичные тепловые мосты
1. Балконы и лоджии
Проблема: Выступающие железобетонные плиты полностью прерывают изоляционный слой.
| Ситуация | ψ-значение |
|---|---|
| Без термического разделения | 0,5-1,0 Вт/мК |
| С элементами типа Isokorb® | 0,15-0,20 Вт/мК |
| Выносной балкон | 0,05 Вт/мК |
Решение:
- Термически разделенные соединительные элементы (Isokorb®, Schöck®)
- Выносные балконы на собственных опорах
- Лоджии вместо выступающих балконов
2. Соединения окон
Проблема: Изоляционный слой заканчивается на оконной раме, переход критичен.
| Установка | ψ-значение |
|---|---|
| Окно в откосе без изоляции | 0,10-0,15 Вт/мК |
| Окно с изоляцией откоса | 0,03-0,06 Вт/мК |
| Окно в изоляционном слое (монтаж по RAL) | 0,01-0,03 Вт/мК |
Решение:
- Установка окон в изоляционном слое
- Изоляция откосов до рамы
- Монтаж по RAL с уплотнительными лентами
3. Короба для жалюзи
Проблема: Старые короба для жалюзи часто не изолированы или имеют только тонкие пенопластовые плиты.
| Состояние | Потеря тепла |
|---|---|
| Не изолированы | 30-50 Вт на короб (!) |
| Плохо изолированы | 15-25 Вт на короб |
| Хорошо изолированы | 5-10 Вт на короб |
Решение:
- Доработка изоляции коробов для жалюзи
- При реконструкции: накладные или встроенные жалюзи
- Уплотнения на направляющих ремней и ревизионных крышках
4. Основание здания/основание стены
Проблема: Переход от плиты к наружной стене конструктивно сложен.
| Исполнение | ψ-значение |
|---|---|
| Без периметральной изоляции | 0,3-0,5 Вт/мК |
| С периметральной изоляцией | 0,1-0,2 Вт/мК |
| Оптимизировано (например, термофундамент) | 0,03-0,08 Вт/мК |
5. Внешние углы
Проблема: Из-за геометрии в углах уходит больше тепла.
| Толщина стены/изоляция | ψ-значение |
|---|---|
| Тонкая изоляция | 0,05-0,10 Вт/мК |
| Толстая изоляция | 0,02-0,05 Вт/мК |
| Пассивный дом | < 0,01 Вт/мК |
Тепловые мосты и повреждения от влаги
Тепловые мосты не только проблема энергии – они также приводят к понижению температуры поверхности внутри:
Критическое место: Если внутренняя температура поверхности падает ниже точки росы воздуха в помещении, конденсируется влага → риск плесени!
Показатель fRsi
Температурный фактор fRsi оценивает риск плесени:
Формула: fRsi = (θsi - θe) / (θi - θe)
- θsi = Внутренняя температура поверхности
- θi = Температура в помещении
- θe = Внешняя температура
| fRsi | Оценка | Значение |
|---|---|---|
| ≥ 0,70 | Критично | Риск плесени! |
| ≥ 0,75 | Пороговое значение по DIN 4108 | Минимальное требование |
| ≥ 0,85 | Хорошо | Низкий риск |
| ≥ 0,95 | Очень хорошо | Практически нет риска |
Пример: Внешний угол
При 20°C внутри, -10°C снаружи и fRsi = 0,70:
θsi = fRsi × (θi - θe) + θe = 0,70 × 30 + (-10) = 11°C
При типичном воздухе в помещении (20°C, 50% влажности) точка росы составляет 9,3°C – едва достаточно!
При 60% влажности точка росы поднимается до 12,0°C → риск плесени!
Пример расчета: Надбавка на тепловые мосты
Одноэтажный дом с:
- Площадь наружных стен: 150 м²
- Конструкция стены с U = 0,24 Вт/м²К
Без надбавки на тепловые мосты
HT,Стена = 150 × 0,24 = 36 Вт/К
Со стандартной надбавкой (ΔUWB = 0,10 Вт/м²К)
HT,Стена = 150 × (0,24 + 0,10) = 150 × 0,34 = 51 Вт/К
Увеличение: +42%!
С оптимизированными деталями (ΔUWB = 0,05 Вт/м²К)
HT,Стена = 150 × (0,24 + 0,05) = 150 × 0,29 = 43,5 Вт/К
Меры по минимизации тепловых мостов
При новом строительстве
| Мера | Эффект | Дополнительные затраты |
|---|---|---|
| Компактная форма здания | -5 до -15% ТМ | Нет |
| Термически разделенные балконы | -70 до -80% ТМ | 150-300 €/м |
| Окна в изоляционном слое | -50 до -70% ТМ | 10-20 €/м |
| Непрерывный изоляционный слой | -30 до -50% ТМ | Планирование |
При реконструкции
| Мера | Эффект | Затраты |
|---|---|---|
| Изоляция коробов для жалюзи | -50 до -70% | 50-100 €/штука |
| Изоляция откосов окон | -30 до -50% | 30-50 €/м |
| Внутренняя изоляция откосов | -20 до -40% | 40-80 €/м² |
| Изоляция основания/периметра | -30 до -50% | 80-120 €/м² |
Практический совет: При замене окон всегда обращайте внимание на изоляцию откосов! Без изоляции эффект теплового моста часто ухудшается из-за более толстой изоляции на стене.
Тепловые мосты в калькуляторе тепловой нагрузки
Наш калькулятор тепловой нагрузки учитывает тепловые мосты:
- Общая надбавка по стандарту строительства (0,05-0,15 Вт/м²К)
- Автоматическая оценка в зависимости от возраста здания
- Предложения по реконструкции для минимизации тепловых мостов
Рассчитайте сейчас: Узнайте влияние тепловых мостов на вашу тепловую нагрузку с нашим калькулятором тепловой нагрузки.
Дополнительные статьи
- Потери тепла через передачу – Основная часть тепловой нагрузки
- Объяснение U-значения – Показатель конструкции
- Рекомендации по реконструкции – Меры против тепловых мостов
- Что такое тепловая нагрузка? – Возвращение к основам
Источники
- ГОСТ Р 54853-2011 – Тепловые мосты в строительстве
- СНиП 23-02-2003 – Тепловая защита зданий
- Каталог тепловых мостов – Рекомендации по конструкции