Рассчитать пеноблоки на дом: Калькулятор пеноблоков — рассчитать пеноблоки

Бетон может быть холодным и твердым, но некоторые энергосберегающие строители нагреваются до изолирующих бетонных форм (ICF).

По мере того, как ICF становятся все более распространенными, профессионалы в области домашних выступлений должны знать, как они устроены и насколько хорошо они работают.

Рабочий в Джаррелле, штат Техас, прорезает панель Lite-Form с помощью кольцевой пилы, готовясь к установке окна. Если разрез не совсем квадратный, он воспользуется монтажной пеной, чтобы прикрепить пенопластовую панель к деревянной раме.

Рабочий разрезает форму обычной пилой. Единственным специальным инструментом для работы с МКФ является горячая проволока, предназначенная для прорезания электрических канавок в пенопласте.

Большие блоки American Polysteel устанавливаются на угловой детали в Джаррелле, штат Техас. Обратите внимание на грубый проем окна в деревянной раме слева.

Таблица 1. Оценки годовой экономии энергии Среднее Низкий Высокий Экономия энергии при отоплении 44% 36% 52% Охлаждение Экономия энергии 32% 16% 48% Отопление и охлаждение Энергосбережение 42% 34% 50%

Пазы для сантехнических и электрических проводов вырезаются из пенопласта горячим ножом или фрезером.

Блок готов к установке на место. В разных системах используются разные способы соединения двух сторон формы и соединения одной формы с другой.

Результаты полевых исследований являются хорошей новостью для тех, кто занимается энергоэффективным жильем. Но ICF предъявляют новые требования к специалистам в области энергетики и ОВКВ. Определение размеров отопительного и охлаждающего оборудования и, в частности, вентиляции, может быть сложной задачей. Руководство J, Обычная методика определения размеров систем отопления и охлаждения нуждается в настройке для работы с МКФ. Кроме того, в домах ICF почти всегда требуется дополнительная вентиляция. Подрядчики HVAC, использующие те же методы, которые они используют при обычном строительстве, будут склонны увеличивать размеры оборудования и обеспечивать слишком слабую вентиляцию.

В настоящее время около 30 брендов МКФ доступны в США и Канаде. Все они делятся на три основных типа: панельные, дощатые и блочные. Панели обычно представляют собой листы размером 4 фута на 8 футов с плоскими краями, которые скрепляются или приклеиваются друг к другу. Доски обычно имеют ширину 8 дюймов, длину 8 футов и толщину около 2 дюймов. Стальные или пластиковые стяжки вставляются в прорези в пенопласте, чтобы разделить плоскости и соединить соседние доски друг с другом. Блоки обычно самые маленькие (от 8 дюймов x 16 дюймов до 16 дюймов x 4 фута). Они соединяются друг с другом зубьями или шпунтовыми соединениями по краям, как блоки Lego.

Системы также создают внутренние полости разной формы, поэтому в них разное соотношение бетона и пены. Панели и доски образуют плоскую полость постоянной толщины, как обычная монолитная стена. Сетчатые системы имеют волнистую внутреннюю часть, которая придает бетону форму, напоминающую вафлю. Системы стоек и балок оставляют полости для стоек, которые нужно заливать вертикально через каждые 4 фута, и для горизонтальных балок, которые нужно отливать через каждые 8 ​​футов по вертикали.

Большинство ICF изготовлены из чистого пенопласта — пенополистирола (EPS), экструдированного полистирола (XPS) или полиуретана. В двух системах используется композит из цемента (около 20% по объему) и шариков пенополистирола. Они тяжелее и дороже, но производители утверждают, что такие блоки более долговечны.

Строительство начинается с особенно ровной плиты или нижнего колонтитула. Бригады обычно укладывают блоки на этот фундамент до высоты первого уровня (цоколь или первый этаж, в зависимости от обстоятельств). Арматура устанавливается по мере необходимости. Как и в случае с обычным монолитным бетоном, возможность высоких нагрузок, таких как промерзание грунта, ветер, землетрясение или многоэтажность, требует более частого армирования. Затем бригады заливают бетон, используя насосы, если верхняя часть стены находится значительно выше уровня земли.

После затвердевания бетона сооружают настил пола. Обычно это делается путем закрепления досок бухгалтерской книги или самих балок в бетоне. Далее следует строительство следующего уровня, и так далее, пока верх стены не достигнет высоты крыши. Затем команда прикрепляет верхние пластины и обрамляет крышу и внутренние стены более или менее обычным способом. Отделка прикрепляется к пенопластовым стенам различными простыми способами. Бригады часто могут прикреплять сайдинг и стеновые панели непосредственно к стяжкам; настенная плита может быть приклеена; а штукатурка и штукатурка прилипают непосредственно к большинству пенопластов.

Именно из-за энергоэффективности домовладельцы чувствовали себя комфортно. Например, говоря о комфорте, жильцы часто отмечают отсутствие сквозняков в домах МКФ из-за уменьшения инфильтрации воздуха через стены. Отмечают отсутствие холодных мест и равномерную температуру вдоль стен; это связано с практически непрерывным слоем изоляции. Домовладельцы также отмечают, что колебания внутренней температуры обычно небольшие и более плавные в течение цикла нагрева-охлаждения; вероятно, это связано с высокой теплоемкостью бетона.

В исследовании сравнивалось энергопотребление образца домов ICF из чистой пены с потреблением энергии каркасных домов аналогичных размеров и климата. Мы определили 29 совпадающих пар домов, для которых были доступны полные данные о счетах за коммунальные услуги. Всем домам было 6 лет или меньше, и они были заселены более года. Чтобы сравнить яблоки с яблоками, мы скорректировали потребление энергии, чтобы скорректировать важные различия в физических характеристиках домов и образе жизни жильцов. К ним относятся такие вещи, как размер дома, количество этажей, площадь окон, эффективность используемого оборудования HVAC и количество жильцов.

Мы обнаружили, что дома МКФ после всех корректировок потребляли в среднем на 44 % меньше энергии на отопление и на 32 % меньше на охлаждение (см. табл. 1). Общая экономия в долларах выше в холодном климате, потому что ICF экономят больше энергии в течение отопительного сезона. Это, по-видимому, связано с тем, что значительная часть охлаждающей нагрузки возникает из-за солнечного притока окон, фактор, на который стены не могут повлиять.

Расчетные значения R стенок ICF колеблются от 17 до 23. Недавние исследования в Национальной лаборатории Ок-Ридж подтверждают высокое значение R стенок ICF (см. R-значения стен, которые говорят все как есть, HE Mar/Apr ‘ 97, стр. 15). Напротив, испытания показали, что типичные готовые каркасные стены 2 x 4 с изоляцией R-11 фактически соответствуют R-9. В основном это связано с тем, что шпильки действуют как тепловой мост, нарушая изоляцию. Поскольку у ICF значение R примерно в два раза больше, чем у стенок каркаса, мы можем ожидать, что потери проводимости будут примерно вдвое меньше. Когда дом отапливается, потери проводимости стен составляют около 25%, поэтому мы можем ожидать, что ICF сэкономят около 12–13% тепловой энергии.

Испытания дверцы вентилятора на ICF из различных источников дали расчетный обмен воздуха в час (ACH), который колеблется от 0,11 до 0,5. Обследования новых каркасных домов с большой выборкой дают в среднем около 0,5. Таким образом, стены ICF, по-видимому, также почти наполовину снижают потери от инфильтрации воздуха. Поскольку потери на инфильтрацию составляют 20–40 % от общих тепловых потерь, уменьшение инфильтрации может снизить потребление энергии еще почти на 10–20 %.

Термическая масса в стене поглощает большое количество тепла без быстрого изменения температуры стены. Это несколько защищает интерьер от резких колебаний, выравнивая максимумы и минимумы дня. Это снижает потребление энергии, особенно когда средняя дневная температура наружного воздуха составляет около 70°F. В таких условиях тепловая масса препятствует тому, чтобы экстремальные температуры снаружи были замечены внутри дома. Инженерное моделирование тепловых массовых эффектов предполагает, что здания с хорошо изолированными стенами большой массы (такими как стены ICF) будут потреблять на 4-8% меньше энергии кондиционирования, чем хорошо изолированные стены малой массы, точное количество зависит от местного климата.

Более существенная экономия достигается за счет правильного подбора оборудования HVAC (см. «Эффективное охлаждение: реализация», HE , март/апрель 1998 г., стр. 35). Его размер, соответствующий более низкому энергопотреблению дома, может сэкономить достаточно денег, чтобы компенсировать большую часть более высокой стоимости стен.

Вероятно, в доме ICF можно установить от одной трети до половины мощности обогрева, которую можно было бы установить в том же каркасном доме, и примерно на треть меньше мощности охлаждения. Потребление энергии на отопление меньше примерно на 44%, но предполагается, что HVAC рассчитан на пиковую нагрузку, а не на общую нагрузку. Моделирование показывает, что стены с высокой тепловой массой из-за их амортизирующего эффекта, как правило, имеют более низкие пиковые нагрузки, чем их легкие аналоги.

Таким образом, не будет преувеличением предположить, что теплопроизводительность можно безопасно сократить вдвое. Несколько строителей ICF на Севере говорят, что они обычно без проблем устанавливают вполовину меньшую печь, чем в каркасном доме такого же размера.

Те же самые рассуждения, по-видимому, оправдывают уменьшение системы охлаждения как минимум на треть. Для дома среднего размера такое сокращение оборудования может привести к авансовым сбережениям в размере 2000-3000 долларов США, которые можно использовать для оплаты ICF.

Тем не менее, большинство подрядчиков HVAC не хотят уменьшать размеры оборудования, не говоря уже о том, чтобы уменьшать его настолько сильно. Они опасаются, что запроектированная более низкая нагрузка не будет точной, дом не сможет поддерживать заданную температуру, и в этом обвинят их. Они указывают на неопределенность точной нагрузки в том или ином доме.

На самом деле, даже в исследуемой выборке было несколько случаев, когда дома ICF и каркасные дома имели одинаковые нагрузки ОВКВ. Предположительно, это произошло из-за неизмеренных различий между домами, таких как герметичность конструкции крыши, степень изоляции крыши, попадание солнечных лучей, прокладка воздуховодов ОВКВ и энергоэффективность окон и дверей. Такое разнообразие склоняет подрядчиков HVAC быть консервативными.

Сторонники МКФ утверждают, что оборудование в каркасных домах, как правило, уже имеет негабаритные размеры, и что сохранение размеров без изменений при переходе на дома, столь же энергоэффективные, как МКФ, может не только завысить покупателю первоначальную стоимость оборудования, но также может создать другие проблемы. Крупногабаритное оборудование имеет тенденцию внезапно ударяться в дом потоком горячего или холодного воздуха и быстро отключаться. Оборудование не будет успевать эффективно работать, что приведет к таким проблемам, как неоправданно высокий расход топлива и отсутствие осушения при кондиционировании воздуха.

Несмотря на это, без точных цифр подрядчики HVAC, как правило, используют большое оборудование. Те немногие, кто использует пакеты моделирования нагрузки, такие как BLAST и HOT2000, рассчитывают более низкие нагрузки и устанавливают меньшее оборудование. Но большинство подрядчиков остаются консервативными.

Проблема вентиляции снаружи возникает из-за того, что в домах ICF, как правило, естественная инфильтрация воздуха намного ниже. На практике строители примерно половины всех домов ICF не устанавливают дополнительную вентиляцию и говорят, что не видели проблем. Тем не менее, многие эксперты рекомендуют проектировать воздухообмен, когда скорость воздухообмена без посторонней помощи будет ниже 0,35 ACH. И, согласно некоторым исследованиям, большинство домов ICF ниже этого уровня.

Некоторые строители, устанавливающие воздухообмен, используют простую заборную трубу. Это добавляет к первоначальной стоимости всего пару сотен долларов, но делает дом менее энергоэффективным. Другие используют полный теплообменник воздух-воздух. Это оказывает гораздо меньшее негативное влияние на энергоэффективность, но стоит 1000-2000 долларов.

Надлежащая вентиляция более проблематична. Есть несколько стандартов для любой формы строительства. В обеих этих областях дальнейшие исследования предоставят больше информации. В этот момент можно будет определить размеры HVAC и процедуры вентиляции, которые поддерживают комфортную, здоровую окружающую среду, но при этом используют экономию, разрешенную строительством ICF. В то же время, профессионал в сфере домашних услуг может наилучшим образом обслуживать клиентов, основываясь на более подробном знании домов ICF и того, как они работают.

Доктор Питер А. Вандерверф является директором проекта инновационного жилищного строительства в Школе управления Бостонского университета.

С Home Energy можно связаться по адресу: [email protected]
Журнал Home Energy — Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим Уведомлением об авторских правах