Добрый день!
Возник интерес по влиянию на теплозащиту различной организации каркасной стены. Рассмотрен случай, где просвет между стойками 60см и пять вариантов:
1. Обычный одинарный каркас 50х200мм
2. Двойной (шахматный) каркас 50х100мм
3. Двойной (шахматный) несимметричный каркас. 50х150 + 50х50. Такой вариант рассмотрен как оценка сверху по теплозащите по сравнению с аналогичным перекрестным каркасом.
4. Двойной (шахматный) каркас 50х150мм. Ожидаемо лучший среди рассмотренных в плане звукозащиты.
5. Вообще нет стоек, один утеплитель - для сравнения.
Пирог упрощен для сравнения. обшит с обоих сторон деревом 1см (например ОСП) - лямда 0,15. Перенос влаги не учитывается. Утепление минватой - лямда 0,042. Безусловно, если уж делать такой пирог, то лучше с ППС (из-за пароограничивающего ОСП), но для сравнения это не играет никакой роли.
Результат представлен в виде стрелок плотностей тепловых потоков (длиннее стрелка - больше поток).
Изотермы и "ИК" изображения приводить не стал, они не особо информативны.
Численный результат - U-factor, через который рассчитан R (сопротивление теплопередаче)
1. U-factor=0,2279 => R=4,39
2. U-factor=0,2192 => R=4,56
3. U-factor=0,2210 => R=4,52
4. U-factor=0,2365 => R=4,23
5. U-factor=0,1951 => R=5,12
Для сравнения просто расчет по СНиП пирога из минваты без стоек для тех же параметров дает 1/8,7+0,01/0,15+0,2/0,042+0,01/0,15+1/23=5,05. Т.е. примерно все сходится.
Также полученные R можно было бы оценить на коленке с использованием аддитивного принципа (Лямда_утепленной_зоны=Лямда_дерева*долю_дерева+Лямда_ваты*долю_ваты). Тогда получаем следующие результаты:
1. R=4,27
2. R=4,27
3. R=4,27
4. R=3,96
5. R=5,05
Такой подход не чувствует разницы между расположением стоек, поэтому одинарный и двойной каркас при одинаковом количестве дерева дают один результат. Примерно такой же подход применяется в различного рода калькуляторах (smartcalc.ru к примеру). С точки зрения картинок выше - при таком подходе все стрелки строго горизонтальные.
Результат в smartcalc для случая 1 => R=4,26 (после введения сниженных коэффициентов теплопроводности приведенных выше).
Т.е. тот же аддитивный принцип только не через Лямда, а через R термическое.
Что интересно, smartcalc для перекрестного каркаса 100+100 почему-то дает более высокое R =4,37. Почему так получается пока понять не могу.
Выводы:
1. Все пироги состоятельны, и даже с толстым двойным каркасом (не смотря на большее количество дерева) тоже неплох.
2. Эффект по повышению теплозащиты от применения двойного каркаса вместо одинарного при том же количестве дерева находится в пределах 4%. Для двойных несимметричных и перекрестных несимметричных каркасов в пределах 3%. Вот и все за что боремся
3. Исходя из 2, если не обращать внимание на различия на уровне нескольких процентов, можно считать такие каркасы просто по аддитивному принципу (см. подходы выше).
4. Потеря от применения каркаса с повышенными звукоизоляционными свойствами (по варианту 4) по сравнению с одинарным каркасом составляет всего 4%. Но это достаточно прочная виброразвязанная конструкция (с точностью до исполнения узлов).
5. Исходя из 2 и 3 - основным способом приводящим к уменьшению теплопотерь на каркасной конструкции является снижение количества дерева (или иного материала). Т.е. применение двутавров, сцепленных легких двойных каркасов, увеличение шага и др.
При этом, чтобы бы мы не делали с каркасом, лучше последнего варианта (R=5,12) не получим. Т.е. у нас есть 17% потенциал увеличения теплозащиты за счет уменьшения дерева в стене от варианта 1 (стойки 5см, шаг 65см). (по аддитивному принципу потенциал составляет 19%). Будет дерева в два раза меньше - получим эффект на уровне 8%.
6. Тонкие материи. Можете заметить что аддитивный расчёт сильнее занижает сопротивление теплопередаче, чем в случае с отсутствием каркаса. Это объяснимо. Вблизи теплопроводного включения (каркаса) градиент температуры меньше, чем по глади утеплителя. Соответственно и теплопотери по утеплителю там меньше. Отсюда и некоторое возрастание R в том числе для случае одинарного каркаса и различие между 17% и 19% в предыдущем выводе.
