24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определяем необходимую толщину утеплителя

Определяем необходимую толщину утеплителя

Правильный расчет теплоизоляции повысит комфортность дома и уменьшит затраты на обогрев. При строительстве не обойтись без утеплителя, толщина которого определяется климатическими условиями региона и применяемыми материалами. Для утепления используют пенопласт, пеноплекс, минеральную вату или эковату, а также штукатурку и другие отделочные материалы.

Как рассчитать толщину утеплителя

  • Требуемое общее тепловое сопротивление (R) – 5.28.
  • R газобетонной стены 400 мм из D500 – 2.6.
  • R утеплителя должно составить: 5.28-2.6 = 2.68

Теперь нужно воспользоваться таблицей, по которой находится теплопроводность утеплителей, в нашем случае минваты.

АГБ – автоклавный газобетон

Теплопроводность минваты при равновесной влажности — 0.05.

Толщина утеплителя определяется довольно просто: требуемое тепловое сопротивление утеплителя умножается на его теплопроводность, то есть

2,68 x 0.05 = 0.134 метра.

Вывод: нам потребуется минвата толщиной 134 мм. Но плиты минваты продаются кратностью 50 мм, значит слой утеплителя будет 150 мм.

Важно! Экономически оправданная толщина минеральной ваты для мокрых фасадов составляет от 100 мм.

Так как при монтаже утепления (мокрого фасада) необходимо использовать несколько слоев штукатурки, сетку, фасадные зонтики, прочие крепежи, то особой экономии между толщиной утеплителя в 50 и 100 мм не будет. А стоимость работ и расходников при монтаже утеплителей разной толщины практически одинаковая.

Также отметим, что 100 мм утеплителя, в 90% случаев, смещают точку росы из стены в утеплитель. То есть, в стене никогда не произойдет замерзание влаги, следовательно, срок службы такой стены будет практически бесконечен.

От чего зависит толщина

Материал

Пенопласт — один из самых распространенных видов утеплителей.

Расчет толщины утеплителя для стен невозможен без учета многих сопутствующих факторов и условий. Говорить о параметрах какого-то сферического утеплителя в вакууме — некорректно. Существует множество различных материалов, каждый из которых имеет свои характеристики.

Вот список коэффициентов теплопроводности различных теплоизоляционных материалов:

  • Стекловата URSA — 0.044 Вт/м×К;
  • Каменная (базальтовая) вата Rockwool — 0.039 Вт/м×К;
  • Утеплитель пенополистирол (пенопласт) — 0.037 Вт/м×К;
  • Эковата — 0.036 Вт/м×К;
  • Пенополиуретан (утеплитель ППУ) — 0.03 Вт/м×К;
  • Керамзит — 0.17 Вт/м×К;
  • Кирпичная кладка — 0.520 Вт/м×К.

Далее следует рассмотреть минимально допустимые параметры толщины для этих утеплителей:

  • Стекловата URSA — 189 мм;
  • Каменная (базальтовая) вата Rockwool — 167 мм;
  • Пенополистирол (пенопласт) — 159 мм;
  • Эковата — 150 мм;
  • Пеноплиуретан — 120 мм;
  • Керамзит — 869 мм;
  • Кирпичная кладка — 1460 мм.

Далее при выборе следует учесть такие параметры:

  1. Эксплуатационную плотность;
  2. Нагрузку на конструкцию стен;
  3. Экологическую безопасность и состав;
  4. Биологическую стойкость;
  5. Химические свойства и взаимодействия;
  6. Стойкость к коррозии;
  7. Пожарную безопасность;
  8. Проницаемость для воздуха и пара;
  9. Образование конденсата;
  10. Наличие «мостиков холода» и теплопотери, связанные с ними;
  11. Гигроскопичность;
  12. Влагостойкость.

На фото минеральная вата, она имеет стандартную минимальную толщину, которая удовлетворяет требованиям климата средней полосы

Далее на основе этих данных следует определить еще одну важную величину — сопротивление передаче тепла или просто теплосопротивление. Эта величина равна отношению разности температур по краям материала к величине теплового потока, проходящего через его толщу.

Для расчета сопротивления (R) принята формула:

R = толщина стены/коэффициент теплопроводности стены.

Становится очевидным, что толщина утеплителя зависит не только от свойств материала теплоизолятора, но и от свойств материала, из которого изготовлена стена, ее толщины и отделки.

Уже на этом этапе понятно, что расчет можно вести только для конкретного утеплителя, причем с учетом целой кучи сопутствующих условий и факторов. Например, толщина пенопласта для утепления стен может сильно зависеть от типа монтажа и марки материала, производителя, качества сырья и многих других параметров.

Как правило, утеплители имеют некую стандартную толщину, рекомендованную для основной территории. Для участков с особыми требованиями можно укладывать дополнительные слои.

Совет! Когда речь идет об индивидуальном строительстве, не стоит вдаваться в дебри материаловедения и теплотехники. Достаточно рассмотреть допустимые нормы для вашего региона с запасом, максимальный перерасход будет несущественным, вы ведь не город застраиваете.

Толщина утеплителя для наружных стен должна быть не меньше определенного значения, вычислять ее точно нет смысла по многим причинам:

  • Во-первых, вы все равно будете вынуждены делать некоторые предположения, допущения и усреднения, ведь предсказать погоду и точно обозначить движение нагретых масс воздуха вы все равно не в силах;
  • Во-вторых, даже получив значение толщины с точностью до микрон, вы все равно не сможете найти в продаже подходящий размер, так как они стандартны и достаточно грубо дискретны, с шагом в несколько десятков миллиметров;
  • В-третьих, как говорится, жар костей не ломит, слишком тепло — это не проблема, достаточно открыть форточку, а вот когда холодно приходится тратиться на отопление или терпеть дискомфорт;
  • В-четвертых, небольшой запас толщины увеличит общий объем материала не настолько значительно, чтобы об этом серьезно переживать.

Совет! Толщина утеплителя для наружных стен должна быть больше некого минимально допустимого значения. При этом вы можете перестраховаться и сделать больший запас, можете сэкономить и установить максимально приближенную к допустимому минимуму толщину, решать вам.

Климатические условия

Наиболее эффективный и приемлемый способ нанесения эковаты — это напыление.

Следующее важное условие, которое следует принимать во внимание, производя расчет толщины пенопласта для утепления стен, это климатические условия местности, где предполагается его эксплуатация. Это очевидный факт, но о нем все-таки стоит сказать отдельно.

Читать еще:  Минимальная толщина стяжки по утеплителю

После того, как вы определились с материалом, вам следует выяснить, в каком климатическом поясе он будет использоваться. Производители, как правило, предоставляют информацию о рекомендованных параметрах утеплителя для разных температурных режимов и зон.

Схема расположения климатических поясов России.

Кроме того, эти рекомендации обязательно даются с привязкой к назначению утепления: стена, кровля, перекрытие, фундамент и т.д. Без такой привязки говорить о толщине нет никакого смысла.

Конструкция стены

Утеплитель может располагаться не только с улицы или помещения, но и внутри конструкции стены.

Чтобы понять, насколько бессмысленна универсальная инструкция по расчету толщины того или иного материала, следует напомнить еще об одной важной детали: конструкции стены. Здесь играет роль количество слоев, их состав, очередность, толщины. Как видите, вариантов может быть масса.

Конструкции стен бывают самые разные.

Также важно, где расположен теплоизолятор — снаружи, со стороны помещения или внутри конструкции. Не менее важна гидроизоляция, пароизоляция, наличие сквозняков и движения нагретых масс воздуха, конвекции, излучения в инфракрасном диапазоне и интенсивности ветра в регионе.

Не забываем об отделке, толщине штукатурки, фасадном покрытии и наличии дополнительных изоляторов. Часто используют комбинации теплоизоляционных материалов, такие как пенопласт-пенофол, минеральная вата-пенофол, пенопласт-керамзит, пенобетон-пенопласт и другие. Это все также следует учитывать.

Другие факторы

Дополнительное утепление предъявляет иные требования, чем основное.

При расчете параметров утеплителя учитывают также такие факторы, как назначение и функции утепления.

Например, одно дело, когда вы строите каркасное здание, где пенопласт будет основным барьером для тепла. Здесь следует перестраховаться и подобрать максимальную толщину утепления, ведь от нее будет зависеть сама возможность проживания в доме.

Совсем другое дело, когда вас не устраивает степень комфорта в доме из кирпича или вы хотите сократить расходы на отопление. В этом случае вам целесообразно будет подобрать минимально оправданную толщину материала, ведь цена такого ремонта тоже важна, раз речь об экономии.

Также важную роль играет способ строительства: если вы работаете своими руками, вам важно все контролировать и просчитывать. Если вы нанимаете профессионального исполнителя, ваша задача — грамотно подобрать компанию, ведь ее специалисты в любом случае будут заниматься расчетом всех параметров.

Опять-таки, совсем другие требования предъявляет утепление лоджии или балкона. Эти объекты имеют тонкие стены, с трех сторон обдуваются холодным воздухом, не имеют батарей отопления. Как видите, дьявол кроется в деталях, универсальные правила, чаще всего, не более чем миф.

Особенности планирования и конструкции

Особенности планирования работ по утеплению стен состоят в том, что их допускается проводить изнутри и снаружи здания. Двухстороннее или многослойное утепление применяется только в исключительных случаях (в регионах с очень суровым климатом, например). Другой причиной выбора этого варианта являются индивидуальные предпочтения хозяина дома или особенности конструкции строения.

К минусам внутреннего утепления относят уменьшение жилой площади помещения, а также возможность образования точек росы на границе двух сред (между стеной и утеплителем). Его положительными сторонами считаются:

  • удобство проведения строительных работ;
  • независимость от погодных условий;
  • возможность оставить фасады здания в неизменном виде.

При внутреннем утеплении потребуется надежная защита от паровых испарений в виде слоя полиэтиленовой пленки. При наружном расположении элементов теплоизоляции внутренние пространства остаются в неизменном виде и отпадает необходимость в использовании пароизоляционной защиты. При этом на старую облицовку здания рассчитывать не приходится – ее придется демонтировать.

Калькуляторы расчета толщины утеплителя

Как рассчитать толщину утеплителя, не выполняя сложных вычислений? Подобный расчет можно провести на многих строительных сайтах, достаточно набрать в строке запроса «калькулятор расчета толщины утепления».

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.

Для чего необходим расчет толщины утеплителя

Зимой поддерживать в доме комфортную температуру воздуха очень важно. Каждый материал, из которого может возводиться жилая постройка, обладает своими теплопроводностью и теплосопротивлением. Таким образом, у древесины, кирпича и пеноблока они будут различаться.

Теплопроводностью называют способность используемого материала передавать тепловую энергию. Для точного вычисления этого показателя проводятся лабораторные исследования. Полученные результаты указываются на упаковке материала. Соответственно, теплосопротивление становится величиной, которая обратна уже названной теплопроводности. Если материал обладает низким сопротивлением, это значит, что он хорошо проводит тепло и нуждается в дополнительной теплоизоляции.

Потребность в проведении теплоизоляционных процедур увеличивается, если во время строительных работ были допущены какие-либо ошибки. Тогда возникают мостики холода, через которые тепло покидает внутренние помещения. Есть также угроза возникновения в проблемных местах конденсата, который приводит к скапливанию влаги и развитию плесени.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

1. Сначала необходимо определить показатель теплопроводности материала, который использовался для возведения дома. Также придется учесть особенности наружной отделки. Если последняя проведена качественно, столь же хорошее утепление может уже не потребоваться.

2. Выполняется расчет теплосопротивления конструкции (Rпр.). Определить этот параметр можно, используя специальную формулу. Но важно знать также, из какого материала возведена стена и какую толщину она имеет. Сама же формула выглядит следующим образом:

Здесь под R понимают сопротивление каждого входящего в конструкцию слоя. Параметр α(в) выступает в роли коэффициента теплопередачи, который характерен для внутренней стороны стен. Соответственно, α(н) – уровень теплоотдачи стены с наружной стороны.

Читать еще:  Нужно ли утеплять колодец на зиму?

3. В зависимости от конкретной климатической зоны определяется минимальное теплосопротивление (Rмин.). Для этого берется формула Rмин.=δ/λ. В качестве δ понимается толщина использованного материала, выраженная в метрах. Соответственно, λ – показатель теплопроводности материала, который указывается на таре для материала. Хотя есть также таблицы, в которых представлены эти параметры.

С увеличением теплопроводности понижается уровень теплоизоляции, то есть материал становится холоднее. Самой высокой теплопроводностью отличается мрамор. Зато для воздуха этот показатель ниже всего. Соответственно, качественной теплоизоляцией отличаются материалы, содержащие в структуре воздушные поры. Именно по этой причине лист пенопласта толщиной 4 см обеспечивает такое же утепление, как кирпичная кладка толщиной 100 см.

4. Проводится сравнение между Rмин. и ранее определенным Rпр. В итоге определяется разность ΔR, по которой судят, необходимо ли стенам утепление. К такому выводу приходят, когда Rмин. оказывается больше, чем Rпр. В противном случае утепление не требуется. Чтобы провести теплоизоляцию, необходимо знать разницу между показателями, если Rпр. меньше, чем Rмин.

5. Используя разницу ΔR, выбирают оптимальную толщину теплоизоляционного материала. При выборе необходимо учитывать и другие показатели материала. Важнейшее значение имеют теплопроводность, плотность, горючесть, водопоглощение.

Как рассчитать утепление самостоятельно

Теперь стоит рассмотреть конкретный пример расчета необходимой толщины утеплителя. В качестве материала для возведения стен возьмем пенобетон, плотность которого составляет 0,3 м. Для пенобетона теплопроводность равна 0,29. Тогда Rмин. будет равен 0,3/0,29=1,03. Также потребуется знать, какой показатель R должен присутствовать в конкретной климатической зоне. Сравнив полученные числа, можно определить, необходима ли теплоизоляция.

Но помимо самого пенобетона также в конструкции стены могут присутствовать другие слои – облицовочный кирпич, штукатурка и прочее. В таком случае потребуется сложить коэффициенты теплосопротивления, характерные для каждого из слоев. При этом согласно СНиП, внутри жилого помещения температура должна находиться на уровень не меньше +22°С. Причем, речь идет о средней температуре в течение всего года. То есть придется учитывать и те периоды, когда температура воздуха на улице составляет не больше +8°С.

После определения теплосопротивления следует вычислить, какую толщину должен иметь теплоизоляционный материал. Обычно теплоизоляция состоит из нескольких слоев, каждый из которых обладает своим показателем. Поэтому для определения суммарного теплосопротивления «пирога» необходимо сложить все показатели R. Не следует забывать, что R=δS/λS. То есть для его определения толщина материала делится на уровень теплопроводности.

Как рассчитать утепление стен из пеноблока

В качестве примера возьмем пеноблок D600, из которого возведена стена в 30 см. Для создания теплоизоляционного слоя используется базальтовая вата, плотность которой составляет 80-125 кг/м3. Дополнительно используется пустотелый кирпич для отделки. Толщина слоя – 12 см, плотность материала – 1000 кг/м3.

Чтобы выяснить коэффициент теплопроводности каждого из материалов, необходимо посмотреть на указанные в сертификатах значения. У бетона этот параметр равен 0,26 Вт/м*0С, у теплоизолятора – 0,045, у кирпичей – 0,52. Теперь можно без труда вычислить R, используя формулу R=δS/λS. В результате получится, что R пенобетона составляет 1,15, кирпича – 0,23. Чтобы вычислить теплосопротивление утеплителя, нужно из показателя Rтр вычесть определенные ранее Rг и Rк.

Когда работы выполняются в регионе, где для расчета Rрт используется показатель +22°С, его величина будет составлять 3,45. Соответственно, RУ=3,45-1,15-0,23. Таким образом, утеплитель должен иметь теплосопротивление 2,07. Зная этот параметр, можно рассчитывать толщину утеплителя δS=RУ*λSУ, которая окажется 0,09 м. В результате удалось определить, что для получения достойного утепления достаточно использовать плиту минеральной ваты толщиной 9 см. Но обычно берется плита в 10 см, поскольку это значение – фиксированное.

Как рассчитать толщину утепления мансарды

Особой специфики в определении такого параметра не наблюдается. Здесь проводятся те же действия, что в случае вычисления толщины теплоизоляционного материала для обустройства стен. Лучше всего, если теплоизоляция мансарды будет проводиться материалом, теплопроводность которого равна 0,04. В случае чердака не имеет принципиального значения, какой толщиной будет обладать теплоизоляционный слой. Чаще всего теплоизоляцию проводят плитными или листовыми материалами, хотя и утеплитель в виде рулонов тоже используется. Перед применением рулон достаточно только раскатать на ровной поверхности и дать ему выпрямиться.

Тем не менее, большинство профессиональных строителей рекомендует использовать более толстый утеплитель, чем рассчитывается по проекту. Если владелец хочет получить надежное утепление мансарды, ему лучше взять утеплитель толщиной примерно на 50% больше, чем расчетная. При применении сыпучих материалов также нужно учитывать, что периодически потребуется проводить разрыхление, чтобы отдельные гранулы не слипались друг с другом.

Толщина утеплителя в каркасном доме

Обычно теплоизоляцию каркасного дома проводят такими материалами, как каменная вата, керамзит, эковата. Ничего сложного в расчете толщины теплоизоляционного слоя для каркасного дома нет. Дело в том, что изначально постройки каркасного типа предполагают наличие утеплителя. Для средней полосы теплосопротивление стен находится на уровне 3,20. Для определения теплопроводности материала необходимо посмотреть на показатели, представленные в сертификате. Так, у минваты этот параметр составляет 0,045. Тогда для определения толщины утеплителя нужно разделит теплосопротивление на теплопроводность. В результате получится 0,14 м.

Сложность состоит в том, что минеральная вата выпускается в плитах, толщина которых не превышает 10 см. Поэтому лучше всего взять плиты с различающейся толщиной. Сначала укладывается слой минваты в 10 см, а на него – в 5 см.

Читать еще:  Утеплитель между блоком и облицовочным кирпичом

Как рассчитать толщину утепления пола

Чтобы правильно вычислить толщину утепления, нужно сначала учесть, как глубоко заложен пол по сравнению с уровнем земли. Также важно, какой температурой обладает грунт зимой. Эти показатели берутся из специальной таблицы. Отталкиваясь от того, какую температуру воздуха в помещении нужно получить, вычисляют теплосопротивление, суммируя показатели каждого из слоев, которые образуют пол. В результате получится уровень теплосопротивления пола в целом без учета утеплителя.

Остается вычесть полученный выше показатель из нормативного теплосопротивления. Остаток перемножается с коэффициентом теплопроводности того материала, который будет использоваться для теплоизоляции. Полученное значение – это и есть необходимая толщина утеплителя.

К вычислению толщины утеплителя необходимо очень внимательно подходить. От того, насколько качественно удастся определить этот параметр, зависит комфорт проживания и сохранность самой постройки.

Влияние плотности материала на его свойства

Плотность, как известно из физики, определяет вес материала к его объему. При высоких коэффициентах создается ощутимая нагрузка на основание, не стоит забывать про это. Также при менее плотном материале возможна более лучшая теплозащита. Один из примеров это брус с характеристиками 510 кг/м3 имеет коэффициент теплопроводности 0,15 ВТ/м*К, а минеральная вата в 50 кг/м3 — 0,35 Вт/м*К.

Все утеплители делятся на 4 группы по плотности:

  • Очень легкие — яркий пример пенопласт, с его пористой структурой.
  • Легкие — Минеральная вата.
  • Средние — пеностекло.
  • Плотные — Производные от базальтового волокна.

Надо отметить, что если вы выбираете легкие или очень легкие утеплители, не стоит забывать что они не переносят механические воздействия и подвержены разрушению. Нужно заранее побеспокоится о защите данных материалов.

Разбираемся в величинах

Абсолютно все материалы имеют такие показатели, как теплопроводность и теплосопротивление. Если первая величина говорит о способности их проводить тепло, то вторая, наоборот, является оборотной стороной «медали». Тот стройматериал, что замечательно проводит тепло, имеет низкое значение теплосопротивления. Эти показатели определяются в лабораторных условиях, и эти же величины любой производитель указывает на упаковке своего товара.

Без качественно выполненных теплоизоляционных работ обойтись невозможно, ведь если в ваши расчеты вкрадется ошибка, то в вашем доме появятся мостики холода — слабые места, через которые тепло начнет быстро покидать жилище. Помимо утечки драгоценного нагретого воздуха такие мостки приведут к другим бедам — к образованию конденсата, а затем и к появлению плесени. Теперь понятно, что утепление дома — операция, которая жизненно необходима.

Пример расчета утеплителя

Таблица зависимости толщины стены от выбранного материала и региона страны

Выбор толщины для теплоизолятора необходимо начинать с того, что материал подбирается по назначению для конкретного помещения и по температурной зоне. Все зоны, которые используются для расчетов, можно найти в специальных справочниках. Среди часто используемых 4-х:

  • 1 зона: от 3501 градусо-суток;
  • 2 зона: 3001-3501 градусо-суток;
  • 3 зона: 2501-3000 градусо-суток;
  • 4 зона: до 2500 градусо-суток.

Можно привести в качестве примера такие варианты расчетов:

    1. Минимально допустимые значения для теплосопротивления представлены 4 зонами в 2,8; 2,5; 2,2 и 2.
    2. Перекрытия, покрытия для неотапливаемых, неиспользуемых чердаков: 4,95; 4,5; 3,9; 3,3.
    3. Холодные подвалы, цокольные этажи: 3,5; 3,3; 3; 2,5.
    4. Перекрытия для неотапливаемых цоколей, подвальных помещений, которые располагаются на уровне грунта: 2,8; 2,6; 2,2; 2.
    5. Перекрытия для подвалов, которые располагаются ниже уровня грунта: 3,7; 3,45; 3; 2,7.
    6. Балконные конструкции, витринные и панорамные окна, стены около них, светопрозрачные специальные фасады, веранды, крытые террасы: 0,6; 0,56; 0,55; 0,5.
    7. Парадные для многоквартирных домов, прихожие для больших общественных зданий: 0,44; 0,41; 0,39; 0,32.
    8. Входные помещения, коридоры, прихожие, холлы для частных малоэтажных домов: 0,6; 0,56; 0,54; 0,45.
    9. Прихожие и холлы для помещений, которые располагаются выше уровня первого этажа: 0,25; 0,25; 0,25; 0,25.

Используя такой показатель, можно рассчитать толщину теплоизолятора любого строения. Например, стены дома построены из силикатного кирпича в 51 см. Утепление выполнено с использованием пенопластовых плит в 10 см. Чтобы определить, подходит ли планируемая толщина утеплителя, надо просто высчитать коэффициент для теплосопротивления пенопласта и стены, после чего полученные значения сложить и сравнить с теми, которые представлены выше.

Для стен в 51 см получаются такие данные:

      1. Коэффициент теплопроводности силикатного кирпича составляет 0,87.
      2. Толщину стены 51 надо разделить на 0,87, чтобы получить теплосопротивляемость кирпича, равную 0,58.
      3. С пенопластом поступают иначе. Его толщина делится на коэффициент теплопроводности этого материала 0,043, получается результат в 2,32.
      4. Теперь надо сложить полученные значения, получается результат в 2,88. Данный показатель надо сравнить с приведенными выше. Если полученные данные для внешних стен из силикатного кирпича совпадают с необходимыми по конкретному региону (климатической зоне), то пенопласта в 10 см будет вполне достаточно.

Надо помнить, что если утеплитель будет использован для более холодных районов, то его толщина должна составлять 12-14 см для создания комфортных условий проживания в доме.

Чтобы правильно выбрать теплоизоляционный материал, необходимо тщательно подойти к определению его параметров. Влияние оказывает то, в какой климатической зоне сооружается дом, из какого материала сделаны его стены, для какой части конструкции используется теплоизолятор. Важно сразу обратить внимание и на особенности использования определенного типа утеплителя. Обычно приобретается минеральная вата или пенопласт, но характеристики у них различные, поэтому рассчитывать надо отдельно под каждый материал.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector