Как определить толщину утеплителя для стен?

Как определить толщину утеплителя для стен?

Как рассчитать толщину утеплителя — методики и способы

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.

Какие данные нужны для расчета толщины утеплителя?

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:

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

Имея все данные, можно рассчитать необходимый слой утеплителя по формуле: d=Rxk

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.

Толщина утеплителя для стен

Однослойные стены, выполненные только из обычного керамического или силикатного кирпича, не соответствуют современным нормативным параметрам по теплосбережению.

Для обеспечения требуемых теплозащитных характеристик наружных стен необходимо использовать эффективный утеплитель, установленный с наружной стороны или в толще конструкции стен.

Применение утеплителя, в многослойных конструкциях наружных стен, позволяет обеспечить требуемую теплозащиту стен во всех регионах России. За счет применения утеплителя потери тепла снижаются приблизительно в 2 раза, уменьшается расход строительных материалов, снижается масса стеновых конструкций, а в помещении создаются требуемые санитарно-гигиенические условия, благоприятные и комфортные для проживания.

Расчет теплоизоляции стен

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R.

Требуемая толщина утеплителя наружной стены вычисляется по формуле:

  • αут — толщина утеплителя, м
  • R тр — нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены, м 2 · °С/Вт;
    (см. таблица 2)
  • δ — толщина несущей части стены, м
  • λ — коэффициент теплопроводности материала несущей части стены, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • λут— коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • r — коэффициент теплотехнической однородности
    (для штукатурного фасада r=0,9; для слоистой кладки r=0,8)

Для многослойных конструкций в формуле (1) δ/λ следует заменить на сумму

δi — толщина отдельного слоя многослойной стены;

λi — коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя многослойной стены.

При выполнении теплотехнического расчета системы утепления с воздушным зазором термическое сопротивление наружного облицовочного слоя и воздушного зазора не учитываются.

Таблица 1

МатериалПлотность,
кг/м 3
Коэффициент теплопроводности
в сухом состоянии λ, Вт/(м· о С)
Расчетные коэффициенты теплопроводности
во влажном состоянии*
λА,
Вт/(м· о С)
λБ,
Вт/(м· о С)
Бетоны
Железобетон25001,691,922,04
Газобетон3000,070,080,09
4000,100,110,12
5000,120,140,15
6000,140,170,18
7000,170,200,21
Кладка из кирпича
Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе18000,560,700,81
Силикатного на цементно-песчаном растворе16000,700,760,87
Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе16000,470,580,64
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе12000,350,470,52
Силикатного одиннадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе15000,640,700,81
Силикатного четырнадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе14000,520,640,76
Дерево
Сосна и ель поперек волокон5000,090,140,18
Сосна и ель вдоль волокон5000,180,290,35
Дуб поперек волокон7000,100,180,23
Дуб вдоль волокон7000,230,350,41
Утеплитель
Каменная вата130-1450,0380,0400,042
Пенополистирол15-250,0390,0410,042
Экструдированный пенополистирол25-350,0300,0310,032

*λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства (см. таблица 2).

Определяем толщину утеплителя для наружной стены

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?

Способ теплоизоляции

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:

  1. Характеристики материала стены – толщина, конструкция, теплопроводность, плотность.
  2. Климатические характеристики зоны строения – температура воздуха самой холодной пятидневки.
  3. 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

Значение нормируемого сопротивления теплопередаче наружной стены зависит от региона РФ, в котором расположена постройка.

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

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.

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.

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 утепление самостоятельно

Чтобы рассчитать, какая должна быть у утеплителя толщина, необходимо знать величину минимального термосопротивления. Она зависит от особенностей климата. При ее расчете учитывается продолжительность отопительного периода и разность внутренней и наружной (средней за это же время) температур. Так, для Москвы сопротивление передаче тепла для наружных стен жилого здания должно быть не меньше 3,28, в Сочи достаточно 1,79, а в Якутске требуется 5,28.

Термосопротивление стены определяется как сумма сопротивления всех слоев конструкции, несущих и утепляющих. Поэтому толщина теплоизоляции зависит от материала, из которого выполнена стена. Для кирпичных и бетонных стен требуется больше утеплителя, для деревянных и пеноблочных меньше. Обратите внимание, какой толщины бывает выбранный для несущих конструкций материал, и какая у него теплопроводность. Чем тоньше несущие конструкции, тем больше должна быть толщина утеплителя.

Теплопроводность

Способность материала пропускать тепло определяется его теплопроводностью. Дерево, кирпич, бетон, пеноблоки по-разному проводят тепло. Повышенная влажность воздуха увеличивает теплопроводность. Обратная к теплопроводности величина называется термосопротивлением. Для его расчета используется величина теплопроводности в сухом состоянии, которая указывается в паспорте используемого материала. Можно также найти ее в таблицах.

Приходится, однако, учитывать, что в углах, местах соединения несущих конструкций и других особенных элементах строения теплопроводность выше, чем на ровной поверхности стен. Могут возникнуть “мостики холода”, через которые из дома будет уходить тепло. Стены в этих местах будут потеть. Для предотвращения этого величину термосопротивления в таких местах увеличивают примерно на четверть по сравнению с минимально допустимой.

Пример расчет

Нетрудно произвести с помощью простейшего калькулятора расчет толщины термоизоляции. Для этого вначале рассчитывают сопротивление передаче тепла для несущей конструкции. Толщина конструкции делится на теплопроводность используемого материала. Например, у пенобетона плотностью 300 коэффициент теплопроводности 0,29. При толщине блоков 0,3 метра величина термосопротивления:

Рассчитанное значение вычитается из минимально допустимого. Для условий Москвы утепляющие слои должны иметь сопротивление не меньше чем:

Затем, умножая коэффициент теплопроводности утеплителя на требуемое термосопротивление, получаем необходимую толщину слоя. Например, у минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности 0,045 толщина должна быть не меньше чем:

Кроме термосопротивления учитывают расположение точки росы. Точкой росы называется место в стене, в котором температура может понизиться настолько, что выпадет конденсат – роса. Если это место оказывается на внутренней поверхности стены, она запотевает и может начаться гнилостный процесс. Чем холоднее на улице, тем ближе к помещению смещается точка росы. Чем теплее и влажнее помещение, тем выше температура в точке росы.

Толщина утеплителя в каркасном доме

Необходимая толщина определяется по тем же формулам, что и при традиционном строительстве. Дополнительные слои многослойной стены дают примерно 10% от его величины. Толщина стены каркасного дома меньше, чем при традиционной технологии, и точка росы может оказаться ближе к внутренней поверхности. Поэтому излишне экономить на толщине утеплителя не стоит.

Как рассчитать толщину утепления крыши и чердака

Формулы расчета сопротивления для крыш используют те же, но минимальное термосопротивление в этом случае немного выше. Неотапливаемые чердаки укрывают насыпным утеплителем. Ограничений по толщине здесь нет, поэтому рекомендуется увеличивать ее в 1,5 раза относительно расчетной. В мансардных помещениях для утепления крыши используют материалы с низкой теплопроводностью.

Как рассчитать толщину утепления пола

Хотя наибольшие потери тепла происходят через стены и крышу, не менее важно правильно рассчитать утепление пола. Если цоколь и фундамент не утеплены, считается, что температура в подполе равна наружной, и толщина утеплителя рассчитывается также, как для наружных стен. Если же некоторое утепление цоколя сделано, его сопротивление вычитают из величины минимально необходимого термосопротивления для региона строительства.

Расчет толщины пенопласта

Популярность пенопласта определяется дешевизной, низкой теплопроводностью, малым весом и влагостойкостью. Пенопласт почти не пропускает пара, поэтому его нельзя использовать для внутреннего утепления . Он располагается снаружи или в середине стены.

Теплопроводность пенопласта, как и других материалов, зависит от плотности. Например, при плотности 20 кг/м3 коэффициент теплопроводности около 0,035. Поэтому толщина пенопласта 0,05 м обеспечит термосопротивление на уровне 1,5.

Как правильно расчитать толщину утеплителя

Энергетические ресурсы во всем мире увеличиваются в стоимости. Подобная тенденция заставляет подумать над вариантами более экономичного отопления. Установка современного оборудования способна лишь частично решить возникшую проблему. Только качественное утепление строительных конструкций может удержать драгоценное тепло внутри и не пустить прохладу.

  • 1 Видео инструкция
  • 2 Что желательно знать?
  • 3 Пример расчета
  • 4 Популярные способы утепления стен
  • 5 Возможные проблемы, связанные с выбором неправильной толщины утеплителя
    • 5.1 Слой теплоизоляции слишком большой
    • 5.2 Слой теплоизоляции слишком маленький

Не многие знают, каким именно должен быть теплоизоляционный слой и как проводится расчет толщины утеплителя. Достаточно ошибиться на пару сантиметров, чтоб столкнуться в дальнейшем с многочисленными проблемами. В одних случаях они легко поправимы, в других – требуют больших материальных затрат.

Видео инструкция

Что желательно знать?

Начиная проведение расчетов необходимо уточнить из каких материалов изготовлены поверхности и каковы их теплотехнические свойства. Среди них особое внимание уделяются двум показателям:

  • Теплопроводность
  • Коэффициент сопротивления теплопередачи

Они в полной мере способны отразить, каковы будут потери тепла на каждом квадратном метре без утепления поверхностей. Узнать подробнее о большинстве материалов можно ознакомившись со СНиП под номером 2-3-79.

В вышеназванном документе необходимо взять коэффициент ГСОП (отопительный период в градусах-сутках). На нем основывается один из важнейших показателей – сопротивление теплопередаче.

Читайте так же основные нормы и рекомендации СНиП к сисемам отопления — вот тут

Большинство современных домов возводятся из кирпича-пенобетона, характеристики которого подробно описаны в СНИП II 3 79. Плотность материала может быть различной, но на практике применяют изделия с соответствующим показателем от 0.6 до 1 тысячи кг/м. куб.

Согласно СНиП, для пенобетонного кирпича основные показатели равны:

  • ГСОП – 6000
  • Сопротивление теплопередаче – более 3,5 град. С х кв.м./Вт (для стен)
  • Сопротивление теплопередаче – более 6 град. С х кв.м./Вт (для потолка)

Если слоев несколько, общий показатель сопротивления рассчитывается как сумма каждого из них. Таким образом рекомендуется точно знать, из каких материалов возводилась коробка дома.

СНиП 3.03.01-87 – важный для ознакомления документ, когда проводится расчет толщины утеплителя. В нем подробно описываются устройство и проектирование теплоизоляции для жилых помещений. Одно из главных правил – укладку теплоизолятора нужно проводить снаружи. Лишь отдельные квартиры многоэтажного дома могут утепляться изнутри, когда проведение внешних работ невозможно по объективным причинам.

Пример расчета

Для расчета системы утепления зданий во внимание необходимо принять огромное число сторонних факторов. Среди них особенно важными считаются характеристики ограждений, рассмотренные в предыдущем разделе, и климатические особенности региона.

Затем необходимо определиться с технологией проводимых работ и избрать подходящий материал для утепления. Весь дом рекомендуется обкладывать теплоизолятором одной марки.

Обязательно утепляются трубопроводы, идущие с улицы внутрь помещения. Через такие участки теряется не менее 25-30% драгоценной энергии.

Предполагается, что значение сопротивления теплопроводности расчете толщины утеплителя для стен и потолков уже определено. Если они не соответствуют желаемым значениям (6 для потолка и 3.5 для стен), придется утеплять поверхности. Необходимо рассчитать данные показатели для утеплителя по формулам:

  • Стена – R = 3.5 – [R стены]
  • Потолок – R = 6 – [R потолка]

Затем следует определить толщину утеплителя, взяв за основу простую формулу:

Здесь p – искомая толщина слоя теплоизоляции, k – теплопроводность рассматриваемого утеплителя.

Если выбираются популярные для многих теплоизоляционные материалы – пенопласт или минеральная вата, строители рекомендуют принимать минимальную толщину слоя, равную 10 см. Этому правилу придерживаются, даже когда рассчитанное значение оказалось значительно меньше.

Популярные способы утепления стен

Утеплить поверхности сегодня можно самыми различными способами. Все они могут делиться на подтипы по двум критериям:

  • Выбранному утеплителю
  • Способу проведения монтажных работ

Набирает большую популярность метод под названием моностена. Она представляет собой перегородку исключительно из одного материала – древесины или кирпича. Толщина свыше 40 см позволяет забыть о дополнительном утеплении.

Второй тип – многослойный пирог. В этом случае утеплитель располагают внутри стены между наружной и внутренней панелью. Если теплоизоляция предусматривается на этапе возведения перегородок – проблем не возникнет.

Когда утеплитель нужно поместить в уже выстроенные стены, содержащие полости – работу доверяют исключительно специалистам. Так как операция проводится «в слепую», у них должно быть в распоряжении специальное оборудование (эндоскопическая камера или телевизор), позволяющее наблюдать за всем происходящим.

Третий вариант – нанесение утеплителя снаружи на поверхность стен с последующим его сокрытием. Декорирование может быть любым: оштукатуривание, плитка, сайдинг и т. п. В этом случае особое внимание уделяется парорегуляции, гидроизоляции и ветровой защите.

Возможные проблемы, связанные с выбором неправильной толщины утеплителя

Продумывая, но не производя расчет толщины утеплителя фасадной части помещений, многие хозяева действуют по принципу: больше-лучше. Некоторые из них угадывают с толщиной слоя и вряд ли столкнуться с проблемами в дальнейшем. Однако возможны два варианта, когда она была выбрана неверно:

  • Слой слишком большой
  • Слой слишком маленький

Слой теплоизоляции слишком большой

Один из самых распространенных принципов «больше-лучше» неверен. Увеличение толщины, как правило, не приносит никакой экономической выгоды. Часть вложенных денежных средств в материалы будут потрачены напрасно.

Для каждого теплоизоляционного материала можно выделить оптимальный слой, который практически не пропускает воздушные потоки. Достигнув его, стены перестают дышать. Возможно образование конденсата, который будет разрушать строительные материалы. При этом внутренняя обстановка внутри помещения не изменится.

Слой теплоизоляции слишком маленький

Точка росы – понятие, с которым должен быть знаком каждый, кто начинает строительные работы. Она показывает, в каком именно месте начнется выделение конденсата межу двумя пространствами с различными температурами: внутренним и наружном.

Если толщина утеплителя будет меньше оптимальной, точка росы расположится внутри стены. Образование в ней влаги начнет вызывать внутренние разрушения, появление грибков и плесени. Если фасад оформлен и не моет быть дополнительно утеплен, потребуются дополнительные вложения на специальное осушительное оборудование. Последнее повлечет увеличение трат на электроэнергию и т. д.

Произвести расчет толщины утеплителя, ознакомившись с различными инструкциями и документами, способен каждый. Пренебрегать этим этапом нельзя, а по возможности следует проконсультироваться и даже попросить непосредственной помощи у специалиста. Затраченные время и средства незаметно, но очень быстро окупятся.

Производить расчет утеплителя рекомендуется в ситуациях, когда еще не были закуплены рабочие материалы. Сравнив различные их разновидности, можно выбрать самые подходящие варианты.

Читайте также  Как выбрать циркуляционный насос для теплого пола?

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector