как правильно рассчитать толщину утеплителя стен

Как рассчитать толщину утеплителя для стен: пример расчета

Дома, предназначенные для круглогодичного проживания, нужно утеплять. И утепление стен является одним из важнейших этапов строительства. Важно не только правильно подобрать утеплитель, но и понять, какая его толщина необходима для грамотной теплоизоляции дома.

Зачем рассчитывать толщину утеплителя?

Толщина утеплителя для наружных стен – не постоянная величина. Она меняется в зависимости от совокупности факторов. Все рекомендации о том, какой толщины взять тот или иной утеплитель, будут лишь примерными. И на них вряд ли стоит опираться.

Расчет утеплителя для стен сугубо индивидуальная процедура. И на самом деле она не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Провести расчеты можно самостоятельно, не обращаясь к специалистам.

Проводить расчеты обязательно, так как недостаточная толщина утеплительного контура приведет к тому, что дом будет промерзать, влага, образующаяся внутри фасада станет благоприятной средой для грибков и плесени. И напротив, закупив более толстый утеплитель, чем требуется, вы зря потратите бюджет на бесполезный дополнительный объем материала.

В связи с этим, основное назначение расчетов – найти золотую середину.

От чего зависит толщина?

Итак, перед тем, как рассчитать толщину утеплителя для стен, необходимо определить ряд параметров, от которых она зависит. Очевидно, что на толщину в первую очередь будут влиять климатические условия. Кроме того, важно также, из каких материалов построен дом, какой толщины стены и проч.

Вот параметры, значения которых потребуются для предстоящих расчетов:

Параметр под первым номером определяется строительными нормативами. Значения по регионам приведены в соответствующем СНиП. Мы приведем ряд значений для крупных городов в таблице ниже.

Что касается теплопроводности стройматериалов и выбранного утеплителя, то данные значения можно получить из технической документации, прилагаемой к изделиям.

Расчет толщины утеплителя для стен

Покажем порядок расчетов на гипотетическом примере. Итак, предположим мы строим дом из пенобетона. Снаружи стена будет штукатуриться, внутри также будет нанесена гипсовая штукатурка. Дом строится в Твери.

Исходные данные, которые мы имеем:

Требуется рассчитать толщину пенополистирола.

Для начала определим Т – минимальный порог сопротивления пеплоотдаче. Из таблицы мы видим, что в Твери он равен 3,31 Вт/м* 0 С.

Теперь высчитаем, каким суммарным сопротивлением обладают все материалы, помимо утеплителя Т₁. Чтобы узнать значение сопротивления по каждому материалу, нужно его толщину разделить на значение теплопроводности.

Таким образом получаем:

Т₁= 0,4/0,55 + 0,04/1,1 + 0,02/0,31 = 0,73 + 0,04 + 0,06 = 0,83

Чтобы понять, какая толщина утеплителя для стен будет оптимальной, высчитаем разницу между Т и Т₁:

Мы получили ту недостающую стенам величину сопротивления теплоотдаче, которой должен соответствовать утеплительный слой.

Теперь, наконец, можно высчитать, какой толщины утеплитель нам потребуется.

Для этого полученное значение нужно умножить на показатель теплопроводности утеплительного материала:

Таким образом, минимальная толщина пенополистирола данном случае равна 7см. Расчет по данному алгоритму является наиболее точным.

Толщина утеплителя для каркасных стен

Этот параметр определяется абсолютно аналогично, по приведенной выше схеме. Как правило, утеплителем в данном случае является базальтовая вата.

При расчетах для каркасников также учитывают теплопроводность и толщину каждого из слоев «пирога». Тонкими прослойками, как пароизоляция, при расчетах можно пренебречь.

Толщина утеплителя для стен: калькулятор

Для выполнения приблизительных расчетов вы можете также воспользоваться онлайн-калькулятором.

Источник

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

Строительство любого здания не может обойтись без очень важного этапа — утепления пола, его потолка и стен. Особо ответственным он является для жилых зданий. И главную роль здесь играет не оптимальный выбор теплоизоляционного материала, а именно корректный расчет необходимой его толщины. От правильности определения этого показателя будет зависеть и долговечность строения, и его эксплуатационные характеристики. Как рассчитать толщину утеплителя для стен? В этом нам и предстоит разобраться.

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.

Как рассчитывается необходимая толщина?

Сначала нужно определиться с материалами, которые вы выбрали для отделочных работ. Здесь важна и схема отделки — как экстерьера, так и интерьера. От нее зависит окончательная толщина стен строения.

Расчет теплосопротивления (Rпр.) проводится по формуле, которая потребует от вас знания материала стены и его толщины:

Rпр. = (1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н))

Тут R1, R2, R3 означают тепловое сопротивление слоя, а α(в) и α(н) являются коэффициентами теплоотдачи поверхностей стен (внутренней — в, наружной — н).

Затем необходимо заняться расчетом минимального значения теплосопротивления (Rмин.) для той климатической зоны, в которой располагается дом:

Δ — толщина слоя материала (измеряется в метрах), а λ — его теплопроводность (Вт/м*К). Последнее значение должно быть проставлено на упаковке, также его можно найти в таблице коэффициентов теплопроводности материалов.

Чем выше значение, тем холоднее материал. Самый высокий коэффициент у мрамора и металла, самый низкий у воздуха, поэтому пористые материалы являются отличными теплоизоляторами: пенопласт толщиной в 40 мм имеет такую же теплопроводность, как метровая кирпичная кладка.

Теперь необходимо сравнить Rмин. с Rпр. и найти разность — ΔR. Когда первое значение равняется второму, или же меньше его, то в утеплении стен необходимости нет. В случае если Rмин. больше, то нужно снова найти разность: ΔR = Rмин.- Rпр.

Подбирается толщина теплоизоляционного материала, исходя из величины ΔR. Необходимо учесть и остальные его характеристики: класс горючести и плотность, коэффициенты водопоглощения и теплопроводности.

Расчет утепления для стен из кирпича

Если стены дом построены из пенобетона, плотность которого составляет 0,3 м, а коэффициент теплопроводности равняется 0,29, то разделив первое число на второе, мы получим искомое значение — 1,03.

Для того, чтобы корректно рассчитать нужную толщину утеплителя для стен, нужно узнать минимально возможное значение теплосопротивления в той местности, где расположено ваше жилище. В результате вычитания из него нашего числа (1,03) получится коэффициент теплосопротивления, необходимый искомому материалу — теплоизолятору.

В том случае, когда при возведении стен использовалось много материалов, придется сложить все их показатели теплосопротивления. Для расчета утеплителя надо учитывать сопротивление теплопередаче материала (R). Для этого придется вычислить величину ГОСП (градусосутки периода отопления):

t_B — температура в помещении (нормой считается +20-22°С). t_от — средняя температура воздуха, z_от — количество дней отопительного периода в году. Все эти показатели можно отыскать в «Строительной климатологии» СНиП 23-01-99.

После определения теплосопротивления всех материалов необходимо найти толщину утеплителя для кровельного материала, потолка, пола и стен. Рассчитывается значение по формуле:

RТР = R1 + R2 + R3 … Rn, где n обозначает число слоев, а R — теплосопротивление материалов — рассчитывается по формуле:

R = δs/λS, где первое значение толщина, второе — теплопроводность.

Расчет утепления для стен из пеноблоков

Например, в роли материала для стен выступают:

Коэффициент теплопроводности данных материалов:

Затем определяем теплосопротивление:

Газобетон — RГ = δSГ/λSГ = 0,3/0,26 = 1,15 м 2 * 0 С/Вт. Кирпич — RК = δSК/λSК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В. Так как стена имеет три слоя, ищем искомое: RТР = RГ + RУ + RК, после чего вычисляем теплосопротивление нашего утеплителя — RУ = RТР— RГ — RК.

Вообразим, что наш дом находится в местности, где RТР (22°С) — 3,45 м 2 * 0 С/Вт. Рассчитываем: RУ = 3,45 — 1,15 – 0,23 = 2,07 м 2 * 0 С/Вт. Нужное сопротивление утеплителя найдено, теперь надо узнать его толщину: δS = RУ х λSУ = 2,07 х 0,045 = 0,09 м или 9 см.

Расчет утепления для мансарды

Теплоизоляционный слой материала для мансарды рассчитывается так же, как и для стен. Лучше, если теплопроводность его будет 0,04 Вт/м *0 С. Наиболее популярными являются плиты, маты или рулонная теплоизоляция. Расчет делается по алгоритму, приведенному выше. От его грамотности зависит микроклимат всех помещений в зимний период. Люди сведущие утверждают, что толщина теплоизолятора должна быть вдвое больше, чем та, что представлена в проекте. Если выбор пал на засыпные материалы, то они потребуют периодического разрыхления.

Расчет утепления для стен каркасного строения

В этом случае теплоизолятором может служить эковата или сыпучие материалы. Здесь расчеты элементарны, так как в конструкции утеплитель наличествует. Если взять в качестве примера столицу нашей родины, то теплосопротивление стен (R) здания должно быть равным 3,20 м 2 * 0 С/Вт. Вата имеет λут = 0,045 Вт/м *0 С. Здесь используется формула δут = R х λут = 3,20 х 0,045 = 0,14 м.

Расчет утепления для пола

Для правильного расчета необходимо обладать некоторыми знаниями, к которым относятся:

В этом поможет следующая таблица.

Расчет происходит по следующему сценарию:

Для нахождения толщины утеплителя нужно из нормативного сопротивления вычесть суммарное значение слоев, исключение — изоляционный. Для нахождения нужного значения теплосопротивление утеплителя умножают на коэффициент теплопроводности.

Если процесс «Как рассчитать толщину утеплителя для стен» не слишком понятен, то лучше пойти другим путем: в сети можно найти множество калькуляторов, которые способны значительно облегчить ваши труды.

О том, как надо это делать, смотрите здесь:

Источник

Утепление каменного дома: базовые принципы строительства и расчёт толщины утеплителя

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Темы, посвящённые строительству энергоэффективного дома, пользуются неизменной популярностью среди пользователей нашего портала. Но часто под энергоэффективным понимают хорошо утеплённый каркасный дом, обходя вниманием дома каменные. Это происходит из-за того, что начинающие застройщики делают ставку на выбор лучшего стенового материала для строительства каменного дома, в то время как вопрос энергосбережения требует комплексного подхода. В нашем сегодняшнем материале мы восполним этот пробел и расскажем, как правильно утеплять каменное строение и какой должна быть толщина утеплителя для стен.

Из этой статьи вы узнаете:

Энергоэффективность: базовые принципы

Когда речь заходит о строительстве каменного дома, чаще всего задаются такие вопросы: будет ли тепло в доме из газобетона с толщиной стен в 40 см или, если возвести дом из тёплой керамики, надо ли его будет дополнительно утеплять. Посмотрим, насоколько оправдан ли такой подход.

Важно понять, что понятие тёплый дом — весьма субъективно. Кто-то хочет, чтобы зимой в доме было по-настоящему жарко, кто-то, если температура в помещении упадёт ниже +18°С, просто наденет свитер, предпочитая «Африке» в комнате прохладный воздух. Т.е. у каждого человека своё понятие о тёплом, а значит — комфортном доме. Но есть базовое определение, которое поможет нам наметить ориентир при строительстве тёплого каменного дома.

Мостиками холода в каменном доме являются нетеплоизолированные от внешней среды конструкции. Это, в первую очередь, фундамент, надоконные перемычки, армопояса, торцы плит перекрытий и т.д.

При строительстве каменного дома из мелкоштучных материалов – кирпича, газо- и пенобетона, тёплой керамики, также особое внимание надо уделить кладочным швам. Т.к. в пересчёте на общую площадь стены совокупность толщин всех кладочных швов становится мощным «мостиком холода», приводящим к теплопотерям. Эти теплопотери возрастают ещё больше, если кладка (швы) продувается. Что сводит на нет все преимущества т.н. «тёплых» стеновых материалов – газобетона и крупноформатных поризованных керамических блоков. Чтобы защитить кладку от продувания, её нужно оштукатурить.

Один из способов уменьшить теплопотери через кладочные швы — современный метод кладки газобетона на монтажную пену.

Возводя каменный дом, не следует слепо наращивать толщину стен, полагая, что кладка шириной в полметра будет тёплой.
Надо учесть:

Вопрос лишь в том, сколько придётся заплатить за работу отопительной системы, вырабатывающей тепло в таком доме.

Кроме стен, перекрытий, окон и дверей за «энергоэффективность» в доме отвечают ещё и системы вентиляции и кондиционирования, через которые также теряется тепло. На величину теплопотерь влияет форма и архитектура дома (наличие выступов, эркеров и т.д.), общая площадь строения, площадь остекления, месторасположение здания на участке относительно севера и юга.

Если утеплить выше норм стены, но сделать недостаточное утепление покрытия, «холодные окна» и смонтировать «энергоНЕэффективную» естественную систему вентиляции, значит — потратить деньги впустую. Дом — это система, где все должно быть рассчитано и сбалансировано.

Рассмотрев общие принципы энергоэффективности, ответим на вопросы, связанные с необходимостью дополнительного утепления стен каменного дома.

Однослойная каменная стена или стена + дополнительное утепление

Это, как раз, один из вопросов, который не имеет однозначного решения. Если рассматривать однослойную конструкцию стен, то в малоэтажном строительстве для её возведения часто применяются варианты из ячеистых бетонов (в том числе газобетона), полистиролбетона и арболита. Кирпич и тяжёлый бетон нуждаются в теплозоляции.

Чтобы выбрать тот или иной стеновой каменный материал с прицелом на «энергоэффективность», нужно знать его свойства. Для того чтобы материал типа керамики или бетона обладал хорошими теплозащитными свойствами, его нужно сделать «воздушным», пористым. С этой целью в материал добавляются пористые наполнители и, соответственно, уменьшается количество «камня» в материале. Снижается плотность материала, а значит — и его прочность, и несущая способность.

В результате: либо выбирается материал с достаточными механическими свойствами, позволяющий решить и конструкционную, и теплоизоляционную задачу, как газобетон или тёплая керамика. Или же — задачи разделяют между собой. Т.е. за прочность конструкции отвечает тяжёлый стеновой каменный материал, а теплозащитные функции обеспечиваются за счёт дополнительного утепления.

Поэтому нельзя заранее сказать, что, построив дом из газобетона плотностью D400 толщиной в один блок, мы получим необходимую нам стену, отвечающую как теплоизоляционным, так и прочностным характеристикам. Окончательное решение принимается на основании проектирования и теплотехнического расчёта конструктива дома, в привязке к конкретному региону проживания. Также при строительстве каменного дома следует учесть такие нюансы.

Каменный — тяжёлый дом — обладает высокой теплоёмкостью. Если речь идёт о доме из обычного кирпича и прочего «холодного» камня и бетона, то экономически обоснованным, эффективным и правильным решением станет его наружное утепление.

То есть, внутри у нас находится теплоёмкий несущий «скелет» здания, который утепляется и отделывается снаружи.

На мой взгляд, делать однородные стены для жителей северных широт РФ просто невыгодно экономически. Для жителей южных и средних широт проще и/или дешевле возвести более толстую однородную наружную стеновую ограждающую конструкцию, чем заниматься дополнительным утеплением.

Для конструкции можно подобрать один из таких современных конструкционно-теплоизоляционных поризованных стеновых материалов, как газобетон или тёплая керамика. Однородные стены считаются более долговечными, чем многослойные конструкции, у которых в случае нарушения технологии строительства и неправильного использования утеплителей нарушается паропрозрачность слоёв. Это может привести к избыточному влагонакоплению внутри стены, появлению на её внутренней поверхности грибков и плесени и снижению срока службы всей конструкции.

Есть правило, что паропроницание слоёв конструкций для отапливаемых помещений должно увеличиваться изнутри наружу. Это означает, что нельзя утеплять снаружи паропроницаемый материал (газобетон) материалом, который пар практически не пропускает.

Если речь идёт о стенах из условных «конструкционно-теплоизоляционных» материалов типа керамзито- и газобетона, тёплой керамики и прочих «тёплых» материалов, то и для достижения «бо́льшей» теплоёмкости, и для экономически обоснованного теплового сопротивления конструкции надо возводить однородные стенки. Также однородность стены делает строительство проще и экономичнее. Т.к. отпадает необходимость привлекать для монтажа системы «мокрого фасада» хорошо подготовленных и высокооплачиваемых специалистов. И не нужно думать — придётся ли со временем производить замену утеплителя, делать капремонт и т.д.

Повторим — решение, утеплять ли дополнительно каменные стены или не утеплять, принимается не «на глазок» и не по принципу «так делают все», а на основании расчёта именно вашего дома.

Рассмотрим слоистые кладки стеновых ограждений современных жилых многоэтажек. Они чаще всего возводятся в виде монолитных железобетонных каркасов, с наружным декоративно-защитным слоем из кирпичной кладки. Здесь не обойтись без утеплителя, поскольку они опираются на край дисков междуэтажных перекрытий, в которых не устроена теплоизоляция, и которые являются мощными мостиками холода.

Т.е. для восполнения повышенных тепловых потерь, по действующему теплотехническому СНиПу (СП), нужно увеличивать сопротивление теплопередачи стен. Но делать это без использования утеплителей — невыгодно, т.к. придётся возводить более толстую стену, а значит — возрастёт нагрузка на перекрытия и уменьшится внутренняя полезная площадь в доме в привязке стен разной толщины к одному периметру фундамента.

Т.е. делать, к примеру, однородные метровые стены из кирпича, которые будут соответствовать современным теплотехническим нормативам, естественно, никто не будет. Использование внешнего утеплителя позволяет ограничить толщину стен только требованиями по их несущей способности. Несущие стены выступают в роли массивных аккумуляторов тепла. Более того, поскольку они изолированы слоем утеплителя от внешних негативных знакопеременных воздействий (температурных перепадов), это увеличит потенциальный срок службы строения.

Важно отметить, что расчётный слой утеплителя (полистиролового пенопласта, обладающего относительно низкой паропроницаемостью, относительно стеновых блоков из газобетона) желательно брать здесь с запасом. Это позволит вывести в него (утеплитель) точку росы и тем самым избежать возможного риска увлажнения конструкции.

Среди наиболее распространённых видах утеплителей, которые используются для теплоизоляции каменного дома снаружи, можно перечислить следующие. Это — минеральная вата (в зависимости от плотности, может использоваться как элемент штукатурного или вентилируемого фасада), пенополистирол (предназначенный для утепления фасадов), т.н. «мокрый фасад» и т.п. Реже, в силу высокой цены, используются пеностекольные плиты (следует помнить, что это — паронепрозрачный материал). Также существуют и варианты утепления каменного дома по типу трёхслойная «колодезная кладка» с засыпкой керамзитом.

Пример упрощённого теплотехнического расчёта

Через стены из дома тепло уходит наружу. Наша задача создать «барьер», который будет препятствовать переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу). Т.е. мы должны увеличить теплосопротивление ограждающей конструкции. Этот коэффициент (R) зависит от региона и измеряется в (м²*°С)/Вт. Что означает, сколько Вт тепловой энергии проходит через 1 кв.м. стены при разности температур на поверхностях в 1°С.

Идём дальше. Каждый материал имеет свой коэффициент теплопроводности (λ) (способность материала к переносу энергии от тёплой части от более холодной) и измеряется в Вт/(м*°С). Чем меньше этот коэффициент, тем меньше теплопередача и выше термическое сопротивление стены.

Наша задача — узнать, соответствует ли стена из условного каменного материала базовым значениям требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проведем необходимые вычисления. Для упрощённого примера возьмём Москву и Московскую область. Требуемое нормируемое значение теплосопротивления стен – 3.0 (м²*°С)/Вт.

Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения.

Стены условного дома толщиной в 38 см возведены из полнотелого керамического кирпича. Коэффициент теплопроводности материала λ (берём усреднённое значение в сухом состоянии) – 0.56 Вт/(м*°С). Кладка велась на цементно-песчаном растворе. Для упрощения расчёта, теплопотери через кладочные швы — «мостики холода» — не учитываем, т.е. кирпичная стена — условно однородная.

Теперь рассчитываем величину теплосопротивления этой стены. Для этого не нужен калькулятор, просто подставляем значения в формулу:

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала.

Rф=0.38/0.56 = 0.68 (м²*°С)/Вт (округлённое значение).

Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):

Rт = Rн – Rф = 3.0 – 0.68 = 2.32 (м²*°С)/Вт

Т.е. стена не «дотягивает» до необходимого нормируемого значения.

Теперь делаем расчет толщины утеплителя стены, которая компенсирует эту разницу. В качестве утеплителя возьмём пенополистирол (пенопласт), предназначенный для утепления фасада с последующим оштукатуриванием, т.н. «мокрый фасад».

d — толщина утеплителя;

Rт — сопротивление теплопередаче;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.

d = Rт * λ = 2.32 * 0.039 = 0.09 м

Переводим в см и получаем – 9 см.

Вывод: чтобы утеплить стену и довести значение до нормируемого теплосопротивления, необходим слой утеплителя (в данном упрощённом примере пенополистирола) толщиной в 90 мм.

В теме FORUMHOUSE пользователи нашего портала могут узнать, как рассчитать оптимальную толщину утеплителя. Также предлагаем вам выбрать материал для стен каменного дома и получить экспертный совет наших консультантов по строительству каменного дома.

Наше видео рассказывает о личном опыте строительства дома из тёплой керамики. Также посмотрите видеосюжет о том, как выбрать качественный арболитовый блок.

Источник