Формулы и смысл величин
Сопротивление теплопередаче слоя равно его толщине, делённой на теплопроводность: Rᵢ = dᵢ / λᵢ. Общее сопротивление стены R складывается из сопротивлений всех слоёв и двух поверхностных: R = Rsi + Σ Rᵢ + Rse. Единица измерения — м²·К/Вт: чем больше значение, тем лучше стена удерживает тепло.
Коэффициент теплопередачи U = 1 / R показывает, сколько ватт проходит через квадратный метр на каждый кельвин разности температур. Плотность теплового потока q = (tв − tн) / R. Умножив q на площадь стены, получают потери тепла через всю стену.
Пошаговый пример
Возьмём кирпичную кладку толщиной 0,38 м с λ = 0,6, слой утеплителя 0,1 м с λ = 0,04 и штукатурку 0,02 м с λ = 0,7. Слои дают 0,633; 2,5 и 0,029 м²·К/Вт соответственно. С поверхностными сопротивлениями 0,13 и 0,04 общее R составляет около 3,33.
Тогда U ≈ 0,30 Вт/(м²·К). При разности температур 45 градусов через каждый квадратный метр уходит примерно 13,5 Вт. Видно, что утеплитель даёт три четверти общего сопротивления, хотя занимает меньше трети толщины: кирпич проводит тепло в пятнадцать раз лучше.
Откуда брать теплопроводность
Теплопроводность зависит от плотности материала, его влажности и температуры. Для утеплителей и блоков используйте значения из паспорта производителя, указанные для условий эксплуатации, а не для сухого образца. Влажный утеплитель может проводить тепло заметно лучше сухого, и расчёт по паспортной цифре окажется завышенным.
Калькулятор не хранит справочные значения и требует вводить λ вручную именно поэтому: любая таблица приведёт к ошибке для вашего конкретного материала. Если нужна консервативная оценка, берите значение для повышенной влажности.
Сопротивления поверхностей
Воздух у стены движется медленно и тормозит передачу тепла, так что поверхности добавляют к стене собственное сопротивление. Для внутренней стороны оно больше, для наружной — меньше из-за ветра. В калькуляторе эти значения вводятся вручную, а в качестве исходных стоят общепринятые 0,13 и 0,04.
Если нужен расчёт только материалов стены, например, для сравнения вариантов утепления, поверхностные сопротивления можно обнулить. Тогда сравниваются чистые сопротивления слоёв без влияния условий у поверхности.
Что расчёт не учитывает
Одномерная модель предполагает однородные слои. Реальная стена имеет раствор в швах, крепёж, перемычки, откосы и углы, через которые тепла уходит больше. Из-за мостиков холода фактическое сопротивление может оказаться заметно ниже расчётного, а внутренняя поверхность в таких местах — холоднее.
Калькулятор также не проверяет влагонакопление и не сравнивает результат с нормативом. Требуемое сопротивление зависит от региона, климата и типа здания, поэтому сравнивать итог нужно с актуальными требованиями для вашего объекта или с проектом.
Формула расчёта
R = Rsi + Σ(dᵢ / λᵢ) + Rse; U = 1 / R; q = (tв − tн) / R
Проверенные примеры
Слои: 0,38 м при λ = 0,6; 0,1 м при λ = 0,04; 0,02 м при λ = 0,7. Rsi = 0,13, Rse = 0,04, температуры +20 и −25 °C.
R = 0,13 + 0,6333 + 2,5 + 0,0286 + 0,04 ≈ 3,332 м²·К/Вт. U = 1/3,332 ≈ 0,300 Вт/(м²·К), поток q = 45/3,332 ≈ 13,5 Вт/м².
Стена 0,2 м при λ = 1,7, поверхностные сопротивления нулевые, перепад 30 °C.
R = 0,2/1,7 ≈ 0,1176 м²·К/Вт, U ≈ 8,5 Вт/(м²·К), поток q = 30/0,1176 = 255 Вт/м².
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Запишите толщины слоёв в метрах от внутреннего к наружному и столько же значений теплопроводности λ.
- Введите сопротивления внутренней и наружной поверхностей и температуры воздуха по обе стороны стены.
- Нажмите «Рассчитать»: получите общее сопротивление R, коэффициент U и поток через 1 м² стены.