До второй половины XX века проблемы экологии мало кого интересовали, только разразившийся в 70 годах на Западе энергетический кризис остро поставил вопрос: как сберечь тепло в доме, не отапливая улицу и не переплачивая за энергоносители.
Выход есть: утепление стен, но как определить какая должна быть толщина утеплителя для стен, чтобы конструкция соответствовала современным требованиям по сопротивлению теплопередаче?
Эффективность утепления зависит от характеристик утеплителя и способа утепления. Существует несколько различных способов, имеющих свои достоинства:
- Монолитная конструкция, может быть выполнена из древесины или газобетона.
- Многослойная конструкция, в которой утеплитель занимает промежуточное положение между наружной и внутренней частью стены, в этом случае на этапе строительства выполняется кольцевая кладка с одновременным утеплением.
- Наружное утепление мокрым (штукатурная система) или сухим (вентилируемый фасад) способом.
- Внутреннее утепление, которое выполняют, когда снаружи по каким-либо причинам утеплить стену невозможно.
Для утепления уже построенных и эксплуатируемых зданий применяют наружное утепление, как наиболее эффективный способ снижения потерь тепла.
Рассчитываем толщину утеплителя
Теплоизоляция наружной стены дает снижение потерь тепла в два и более раз. Для страны, большая часть территории которой относится к континентальному и резко континентальному климату с продолжительным периодом низких отрицательных температур, как Россия, теплоизоляция ограждающих конструкций дает огромный экономический эффект.
Оттого, правильно ли рассчитана толщина теплоизолятора для наружных стен, зависит долговечность конструкции и микроклимат в помещении: при недостаточной толщине теплоизолятора точка росы находится внутри материала стены или на его внутренней поверхности, что вызывает образование конденсата, повышенной влажности, а, затем, образованию плесени и поражению грибком.
Методика расчета толщины утеплителя прописана в Своде Правил «СП 50. 13330. 2012 СНиП 23–02–2003. Тепловая защита зданий».
Факторы, влияющие на расчет:
- Характеристики материала стены – толщина, конструкция, теплопроводность, плотность.
- Климатические характеристики зоны строения – температура воздуха самой холодной пятидневки.
- Характеристики материалов дополнительных слоев (облицовка или штукатурка внутренней поверхности стены).
Слой утеплителя, отвечающая нормативным требованиям, высчитывается по формуле:
В системе утепления «вентилируемый фасад» термическое сопротивление материала навесного фасада и вентилируемого зазора при расчете не учитывают.
Характеристики различных материалов
Таблица 1
Значение нормируемого сопротивления теплопередаче наружной стены зависит от региона РФ, в котором расположена постройка.
Таблица 2
Необходимый слой теплоизоляционного материала, определена исходя из следующих условий:
- наружная ограждающая конструкция здания – полнотелый керамический кирпич пластического прессования толщиной 380 мм;
- внутренняя отделка – штукатурка цементно-известковым составом толщиной 20 мм;
- наружная отделка – слой полимерцементной штукатурки, толщина слоя 0,8 см;
- коэффициент теплотехнической однородности конструкции равен 0,9;
- коэффициент теплопроводности утеплителя — λА=0,040; λБ=0,042.
Калькуляторы расчета толщины утеплителя
Для расчета потребуются данные:
- размер стены;
- материал стены;
- коэффициент теплопроводности выбранного утеплителя;
- отделочные слои;
- город, в котором находится утепляемое здание.
Расчет будет выполнен в считаные секунды.
Поскольку у нас нет своего калькулятора, мы хотим порекомендовать, на наше мнение, очень даже неплохой онлайн калькулятор , на котором вы сможете выполнить расчет толщины теплоизолятора.
Итоги
Предусматривать снижение затрат на отопление дома желательно на стадии проектирования: заложив в проекте стены, не требующие утепления в дальнейшем, можно сэкономить значительные средства на эксплуатационных расходах.
В случае, если требуется утеплить уже готовый дом, рассчитать требуемую толщину утеплителя несложно. Единственный минус такого утепления – его долговечность меньше, чем срок службы несущей стены.
Теплый дом - мечта каждого владельца, для достижения этой цели строятся толстые стены, проводится отопление, устраивается качественная теплоизоляция. Чтобы утепление было рациональным необходимо правильно подобрать материал и грамотно рассчитать его толщину.
Размер слоя изоляции зависит от теплового сопротивления материала. Этот показатель является величиной, обратной теплопроводности. Каждый материал - дерево, металл, кирпич, пенопласт или минвата обладают определенной способностью передавать тепловую энергию. Коэффициент теплопроводности высчитывается в ходе лабораторных испытаний, а для потребителей указывается на упаковке.
Если материал приобретается без маркировки, можно найти сводную таблицу показателей в интернете.
Теплосопротивление материала ® является постоянной величиной, его определяют как отношение разности температур на краях утеплителя к силе проходящего через материал теплового протока. Формула расчета коэффициента: R=d/k, где d - толщина материала, k - теплопроводность. Чем выше полученное значение, тем эффективней теплоизоляция.
Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?
Теплоизоляция устанавливается для сокращения потерь энергии через стены, пол и крышу дома. Недостаточная толщина утеплителя приведет к перемещению точки росы внутрь здания. Это означает появление конденсата, сырости и грибка на стенах дома. Избыточный слой теплоизоляции не дает существенного изменения температурных показателей, но требует значительных финансовых затрат, поэтому является нерациональным. При этом нарушается циркуляция воздуха и естественная вентиляция между комнатами дома и атмосферой. Для экономии средств с одновременным обеспечением оптимальных условий проживания требуется точный расчет толщины утеплителя.
Расчет теплоизоляционного слоя: формулы и примеры
Чтобы иметь возможность точно рассчитать величину утепления, необходимо найти коэффициент сопротивления теплопередачи всех материалов стены или другого участка дома. Он зависит от климатических показателей местности, поэтому вычисляется индивидуально по формуле:
ГСОП=(tв-tот)xzот
tв - показатель температуры внутри помещения, обычно составляет 18-22ºC;
tот - значение средней температуры;
zот - длительность отопительного сезона, сутки.
Значения для подсчета можно найти в СНиП 23-01-99.
При вычислении теплового сопротивления конструкции, необходимо сложить показатели каждого слоя: R=R1+R2+R3 и т. д. Исходя из средних показателей для частных и многоэтажных домов определены примерные значения коэффициентов:
- стены - не менее 3,5;
- потолок - от 6.
Толщина утеплителя зависит от материала постройки и его величины, чем меньше теплосопротивление стены или кровли, тем больше должен быть слой изоляции.
Пример: стена из силикатного кирпича толщиной в 0,5 м, которая утепляется пенопластом.
Rст.=0,5/0,7=0,71 - тепловое сопротивление стены
R- Rст.=3,5-0,71=2,79 - величина для пенопласта
Для пенопласта теплопроводность k=0,038
d=2,79×0,038=0,10 м - потребуются плиты пенопласта толщиной в 10 см
По такому алгоритму легко подсчитать оптимальную величину теплоизоляции для всех участков дома, кроме пола. При вычислениях, касающихся утеплителя основания, необходимо обратиться к таблице температуры грунта в регионе проживания. Именно из нее берутся данные для вычисления ГСОП, а далее ведется подсчет сопротивления каждого слоя и искомая величина утеплителя.
Популярные способы утепления дома
Выполнить теплоизоляцию здания можно на этапе возведения или после его окончания. Среди популярных методов:
- Монолитная стена существенной толщины (не менее 40 см) из керамического кирпича или дерева.
- Возведение ограждающих конструкций путем колодезной кладки - создание полости для утеплителя между двумя частями стены.
- Монтаж наружной теплоизоляции в виде многослойной конструкции из утеплителя, обрешетки, влагозащитной пленки и декоративной отделки.
По готовым формулам произвести расчет оптимальной толщины утеплителя можно без помощи специалиста. При вычислении следует округлять число в большую сторону, небольшой запас величины слоя теплоизолятора будет полезен при временных падениях температуры ниже среднего показателя.
Важнейшим этапом отделки любого помещения является утепление полов. Многие недооценивают величину потерь тепла через пол, а ведь правильно подобранный утеплитель позволяет экономить на отоплении до 30% энергии. Особенно большая экономия достигается при использовании системы теплого пола, которую просто необходимо изолировать снизу, чтобы она не грела перекрытия или грунт.
Выбрать тип утеплителя, наилучшим образом подходящий для вашего помещения это только половина дела. Важно, чтобы слой утеплителя был достаточной толщины, ведь даже самый лучший утеплитель не обеспечит достаточной теплоизоляции, если будет уложен слишком тонким слоем. С другой стороны, излишне толстый слой утеплителя уменьшает высоту потолков в помещении и является неоправданной тратой денег.
Важно понимать, что необходимая толщина утеплителя зависит от климатических условий в вашей местности. Очевидно, что при использовании одного и того же утеплителя в однотипных домах в Сочи и в Норильске потребуется совершенно разная толщина слоя. Поэтому нужно учитывать, что все рекомендации в статье даны для типичного климата средней полосы России, где температура зимой редко опускается ниже -25 градусов. Если вы живете в более мягком или более суровом климате, то рекомендации нужно корректировать в большую или меньшую сторону.
Рассмотрим основные типы теплоизоляции и необходимую толщину слоя при применении в различных типах перекрытий.
Обычно этим словом называют вспененный полистирол и экструдированный полистирол (пеноплекс). По химическому составу и теплоизоляционны м свойствам эти материалы практически не отличаются, однако, пеноплекс обладает намного большей прочностью на изгиб и устойчивостью к крошению, чем традиционный пенопласт. По этой причине в последнее время большинство потребителей отказывается от вспененного полистирола (пенопласта) в пользу экструдированног о полистирола (пеноплекса).
Преимуществом данного типа теплоизоляции является низкая цена, легкость монтажа и влагостойкость. К недостаткам же можно отнести горючесть этого материала, причем при горении полистирола выделяется большое количество ядовитых веществ.
Плиты полистирола выпускаются толщиной от 5 мм до 50 мм, на кромках плит сделана специальная фаска, чтобы при монтаже на стыках не появлялись зазоры, а следовательно и «дорожки холода».
Если требуется толщина слоя более 50 мм, то укладывается два и даже три слоя полистирола, при этом каждый новый слой укладывается со смещением относительно предыдущего, чтобы стыки плит верхнего ряда приходились на центры плит нижнего.
При утеплении пола, располагающегося непосредственно над грунтом слой пенопласта должен быть не менее 300 мм, для дома с деревянным полом, и 200 мм для дома с наливными бетонными полами. Вы должны уложить как минимум 4 слоя самых толстых панелей пенопласта со смещением относительно друг друга.
Если под полом находится холодный подвал, то слой пенопласта можно уменьшить на 50мм.
Для утепления полов между этажами частного дома достаточно 150 мм пенопласта для деревянных полов и 100 мм для бетонных перекрытий.
Если вы утепляете полы в многоквартирном доме, то для всех этажей, кроме первого достаточно уложить один слой пенопласта толщиной 50 мм. На первом этаже толщину можно увеличить до 80-100 мм.
| Показатель | Полиспен | Полиспен Стандарт | Полиспен 45 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность, кг/м3 | 30-38 | 30-38 | 38,1-45 | по 5,6 |
| Предел прочности при изгибе, МПа, не менее | 0,4 | 0,4 | 0,4 | по 5,8 |
| Водопоглощение за 24 часа, % по объему, не более | 0,4 | 0,4 | 0,4 | по 5,9 |
| Теплопроводность при 25+-5 град.Цельсия, Вт/м * °C, не более | 0,028 | 0,028 | 0,030 | по 5,10 |
| Токсичность, Hcl 50, г/м3 | Т2 умеренноопасные | Т2 умеренноопасные | Т2 умеренноопасные | по 5,11 |
| Группа горючести | Г-3 нормальногорючие | Г-4 сильногорючие | Г-4 сильногорючие | по 5,12 |
| Группа воспламеняемости | В-2 умеренновоспламеняемые | В-3 легковоспламеняемые | В-3 легковоспламеняемые | по 5,13 |
| Коэффициент дымообразования | Высокая дымообразующая способность | Высокая дымообразующая способность | по 5,14 | |
| Прочность на сжатие при 10% линейной деформации, МПа, не менее | 0,2 | 0,2 | 0,3 | по 5,7 |
Это жидкий вариант пенопласта, который обладает теми же плюсами и минусами, что и твердый вариант. Преимущество его состоит в том, что он может быть залит в труднодоступные места и после застывания образует монолитное покрытие без швов.
К минусам же относится то, что необходимо думать о способе подачи пеноизола для заливки, на высоких этажах это может быть проблемой. В большинстве случаев пеноизол используется на этапе строительства частных домов, при утеплении полов в многоквартирных домах удобнее использовать пенопласт и пеноплекс.
Необходимая толщина слоя пеноизола такая же, как и у твердого пенопласта.
Стекловата и минеральная вата
Пожалуй, это один из самых бюджетных вариантов теплоизоляции. Помимо невысокой цены, вата совсем не горит и обладает хорошей паропроницаемост ью, поэтому отлично подходит для утепления деревянных полов. На этом плюсы данного материала заканчиваются. К минусам можно отнести то, что вата имеет свойство накапливать в себе влагу и это вызывает гниение и рост плесени, вторым недостатком является то, что со временем вата рассыпается, если слой теплоизоляции под полом закрыт недостаточно герметично, в результате частички волокон могут через финишное покрытие попасть в воздух и вызвать раздражение дыхательных путей. Также вата имеет очень низкую прочность, легко рвется и деформируется, что делает невозможным ее использование под бетонную стяжку.
Несмотря на недостатки, минеральная вата достаточно широко применяется в качестве утеплителя, как правило, в деревянных полах.
Большинство производителей выпускают стекловату и минеральную вату в рулонах или листах, толщиной от 50 до 200 мм. Листы можно укладывать в несколько слоев со смещением стыков, для лучшей теплоизоляции.
Для применения минеральной ваты на первых этажах, расположенных над грунтом, требуется очень хорошая гидроизоляция. Вата мгновенно впитывает в себя влагу, после чего теряет теплоизоляционны е свойства. По этой причине для теплоизоляции первых этажей лучше использовать пенопласт. Если по каким-то причинам необходимо все-таки использовать минеральную вату, то ее слой должен составлять не менее 400 мм.
Если под полом первого этажа находится подвал, то достаточно слоя минеральной ваты толщиной 300 мм.
При утеплении деревянных полов между этажами частного дома, слой ваты должен составлять не менее 200 мм, а в деревянных полах многоквартирных домов достаточно толщины 100 мм.
| Наименование | Преимущества | Минусы | Теплопроводность |
|---|---|---|---|
| Опилки | Дешевый, экологичный материал, отличается малым весом | Горючесть, подверженность гниению | 0,090-0,180 Вт/мК |
| Экологичный, долговечный материал, не подвержен гниению, негорюч | Большой вес, хрупкость | 0,148 Вт/мК | |
| Не гниет, водоустойчив, отличается малым весом и легкостью в монтаже | Низкая паропроницаемость, не выдерживает высоких температур, при плавлении выделяет токсины | 0,035-0,047 Вт/мК | |
| Минеральная вата | Низкая теплопроводность, удобна в монтаже, экологична, пожаробезопасна | При увлажнении дает усадку и теряет теплоизолирующие свойства | 0,039 Вт/мК |
Этот материал по своим характеристиками очень похож на минеральную вату, но сделан из целлюлозных волокон, поэтому абсолютно безопасен для здоровья. Так же как минеральная вата, эковата боится воды и легко деформируется. Поэтому в большинстве случаев ее используют для утепления деревянных полов между этажами.
Большим преимуществом эковаты является то, что она укладывается путем распыления под давлением из специальной трубы. Таким образом, утеплитель можно «задуть» под уже собранный пол, для этого необходимо лишь сделать несколько небольших технологических отверстий.
Необходимая толщина слоя эковаты соответствует толщине слоя минеральной ваты при прочих равных условиях.
Пробковый материал
Главным плюсом изоляции из натуральной пробки является крайне высокая звукоизоляция покрытия. Высокая цена материала компенсируется тем, что вы одновременно решаете проблему тепло- и звукоизоляции. К тому же пробковый утеплитель почти не горит, не боится влаги, устойчив к гниению и крайне прочен, что позволяет использовать его в качестве изоляции под наливные полы.
Благодаря достаточно красивой фактуре, пробковый утеплитель иногда оставляют даже в качестве финишного покрытия. В этому случае верхний слой покрывается специальным лаком, который защищает его и одновременно подчеркивает рисунок.
Пробковый утеплитель выпускается в рулонах и листах толщиной от 3 мм до 200 мм. Листы максимальной толщины позволяют утеплять полы над грунтом всего в один слой, но при этом стоят весьма недешево. Стоимость квадратного метра толстой пробковой изоляции может доходить до 5000 рублей. По этой причине пробковая изоляция на первых этажах зданий применяется достаточно редко.
Толщина пробковой изоляции на первом этаже частного дома с бетонными полами должна составлять не менее 100 мм, в полах между этажами с бетонными перекрытиями достаточно слоя в 50 мм, если перекрытия деревянные, то слой нужно увеличить до 70 мм. В многоквартирном доме пробковую изоляцию укладывают слоем от 10 мм до 30 мм, этого вполне достаточно для эффективной теплоизоляции и полной звукоизоляции от соседей снизу.
Видео - Пробковый утеплитель
Это сравнительно новый материал для утепления, он сочетает в себе прочность бетона и легкость полистирола. Материал имеет превосходные тепло- и звукоизоляционны е свойства и одновременно является прочной стяжкой. Он идеально подходит для теплоизоляции больших помещений, поскольку очень легко заливается и ровняется, команда опытных мастеров за день может залить до 500 м2 полистиролбетона.
Благодаря малому весу, полистиролбетон не оказывает большой нагрузки на перекрытия, в отличие от традиционной жидкой стяжки. Он не требует гидроизоляции и дополнительного утепления. Прямо поверх полистиролбетона можно укладывать плитку или ламинат на толстой подложке. Для укладки мягких покрытий, таких как ковролин или линолеум поверх утеплителя заливается тонкий слой традиционной стяжки, толщиной не более 30 мм.
Для эффективной теплоизоляции первых этажей частных домов над грунтом достаточно 300 мм полистиролбетона, если под полом находится подвал, то слой можно уменьшить до 200 мм. В полы между этажами частных домов обычно заливается 100 мм утеплителя, в многоквартирных домах достаточно слоя в 50 мм.
| Общие характеристики полистиролбетона | Значения |
|---|---|
| Группа горючести | Г1 |
| Плотность | от 150 до 600 кг/м³ |
| Морозостойкость | от F35 до F300 |
| Прочностные характеристики | от M2 до B2,5 |
| Коэффициент теплопроводности | в пределах от 0,055 до 0,145 Вт/м·°C |
| Паропроницаемость полистиролбетона | 0,05 мг/(м·ч·Па) |
Керамзит является популярным теплоизоляционны м материалом, применяемым в деревянных полах и полах с сухой стяжкой на основе ГВЛ. В последнем случае, кроме теплоизоляции, он является еще и выравнивающим материалом.
Керамзит является одним из самых дешевых материалов для теплоизоляции, он не горит, безопасен для здоровья и обладает небольшим весом. При этом он легко впитывает воду, что снижает его теплоизоляционны е свойства и значительно увеличивает вес. Поэтому применение керамзита требует надежной гидроизоляции. Еще одним недостатком керамзита является то, что при работе с ним в воздух поднимается большое количество пыли.
По теплоизоляционны м свойствам керамзит уступает большинству синтетических материалов, поэтому он требует засыпки более толстым слоем, что уменьшает высоту потолков в помещении.
Для эффективной теплоизоляции первых этажей зданий от грунта слой керамзита должен составлять не менее 400 мм при использовании деревянных полов и 300 мм при использовании бетонных перекрытий.
Между этажами частных домов в полы должно быть засыпано не менее 200 мм керамзита при деревянных перекрытиях и 150 мм при бетонных. В многоквартирных домах достаточно слоя керамзита в 50-80 мм.
| Показатели | 10-20 мм | 5-10 мм | 0-5 мм |
|---|---|---|---|
| Насыпная плотность, кг/м3 | 280-370 | 300-400 | 500-700 |
| Прочность при раздавливании, Н/мм2 (МПа) | 1-1,8 | 1,2-2 | 3-4 |
| Гранулометрический состав, % | 4 | 8 | 0 |
| Морозостойкость 20 циклов, потеря массы гравия, % | 0,4-2 | 0,2-1,2 | не регламентируется |
| Процент раздавленных частиц, % | 3-10 | 3-10 | нет |
| Теплопроводность, Вт/м*К | 0,0912 | 0,0912 | 0,1099 |
| Водопоглощение, мм | 250 | 250 | 290 |
| Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг | 270 | 270 | 290 |
Видео – Толщина утеплителя для пола
Чтобы создать зимой комфорт в доме , необходимо поддерживать в помещениях оптимальную температуру. Это нетрудно, если хозяин заранее побеспокоился об утеплении.
Однако просто уложить теплоизолирующий материал недостаточно . Для эффективной теплоизоляции необходимо, чтобы слой утеплителя был определенной толщины.
На первый взгляд сложностей здесь нет. Достаточно уложить побольше теплоизоляции – и тепло в доме обеспечено. Однако любой утеплитель имеет определенный вес, к которому добавляется вес удерживающей его конструкции. И весь этот вес закрепляется на стене, создавая дополнительную нагрузку .
Если дополнительная нагрузка превышает пределы прочности стены, теплоизоляция будет отваливаться вместе с кусками стены . Но даже когда прочность стены достаточна, излишняя теплоизоляция не приводит к дополнительной экономии топлива.
На первый план в этом случае выступают потери тепла при проветривании или через вентиляцию, а их с помощью теплоизоляции устранить нельзя . Зато затраты на укладку лишнего утеплительного материала могут быть значительными. С другой стороны сокращать толщину теплоизоляции ниже определенного предела тоже невыгодно – растут потери тепла и затраты на отопление.
В магазине стройматериалов можно попросить продавца рассчитать необходимую толщину и общее количество утеплителя. Это делается с помощью специальных компьютерных программ . Но надо учитывать, что сотрудники магазина заинтересованы в продаже максимального количества стройматериалов, поэтому могут существенно завышать цифры. Как же найти золотую середину?
Вопросом теплоизоляции зданий занимается прикладная наука теплотехника
. В соответствии с ее рекомендациями был создан Свод правил СП 50.13330.2012, входящий в СНиП 23-02-2003 и регламентирующий тепловую защиту зданий.
В СНиП 23-01-99 (Строительная климатология) приводятся исходные климатологические данные для местностей и регионов Российской Федерации.
Эти документы служат ориентирами для расчетов необходимой толщины и общего количества теплоизоляционных материалов. Проделав такие расчеты, владелец дома получает необходимую информацию для закупки и начала работ.
Тепловая защита зданий согласно Своду правил должна соответствовать таким требованиям :
- Тепловое сопротивление ограждающих конструкций не должно быть ниже указанных в документе значений.
- Удельная теплозащитная характеристика дома не должна превышать указанной нормы.
- Температура внутренней поверхности ограждающих конструкций не должна падать ниже минимально допустимого значения.
Из этих трех параметров самыми важными являются тепловое сопротивление и минимальное значение внутренней температуры. Они будут служить ключевыми величинами в расчетах.
Тепловым сопротивлением R TP называют величину, обратную теплопроводности. Ее размерность м 2 ·°C/Вт. Внутренняя температура поверхностей стен для жилых помещений нормируется в интервале 20–22°C.
Исходной величиной для расчетов служат градусо-сутки отопительного периода (сокращенно ГСОП). Размерность этого параметра °C·сут/год. Рассчитывают ГСОП по такой формуле:
ГСОП=(t B –t OT)·z OT ,
где t B – внутренняя температура (+22°C), t OT – средняя температура воздуха на улице за отопительный сезон, z ot – количество суток отопительного периода в году, когда среднесуточная температура не выше +8°C.
Примером послужит Москва . Для столицы РФ продолжительность отопительного периода 214 суток/год, а средняя наружная температура для этого периода t OT = –3,1°C (см. таблицу 1, Строительная климатология). Подставляем значения в формулу и получаем:
ГСОП = [(22 – (–3,1)] · 214 = 5371,4 градусо-суток.
Ищем величину сопротивления теплопередаче, соответствующую этому числу градусо-суток (см. таблица 3, Свода правил). Получилось число, отличающееся от круглых табличных значений, а в таблице только круглые значения. Для остальных случаев предусмотрена формула с коэффициентами a и b :
R TP = a · ГСОП + b
Подставляем в нее значения и получаем:
R TP = 0,00035 · 5371,4 + 1,4 = 3,27999 м²·°C/Вт.
Однако полученная величина – это суммарное тепловое сопротивление стены и утеплителя :
R TP = R CT + R y .
Тепловое сопротивление стройматериалов в указанном выше Своде правил рекомендуется считать с учетом условий эксплуатации . Согласно карте влажности климата (Строительная климатология) Москва находится в зоне нормальной влажности. Таблица 2 Свода правил рекомендует учитывать теплопроводность материалов для этих условий в помещениях с нормальной влажностью (большинство комнат) под литерой Б.
Допустим, что утеплять нужно стены из полнотелого глиняного кирпича на растворе из цемента и песка толщиной 0,51 м (два кирпича). Коэффициент теплопроводности такой кладки составляет 0,81 Вт/м·°C. Тепловое сопротивление материалов определяется соотношением:
где P – толщина материала, м, k – коэффициент теплопроводности, Вт/м·°C. Подставив значения, получаем:
R CT = 0,51 / 0,81 = 0,6296 м²·°C/Вт.
Тепловое сопротивление теплоизоляции равно разнице общего сопротивления и сопротивления стены:
R y = R TP – R CT = 3,27999 – 0,6296 = 2,65039 м²·°C/Вт.
Осталось определить толщину самого утеплителя. Будем использовать для теплоизоляции плиты из каменной ваты плотностью 50 кг/м³. Коэффициент ее теплопроводности при указанных условиях составляет 0,045 Вт/м·°C. Чтобы получить толщину , умножим ее тепловое сопротивление на коэффициент теплопроводности:
P y = R y · k = 2,65039 · 0,045 = 0,11927 м или примерно 12 см.
Такой расчет подходит для утепления стен под штукатурку .
Каменную вату, как пористый материал, снаружи на кирпичную кладку обычно укладывают, закрывая ее паропроницаемой мембраной , а потом монтируют вентилируемый фасад.
Через воздушную прослойку этого фасада постоянно снизу вверх проходит воздух. При этом он не только уносит пар из слоя каменной ваты, но и приводит к потере некоторого количества тепловой энергии.
Для вентилируемых фасадов больших размеров на многоэтажных зданиях теплотехники вывели формулы для расчета этих теплопотерь. Они позволяют рассчитать толщину дополнительного слоя утеплителя, чтобы компенсировать эти потери. Однако механизм расчета очень сложен и требует учета многих величин: скорости потока воздуха в прослойке, ее высоты, неоднородностей потока и т. п.
Делать такие сложные расчеты для одноэтажного загородного дома смысла не имеет. Опытные специалисты советуют при монтаже вентилируемого фасада увеличить рассчитанную толщину теплоизоляции примерно на 30%. В нашем примере получится:
P = P y · 1,3 = 0,11927 · 1,3 = 0,1550 м или примерно 15 см.
Т. е. чтобы утеплить дом в Москве с кладкой из полнотелого кирпича на растворе из цемента и песка с толщиной наружных стен 0,51 см, понадобится уложить три слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм, а затем смонтировать вентилируемый фасад.
Расчет толщины утеплителя для крыши
Расчет толщины теплоизоляции при укладке под кровлю
также имеет свои особенности. Под скатную или двускатную кровлю утеплитель монтируют по тому же принципу, что и на стену с вентилируемым фасадом.
Воздух проникает под кровлю снизу и, проходя через воздушную прослойку над утеплителем, выходит через щели под коньком. При этом также возникает дополнительная потеря тепла , которую нужно учесть при расчете толщины теплоизоляции.
Рассчитывать толщину утеплителя для кровли значительно проще, чем для стен. Ведь сама кровля практически не имеет теплового сопротивления, а под утеплителем на скатной или двускатной кровле никакого сплошного толстого конструкционного материала нет. Это значит, что нужно учитывать только тепловое сопротивление утеплителя.
При расчете будем исходить из того же значения ГСОП = 5371,4 градусо-суток и будем использовать ту же формулу сопротивления теплопередаче RTP = a · ГСОП + b. Однако значения сопротивления возьмем в графе 5 для чердачных перекрытий. Коэффициенты a и b там другие: a = 0,00045; b = 1,9. Подставив эти значения в формулу, получаем:
R У = 0,00045 · 5371,4 + 1,9 = 4,3171 м²·°C/Вт.
Толщину утеплителя считаем так же, как и для стен:
P У = R У · k = 4,3171 · 0,045 = 0,19427 м или примерно 20 см.
Иначе говоря, для утепления скатной или двускатной крыши дома в Москве понадобится четыре слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм.
Расчет толщины утеплительных материалов при укладке на стены можно сделать самостоятельно, учитывая данные действующих строительных норм и правил. Расчет толщины теплоизоляции для крыши практически не отличается от расчета для стен, но в этом случае надо использовать значения теплового сопротивления из другой колонки таблицы.
Как рассчитать толщину утеплителя для стен с помощью таблицы теплопроводности материалов посмотрите на видео:
Для того чтобы выбрать оптимальный утеплитель, необходимо знать, как рассчитать его толщину в каждом определенном случае, учитывая применяемые материалы.
Соблюдение технологии позволит в будущем значительно сэкономить на отоплении и убережет от больших расходов на электроэнергию. Также не придется тратиться на возможный ремонт здания из-за появления грибка, плесени, разрушения конструкций или по причине иных негативных последствий неправильного утепления.
Таблица теплопроводности
| Материал | Плотность | Коэффициент теплопроводности, вт/(м*с) |
| Опилки древесные | 0,070-0,093 (увеличивается с ростом плотности и влажности) |
|
| Пакля сухая | ||
| Пенобетон | ||
| Пенобетон | ||
| Пенопласт | ||
| Пенопласт ПВХ | ||
| Пенополистирол | ||
| Пенополистирол | ||
| Пенополистирол | ||
| Пенополистирол экструдированный ЭППС | ||
| Пенополиуретан | ||
| Пенополиуретан | ||
| Пенополиуретан | ||
| Пенополиуретан | ||
| Пеностекло | ||
| Пеностекло |
Из таблицы видно, что лидирующие позиции занимает пенополиуретан наименьшей плотности. Даже учитывая высокую цену по сравнению с остальными утеплителями, этот материал завоевывает все большую популярность. Особенно это заметно в частном строительстве. Кроме его свойства удерживать тепло, материал не горюч и совсем не боится влаги.
Сравнение разных видов
- При выборе подходящего варианта также следует знать, что чем выше его плотность, тем ниже свойства термоизоляции. Связано это с тем, что воздух, содержащийся в утеплителе, вытесняется самим материалом. На примере это выглядит так: используя для полов пенопласт плотностью 30 кг/м 3 , вы получите их более прочными, но не такими теплыми, как если бы вы применяли пенопласт низшей плотности.
- и пенопласт обладают почти одинаковой теплопроводностью. Выбирайте конкретный материал, отталкиваясь от особенностей монтажа. Минеральная вата при повышенной влажности теряет свои теплоизоляционные свойства. Поэтому если ожидается эксплуатация утеплителя с риском намокания, то в лучше выбрать пенопласт, т. к. даже при намокании пятой части ваты, она уменьшит свои свойства теплоизоляции в два раза.
- Использование опилок повышает риск самовозгорания. Также они очень хорошо впитывают влагу и теряют свои теплоизоляционные свойства. Из плюсов такого утеплителя можно отметить то, что это экологически чистый материал.
- Пеностекло - вариант нового поколения, достаточно легкий и недорогой, но вместе с этим, очень хрупкий и экологически чистый материал.
Формула расчета толщины утеплителя
Существует масса ресурсов, на которых вы в режиме онлайн сможете рассчитать этот показатель. Вначале вам необходимо выбрать оптимальный материал. Для этого следует:
- Ознакомиться с нормами по теплосопротивлению, установленными в вашем регионе. Их значения прописаны в СНиП.
- Выбрать из таблицы, размещенной выше, подходящий вариант.
- Провести теплотехнический расчет толщины утеплителя по формуле:
R = p / k, где
R - толщина слоя теплоизоляции;
P - толщина слоя в метрах;
K - коэффициент теплопроводности утеплителя
В случае если применяется несколько разных видов, то теплосопротивление будет равно сумме показателей таких материалов.
Особенности применения нескольких слоев утеплителя
- Убедитесь, что между слоями отсутствует пространство, и воздух не будет охлаждать утеплитель, а соответственно, и само строение.
- При расчете показателя добавьте также теплосопротивление самой конструкции, а особенно несущих стен, т. к. это снизит итоговую стоимость строительства. От материала и будет зависеть конечный расчет толщины утеплителя.
- Материал, обладающий меньшей теплопроводностью, будет отличаться большим тепловым сопротивлением.
Ниже давайте рассмотрим особенности производства работ различных элементов конструкции.
Крыша
Расчет толщины утеплителя для крыши проводится по приведенной выше формуле, но необходимо учесть все задействованные в конструкции слои: дерево или бетон для потолка, материал перекрытий, толщину штукатурки и т. д. Наиболее популярным вариантом, имеющим отличное соотношение цены и теплопроводности, является минеральная вата. Она прекрасно подходит для использования внутри помещений, где будет защищена от атмосферных осадков.
Выбирая базальтовую вату для крыши, отдайте предпочтение той, которая предназначена для утепления именно этой части строения. Особенно это важно, если вы планируете обустроить мансарду.
Не стоит выбирать для крыши пенопласт. Он запрещен нормами СНиПа из-за своей горючести и вредных для здоровья испарений.
Проводя расчет толщины утеплителя перекрытия, учитывайте тот факт, что рулонные материалы со временем дают большую усадку и, соответственно, теряют свои свойства. Для крыши рекомендуется применять только плитные виды.
Кроме минеральной ваты, хорошим выбором также станут плиты из экструдированного пенополистирола, т. к. несмотря на отсутствие атмосферных осадков, под крышей может собираться конденсат.
Пол
Расчет толщины ничем не отличается от всех вышеприведенных расчетов. Следует учитывать все слои материалов, задействованных при постройке здания, а также наличие или отсутствие холодного подвала под ним.
Не рекомендуется использовать внутри жилых помещений в качестве утеплителя минеральную вату. Первые два материала из-за своей горючести и вредных испарений, а последний - из-за хорошей способности впитывать влагу, что впоследствии может привести к появлению плесени, грибка и гниению.
Хорошим вариантом для пола станет К минусам можно отнести его довольно высокую цену. Однако он также является очень хорошим звукоизолятором, так что можно решить сразу две строительные задачи. Этот материал достаточно прочный, его рекомендуется использовать под бетонную стяжку и наливные полы. Красивая текстура позволяет оставлять материал в качестве финишного покрытия, обрабатывая верхний слой специальным лаком.
Выбирая для укладки на пол пробковый материал, как, впрочем, и любой другой, важно правильно провести расчет толщины утеплителя, так как принцип «больше - лучше» тут не действует. Вы не только значительно поднимете уровень и уменьшите полезную площадь помещения, но и неоправданно повысите стоимость строительства.
Потолок
Производя расчет толщины утеплителя потолка, следует также определить, каких целей вы хотите добиться. К примеру, потолки в многоэтажных многоквартирных домах вообще не требуют утепления, если постройка проводилась без технологических нарушений. В таких домах достаточно уложить слой звукоизоляции и этим существенно снизить материальные затраты на ремонт.
Частные дома, наоборот, часто требуют утепления не только пола, но и потолка. Давайте разберем ситуации, когда провести работы действительно необходимо.
- Под крышей располагается неотапливаемый чердак. Если по проекту под крышей будет находиться неотапливаемое и нежилое помещение, то на этапе строительства необходимо проложить утеплитель в межпотолочные балки, зашив его снизу и сверху.
- В помещении очень холодно зимой. Возможно, изначально был произведен неправильный расчет толщины утеплителя для здания. В этом случае следует действовать, исходя из конкретной ситуации. Сначала необходимо обшить потолок, если этого не было сделано на этапе строительства, и посмотреть, как изменится общая температура в помещении. Если ситуация не улучшится, то, скорее всего, необходимо будет пересмотреть всю систему теплоизоляции здания.
- Чердачное помещение является жилым, но не используется в зимнее время. В этом случае действует тот же принцип, что и в нежилых помещениях. Температура в мансарде гораздо ниже, чем в жилом помещении и, соответственно, происходит большая потеря тепла из жилого помещения. Как известно, теплый воздух поднимается и проникает сквозь потолок в чердачное помещение. Кроме того, контактируя с холодной поверхностью, он превращается в конденсат, который приводит к появлению плесени и гниения деревянных потолочных перекрытий.
Закладывать утеплитель целесообразней всего в потолочные балки. Можно использовать для этих целей как минеральную вату, так и пробковый материал, т. к. содержание влаги в жилых помещениях невелико. Пенопласт же лучше не использовать под потолком.