Как рассчитать толщину утеплителя для стен: пример расчета

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.

Как выбирают толщину утеплителя

Любой теплоизоляционный материал предлагается в широкой линейке размеров. Показатели плотности, теплопроводности и эффективной толщины связаны между собой. При расчете оптимальной теплоизоляции учитывают:

• параметры утепляемого объекта;
• данные таблицы сопротивления теплопередаче для различных городов;
• коэффициент теплопроводности утеплителя.

Первым вычисляется значение теплопередачи стены, затем находят остаток, компенсирующий полное сопротивление потерям энергии. Это количество приходится на теплоизоляционный слой. Дальше подсчет по формуле: d = R x K, где d — толщина утеплителя, R — величина остатка, компенсирующего теплопередачу, K — коэффициент теплопроводности.

Ассортимент современных утеплителей

Теплоизоляционная продукция отличается универсальностью и внушительным выбором. На вопрос, чем лучше утеплить стены, трудно дать однозначный ответ.

Следует рассмотреть несколько факторов:

• размещение утеплителя (внутри или снаружи);
• материал, из которого возведены несущие конструкции (бетон, дерево и т. д.);
• климатические условия региона;
• бюджет на проведение теплоизоляционных работ.

Популярные виды утеплителей для стен являются универсальными изделиями. Они характеризуются низкой теплопроводностью, значительным шумопоглощением, прочностью и долговечностью.

Пенопласт — ячеистые плиты малого веса с низким показателем передачи тепла и поглощения влаги. Размер изоляционного слоя составляет 50-100 мм. Безопасность материала подтверждает его использование в качестве пищевой упаковки. Он долговечен, не деформируется при эксплуатации и не гниет. Плиты пенопласта поглощают звук и вибрацию. Они монтируются снаружи и внутри здания, установка не требует создания каркаса.

Пенопласт — самый дешевый утеплитель для стен из продуктов, представленных на рынке. Его недостаток — повышенная горючесть и подверженность воздействию грызунов.

Экструдированный пенополистирол ЭППС — материал на основе полистирола, имеющий однородную закрытую ячеистую структуру. Благодаря ней плиты ЭПППС устойчивы к механической нагрузке, характеризуются минимальным водопоглощением и передачей тепла. На стенах, отделанных пенополистиролом, не появится плесень и грибок. Влагостойкий утеплитель можно использовать для изоляции фундамента и цокольного этажа. Добавка антипиренов при изготовлении изделий снижает их горючесть и повышает безопасность эксплуатации. Для утепления стен используются изделия плотностью 35 кг/м3.

Минеральная вата на основе базальтового или стеклянного волокна — лучший утеплитель для стен. Она обладает следующими характеристиками:

• устойчивость к морозу и высокой температуре;
• низкий коэффициент теплопроводности;
• паропроничаемость, позволяющая поддерживать нормальный уровень влажности;
• устойчивость к химическим веществам, гниению, микроорганизмам;
• пожаробезопасность.

Это дешевый, экологически безопасный и простой в монтаже материал. Легкая минеральная вата используется для каркасных стен и перегородок, а более плотная (80-150 кг/м3) — для вентилируемых и штукатурных фасадов.

Пенополиуретан — утеплитель для стен, предлагаемый в виде плит или напыления. Последний вариант отличается высокой адгезией с любым материалом, создает монолитный слой, устойчивый к влаге и механическому воздействию. Пенополиуретан является одним из самых эффективных изоляторов, его выбирают для частных домов и производственных помещений. Недостаток теплоизоляции — высокая стоимость и чувствительность к ультрафиолету.

Отражающая теплоизоляция на основе вспененного полиэтилена стала популярна благодаря минимальному размеру толщины полотна при высоких изолирующих свойствах. Материал с армирующим слоем алюминиевой фольги популярен при утеплении балконов, лоджий, бань. Он устойчив к влаге, отражает инфракрасные волны от своей поверхности. Полотно толщиной 2-10 мм отнимает малый объем полезной площади.

Характеристики минеральной ваты: плотность и толщина

Известно, что рассматриваемый утеплитель прекрасно подходит для внутренних или наружных поверхностей жилых строений. Поскольку в последнем случае утепление стен минеральной ватой оказывает воздействие на всю теплоизоляционную систему и ресурс дома, выбирать ее размер необходимо с учетом следующих факторов:

• климатические особенности региона;
• влажность;
• материал утепляемой поверхности;
• максимальные и минимальные температуры в течение года.

Даже если потребитель купит минеральную вату с наименьшим коэффициентом теплопроводности, нет гарантии, что приобретение выполнит свои функции.

Кстати, для достижения наилучшего эффекта не стоит уделять внимание рулонным утеплителям — они дешевле и, как правило, сделаны из менее качественных составляющих.

К тому же, толщина рулона составляет максимум 50 мм, чего может быть недостаточно при утеплении наружных стен. Отдав предпочтение минераловатным плитам больших размеров, потребитель не прогадает.

Плотность указывает на вес утеплителя, содержащийся в одном кубическом метре объема. Чем показатель выше, тем больше стоимость минваты. Данный факт обусловлен отличием технологии производства одних плит от других. Чтобы получить большую плотность, нужно потратить много исходных материалов. Это, в свою очередь, влияет на рост затрат производителя.

Плотность плит минеральной ваты варьируется от 20 до 250 кг/куб. м. Физические свойства и технические возможности материала будут сильно отличаться. Чтобы точно определить, какая плита лучше подойдет для наружной стены того или иного строения, стоит знать, что от плотности зависят:

• способность конструкции выдерживать определенную нагрузку;
• устойчивость к деформациям;
• сопротивление материала сжатию.

Однако на ряд функций плотность не влияет. Среди них:

• шумоизоляционные свойства;
• паропроницаемость;
• толщина плиты;
• утеплительные свойства.

Имея полную информацию об особенностях эксплуатации утепляемого здания, можно подобрать минераловатные плиты, размер которых позволит увеличить срок их службы и дома в целом.

Плотность и ее влияние на свойства материала

Показатель плотности определяет отношение массы материала к объему. Высокий коэффициент означает существенную нагрузку на основание, этот факт учитывают при выборе утеплителя. Есть плотные материалы, которые уступают по изоляционным характеристикам более рыхлым изделиям. Например, деревянный брус с показателями 510 кг/м3 имеет теплопроводность 0,15 ВТ/м*К, а минеральная вата в 50 кг/м3 — 0,35 Вт/м*К.

Современные теплоизоляторы классифицируются по уровню плотности на 4 группы:

• очень легкие — пенопласт, имеющий пористую структуру и газонаполненные ячейки;
• легкие — минераловатная продукция;
• средние — пеностекло;
• плотные — жесткие плиты из базальтового волокна.

Легкий утеплитель для стен плохо переносит механическую нагрузку, поэтому нуждается в создании защитного слоя. Слабая связь между молекулами не может противостоять внешнему воздействию, и материал разрушается. При монтаже минеральной ваты, пенопласта, экструдированного пенополистирола устанавливают гидроизоляцию и ветрозащиту, используют облицовку или наносят слой штукатурки.

Параметры для утеплителей

Таблица с техническими характеристиками основных утеплителей.

Выбирают утеплители, исходя не только из толщины, но и из других показателей. Какую толщину взять, зависит от следующего:

• климатический регион для участка строительства;
• основной материал стен;
• назначение помещения, его уровень над грунтом;
• материал изготовления.

Производители предлагают разнообразные варианты. Многие заявляют, что газобетон или керамзитобетон является отличным вариантом для сооружения теплого дома, здесь можно сэкономить на утеплителе. Но так ли это на самом деле? Необходимо провести сравнение коэффициентов теплопроводности. Чтобы толщина была подобрана правильно, необходимо учесть, что все утеплители отличаются по своим характеристикам, показатели их теплопроводности будут различными.

Таблица расчета утеплителей в зависимости от материала стен.

В качестве сравнительных данных можно взять:

1. Пенополистирольные теплоизоляторы с коэффициентом теплопроводности 0,039 Вт/м*°С при толщине 0,12 м.
2. Минеральная вата (базальтовая вата, каменная) с данными в 0,041 Вт/м*°С и 0,13 м.
3. Железобетонные стены с данными в 1,7 Вт/м*°С и 5,33 м.
4. Полнотелый силикатный кирпич с данными в 0,76 Вт/м*°С и 2,38 м.
5. Пустотелый (дырчатый) кирпич с данными в 0,5 Вт/м*°С и 1,57 м.
6. Деревянный клееный брус со значениями 0,16 Вт/м*°С и 0,5 м.
7. Керамзитобетон (теплый бетон) со значениями 0,47 Вт/м*°С и 1,48 м.
8. Газосиликатные блоки с данными в 0,15 Вт/м*°С и 0,47 м.
9. Пенобетонные блоки, у которых коэффициент теплопроводности составляет 0,3 Вт/м*°С при 0,94 м.
10. Шлакобетон с данными в 0,6 Вт/м*°С и 1,8 м.

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.

Расчет теплоизоляции стен

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R0.

Требуемая толщина утеплителя наружной стены вычисляется по формуле:

αут=(R0тр/r-0,16-δ/λ)·λут, (1)

где

• αут — толщина утеплителя, м
• R0тр — нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены, м2· °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

δ1/λ1+δ2/λ2 +… + δn/λn=Σ δi/λi,

где

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/м3Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии λ, Вт/(м·оС)Расчетные коэффициенты теплопроводностиво влажном состоянии*λА,Вт/(м·оС)λБ,Вт/(м·оС)

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

Таблица 2

Город РФУсловияэксплуатацииНормируемое сопротивление теплопередаче наружных стенR0тр, м2 °С/ВтТолщина утеплителя**,мм

**толщина теплоизоляции стен определялась по следующим конструктивным решениям:

несущая часть стен выполнена из полнотелого керамического кирпича толщиной 380 мм, а наружный защитно-декоративный слой из штукатурки толщиной до 8 мм. Стена с внутренней стороны имеет отделочный штукатурный слой толщиной 20 мм. Коэффициент теплотехнической однородности стен — 0,9. Коэффициенты теплопроводности утеплителя: λА=0,040; λБ=0,042.

Толщина утеплителя для стен

При утеплении стен важно не ошибиться в выборе толщины и вида утеплителя. Часто жильцы хотят сэкономить там, где экономить нельзя – на толщине утепления стен. Цена утепления от этого выигрывает не сильно, ведь работа и отделка дороже. Но последующие за этим потери гораздо более значительные.
Экономить на толщине утеплителя – невыгодно. В СНИП приведены значения минимального сопротивления ограждающих конструкций (стен) которые были рассчитаны из экономической целесообразности.

Т.е. применять слой утепления тоньше, чем требует норматив не выгодно. Это влечет перерасход средств на отопление. А если не топить, то будет ущерб комфорту. В общем, сопротивление теплопередаче стен должно быть в соответствии с нормативом или больше. А какая для этого потребуется толщина утепления стен?

Требования нормативов

На фото приведены требования СНИП по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций. Можно заметить, что для стен требования более низкие по сравнению с потолками, крышей и полами. Это говорит о распределении тепла в доме, и доле утечек через те или иные конструкции.

Основной вопрос возникает по нахождению градусо-суток отопительного периода. Можно сказать, что для климатической зоны Москвы это значение составляет примерно 5000 С х сут.

Поэтому требования для средней полосы (умеренный климат) примерно принимаются в соответствии от 4000 до 6000 С х сут. А точно количество градусо-суток можно вычислить в соответствии со СНиП для каждой области или города.

Т.е. для климатической зоны под условным название «Москва», где среднегодовая температура примерно +4 град. С, требуемое сопротивление теплопередаче стен принимается примерно 3,2 м2С/Вт.

Как рассчитывается толщина утеплителя

Сопротивление теплопередаче утепленной стены складывается из сопротивления собственно стены и сопротивления слоя утеплителя.

Сопротивление теплопередаче стены можно найти зная ее толщину и материал из которого она сделана. Необходимо поделить толщину стены на коэффициент теплового сопротивления материала.

Для примера рассчитаем стену из кирпича толщиной 36 см. Тогда сопротивление теплопередаче стены составит — 0,36 м / 0,7 Вт/мС = 0,5 м2С/Вт.

Теперь найдем сколько теплового сопротивления нужно добавить этой стене, что бы достигнуть требований норматива.

Отнимем от нормативных требований полученное значение. Для примера принимаем, что стена находится в климате Москвы. Тогда 3,2 – 0,5=2,7 м2С/Вт.

Следовательно, у слоя утепления минимальное сопротивление теплопередаче должно быть 2,7 м2С/Вт.

Найдем минимальную толщину пенопласта для утепления этой стены. Умножим коэффициент его теплопроводности на требуемое сопротивление теплопередаче. 0,037х2,7=0,1 м.

Найдем минимальную толщину минеральной ваты – 0,045х2,7=0,12 м.

Но нужно учитывать, что это минимальные значения, исходя из экономической целесообразности. Больше можно (но любой слой проверяется по паропроницаемости (ниже)), меньше делать нельзя. Т.е. если бы строительство вела организация, то нарушения гос. норматива повлекло бы ответственность…

Что подходит для стен

Приведены результаты расчетов для различных климатических зон.

Показаны градусо-сутки отопительного периода (С х сут.) и минимальная толщина утеплителя (м).

Какая толщина утеплителя для кирпичной стены 0,36 м

Пенопласт 2000 – 0,06 4000 – 0,09 6000 – 0,11 8000 – 0,14 1000 – 0,16 12000 – 0,19

Минеральная вата 2000 – 0,07 4000 – 0,1 6000 – 0,14 8000 – 0,17 1000 – 0,2 12000 – 0,23

Какая толщина утеплителя для железобетонной стены 0,30 м. Нужно учесть, что собственное сопротивление теплопередаче такой стены составляет около 0,14 м2С/Вт

Пенопласт 2000 – 0,07 4000 – 0,1 6000 – 0,12 8000 – 0,15 1000 – 0,18 12000 – 0,2

Минеральная вата 2000 – 0,09 4000 – 0,12 6000 – 0,15 8000 – 0,18 1000 – 0,22 12000 – 0,25

Проверка по паропроницаемости слоев

Вопрос толщины утепления стен тесно увязан с паропроницаемостью слоев в единой конструкции.

На ограждающей конструкции дома (стены, потолок полы) всегда будет перепад температуры. Внутри конструкции будет находиться точка росы. В тоже время через стены, потолок, крышу, полы будет проходить водяной пар, и когда на улице холодно, то направление его движения будет из помещения наружу.

Если пар не встретит препятствий на своем пути на улицу, то его накопления внутри стены не произойдет. А если на пути пара образуется повышенное сопротивление его движению, то конструкция намокнет от сконденсировавшейся воды. В однослойной стене повышенного сопротивления движению пара не бывает. Но когда появляется слой утепления, то на паропроницаемость слоев необходимо обращать пристальное внимание.

Нужно что бы выполнялось правило – наружный слой должен быть более паропрозрачный. А так как мы утепляем снаружи, то следовательно, слой утеплителя, должен быть более проницаемый для пара чем сама стена.

Иногда пользуются приемом разделения слоев пароизолятором. Но при этом пароизоляция должна быть абсолютной, что бы полностью прекратилось движение пара сквозь конструкцию. Тогда на пар находящийся в стене действие парциального давления прекращается и его накопление в конструкции не происходит.

Паропроницаемость слоя можно определить разделив толщину слоя на коэффициент паропроницаемости материала. Например, для кирпичной стены толщиной 36 сантиметров — 0,36/0,11=3,27 м2 • ч • Па/мг. Слой пенопласта толщиной 12 сантиметров будет сопротивляться движению пара – 0,12/0,05=2,4 м2 • ч • Па/мг.

Условие паропрозрачности слоев выполняется – 2,40 меньше 3,27. Следовательно, кирпичную стену толщиной в 36 см можно утеплять слоем пенопласта толщиной 12 сантиметров.

Определенная расчетом толщина утепления стен должна соблюдаться и при строительстве. Нужно помнить, что найти толщину утепления стен не сложно, важно соблюсти теорию на практике.

Вентиляционный зазор

Паропроницаемость стены – характеристика, которая показывает наличие естественной вентиляции. Если паропроницаемость низкая или отсутствует, то тогда есть необходимость сооружения принудительной вытяжки. Стенам из натуральных материалов свойственна естественная паропропускная способность. Говорят, что они «дышат». У многих искусственных материалов, пенопластовых утеплителей, паропроницаемости нет. Поэтому они блокируют газообмен через стену.

Стена, сделанная только из минеральной ваты, имеет высокую паропроводящую способность. При этом в утеплителе скапливается конденсат, который нарушает теплопроводные свойства утеплителя. Для того чтобы стена не пропускала холод, необходимо правильно построить пирог стены каркасного дома. Для защиты от паров из дома делается пароизоляция, снаружи монтируется мембранная пленка и предусматривается наличие вентиляционного зазора.

Хороший каркасный дом утепляется минеральной ватой с обязательным устройством вентиляционной щели между утеплителем и наружной стеновой обшивкой. При этом снаружи утеплитель закрывают пароизолирующей мембраной, которая предупреждает проникновение пара в утеплитель. Но не препятствует выходу возможного пара наружу, из утепляющего слоя. Таким образом, вентзазор в каркасном доме является щелью, через который влажный пар может выйти из стены.

Также вентзазор предупреждает конденсат на внутренней стороне облицовки.

Необходимость в использовании вентзазора

• Если минеральный утеплитель теряет свои теплосберегающие свойства при намокании.
• Если наружная отделка выполнена из материала, который не пропускает пар. В таком случае каркасный дом без вентзазора будет конденсировать влагу с внутренней стороны сайдинга.

Толщина вентиляционного пространства между утеплителем и наружной обшивкой определяется его расположением, и длиной стены, чем длиннее, тем шире должен быть вентзазор. Ширина вентзазора в каркасном доме снаружи составляет минимум 25 мм. При большой площади стены она должна составлять минимум 50 мм.

Иногда в целях удешевления строения используют утепление каркасного дома пеноплексом. Этот утеплитель является воздухонепроницаемым, поэтому не требует наличия воздушного вентиляционного зазора. Нужен ли вентзазор в каркасном доме?

• Материал утеплителя паронепроницаем.
• Наружная стеновая отделка пропускает пар. Минвату можно закрывать штукатуркой без вентзазора, если штукатурная смесь имеет высокую паропроницаемость, выше, чем у минваты.

В таком случае, толщина утепления стен каркасного дома не требует установки вентиляционного зазора внутри и снаружи.

Чем утеплить газобетон, минватой или пенопластом

Минеральная (каменная) вата и пенопласт являются основными утеплителями для газобетонных домов. Намного реже применяют газобетон низкой плотности (D200) и напыляемый пенополиуретан.

Утепление нужно проводить только снаружи здания, чтобы точка росы была ближе к внешнему слою стены.

Точка росы – место в стене с нулевой температурой. В этой зоне образуется зона повышенной конденсации (влаги), стена в этом месте постоянно замерзает и оттаивает.

Если сравнивать пенопласт и минвату, то вата является более дорогим и правильным решением для газобетонных стен, всё дело в паропроницаемости. Вата обладает отличной паропроницаемостью, что обеспечивает выведение влаги из стены наружу дома. Таким образом, внутри помещения будет более сухо и комфортно. Толщину утепления минватой можно сделать любую, но экономически целесообразней – от 100 мм.

Пенопласт плохо пропускает пар, удерживая его в стене и создавая повышенную влажность в доме. Более того, утеплять газобетонные стены нужно пенопластом толщиной от 100 мм, чтобы гарантировано сместить точку росы из стены в утеплитель. Иначе, на границе между пенопластом и стеной, влага будет постоянно замерзать и оттаивать, уменьшая срок службы стены.

В общем, рекомендуем использовать минвату или пенопласт толщиной от 100 мм, но предпочтение лучше отдать именно минвате.

Толщина стен

Внешняя стеновая отделка выполняет две важные функции. Она защищает внутреннюю стену от осадков и поддерживает прочность дома, усиливает каркас. Выбор стеновой обшивки учитывает не только характеристики водо- и влагостойкости, а также прочность на изгиб, способность противостоять ветровым нагрузкам.

Внешняя стеновая обшивка

Наружная стеновая обшивка может быть выполнена различными материалами. Используются плиты ОСБ на каркасный дом, металлопрофиль, цементностружечные плиты, деревянные доски – вагонка, блок-хаус, брус. Каждый из них имеет собственные характеристики и размеры.

Чаще других используются плиты ОСБ – в силу ценовой доступности. Выбор их толщины определяется этажностью строения. Толщина ОСП для стен каркасного дома в одноэтажных постройках составляет минимум 9 мм. Для двухэтажных домов она должна быть не меньше 12 мм. Таким образом, в каркасном доме толщина ОСБ определяет его прочность, долговечность, устойчивость к ураганному ветру.

Внутренняя стеновая обшивка

Внутренняя обшивка стены может выполняется листовыми материалами. Это может быть ОСБ толщиной 9 или 12 мм. Она также может быть собрана из тонких материалов – фанеры, МДФ, толщина которых не превышает 5 мм. Она может быть сделана из гипсокартона, толщина листов которого составляет 12-13 мм.

Какими бывают габариты материала?

В случае если теплоизоляционный материал очень тонок, сквозь стенку просачивается холод и сырость, но и излишняя толщина также ни к чему.

Стандартными габаритами материала считаются такие:

• 75 мм;
• 150 мм;
• 60 мм;
• 200 мм;
• 70 мм;
• 80 мм;
• 50 мм;
• 15 мм.

В случае если слой теплоизоляционного материала меньше положенного хоть на пару сантиметров, стенки станут пропускать холод и отсыревать.

Например, точка росы, которая располагается снаружи сооружения, сместится немного вовнутрь стенки, вследствие того, что теплоизоляционный материал не сможет ее удержать. В итоге – на плоскости стенки станет появляться конденсат, она станет медленно отсыревать, рушиться, будет появляться плесень и грибок.

Очень толстый слой теплоизоляции приведет к неоправданным расходам. Любой хороший хозяин желает построить не просто качественный и надежный дом, но и сэкономить по максимуму, а толстый слой изоляции стоит неплохих денег. Также при большой толщине термоизоляции не соблюдается естественная вентиляция изнутри стенок, вследствие чего внутри здания становится весьма душно и дискомфортно. Кроме того, в случае если утепление выполняется на внутренней части стенки, толстый слой материала заберет весьма большое количество свободного места, уменьшив квадратуру комнаты как визуально, так и физически.

Именно поэтому важно уметь рассчитывать толщину теплоизоляции.

Ещё один весьма значимый момент – определение толщины теплоизолятора зависит напрямую от сырья, из которого изготовлена стенка. Исходя из этой информации, можно сделать вывод о теплопроводимости и теплотехнических свойствах этой части сооружения. Такие данные дают возможность квалифицировать теплоотдачи на любом квадратном метре площади. Абсолютный перечень данных материалов указан в СНиП No2-3-79. Плотность утеплителя бывает разной, но обычно используют от 0,6 – 1000 кг/м3.

В современном строительстве зачастую используют пеноблоки, на которые распространяются определенные требования к термоизоляции:

• ГСОП – 6000;
• сопротивление в теплоотдаче и термопередаче стен – свыше 3,5 С/кв. м/Вт;
• сопротивление в теплоотдаче и термопередаче потолков – свыше 6С/кв. м/Вт.

В случае если вы намереваетесь положить некоторое количество слоев теплоизолятора, характеристики сопротивления теплопередачи рассчитываются в виде суммы всех слоев. При этом нужно принимать во внимание теплопроводимость и свойства материала, из которого приготовлены стенки.

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.

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.

Какие данные понадобятся?

У теплопроводности стен и потолка есть определенные минимальные показатели. Для расчёта необходимо воспользоваться формулами:

• стена: R=3,6-R;
• потолок: R=6-R.

После получения числового значения разницы следует вычислить толщину утеплителя по следующей формуле: p = R*k, где р-искомая толщина утеплителя.

При использовании теплоизоляции из пенопласта или минеральной ваты рекомендованное значение – 10 см (в кирпичных домах, а также в домах с панельными стенами, лоджиях, на балконе).

Коэффициент теплопередачи всех материалов стены или иных участков в жилом сооружении определяется отдельно, зависит от разных климатических условий и является индивидуальным:

ГСОП= (tв-tср) x*z, где:

• tв — средняя температура внутри помещения;
• tот — средняя температура окружающей среды;
• zот — длительность отопительного сезона в сутках (если у вас автономное отопление, то принимайте значение, основываясь на личном опыте)

Примерный расчет толщины стен из однородного материала

Все эти формулы необходимы в случае, если вы хотите полностью самостоятельно произвести все расчеты. Однако, в Интернете несложно найти онлайн-калькулятор толщины утеплителя, которые дают более точный результат, поскольку высчитывают не только на основании теплопроводности стен и теплоизолятора, но и на основании данных об отделочных материалах и воздушной подушке.

Предположим, у вас в Якутске находится дом из силиката, который вы решили утеплить средним пенополистиролом. Стенки отделаны гипсокартоном. При расчете в ручную вы получите показатель около 150 мм (воздушная прослойка 20 мм). Расчет онлайн-калькулятором при всех данных определяет 135 мм.

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.

Утепление по СНиП, или как снизить расходы на отопление

Почему в одном доме на обогрев 100 м² расходуется 1500 кВт электроэнергии в зимний месяц, а в другом 3000 кВт? Отчего это зависит, помимо системы отопления? Можно ли исправить ситуацию и уменьшить расходы на отопление? Конечно, все в Ваших руках! Для этого надо посчитать теплопотери дома и постараться их минимизировать.
Дом в Сочи и дом в Якутске могут тратить энергию за отопление одинаково в отопительный сезон, при условии, что построены по СНиП 23-02-2003 – строительные нормы и правила для каждого региона, разработанные Министерством регионального развития.

Теплопотери дома

Воздух в доме остывает за счет потери тепловой энергии через ограждающие конструкции, вентиляцию и канализацию.

Основные теплопотери 60-80% идут через ограждающие конструкции.

Давайте проверим, а соответствуют ли толщина ограждающих конструкций вашего дома (наружных стен) нормам строительства для проживания в зимний период. И если нет, то узнаем, как это исправить. А для тех, кто только планирует строительство дома – решить вопрос из чего и какой толщины должны быть наружные стены, чтобы дома было тепло и уютно, и при этом за отопление платить гораздо меньше.

Какие цифры нужны, чтобы посчитать теплопотери стены?

Во-первых, это сопротивление теплопередаче наружных стен

для жилых домов(Rreg) – насколько хорошо наружные стены «сохраняют» тепло внутри дома. В каждом регионе он свой, зависит от температуры внутри дома, средней температуры снаружи дома, и количества суток отопительного периода.

Ниже приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче наружных стен Rreg для жилых домов для некоторых городов России:

Во-вторых, коэффициент теплопроводности материала стены

λ и его толщина — d. Теплопроводность – это способность материала к теплообмену от его теплой части к холодной. У каждого материала она своя, и отличается довольно значительно.

Так, например, утеплитель из минеральной ваты в 20 см равнозначен по теплоизоляции со стеной из кирпичной кладки в 1,5 метра. Также теплопроводность может меняться в зависимости от их влажности у некоторых строительных материалов.

На это стоит обратить внимание, поскольку в сухом состоянии строительные материалы при расчете теплопроводности ограждающих конструкций не используются, а «нормальные А» и «влажные Б» строительные условия могут существенно отличаться, и можно совершить ошибку. «Влажные» — это не только баня и сауна.

Например, у газобетона в сухом состоянии коэффициент теплопроводности отличается от нормальных условий строительства от 0,03 до 0,16 – в зависимости от плотности. Вроде бы цифры мизерные, но толщина стены уже поменяется значительно: от 15 до 50 см!

Приведем коэффициенты теплопроводности популярных строительных материалов, в зависимости от условий эксплуатации в сравнительной таблице, которую можно скачать по ссылке

Соответствует ли толщина стены нормам по СНиП?

Приведем пример для дома в Нижнем Новгороде, построенного из пустотелого кирпича, плотностью 1300 кг/м³ на цементно-известковом растворе толщиной в 2,5 кирпича – 640 см. Нижний Новгород относится к зоне влажности 2 – «Нормальная», влажностной режим в доме – «нормальный», поэтому коэффициент теплопроводности выбираем из столбика «Б».

Вычислим сопротивление теплопередаче внешней стены дома Rо:

d — толщина материала, м

λ — коэффициент теплопроводности материала, условия А или Б.

Рекомендуемое значение Rreg для Нижнего Новгорода – 3,36 м²х°С/Вт., чему совсем не удовлетворяет наш расчет. В таком доме зимой будет холодно, потребуются более мощные отопительные приборы и счета за оплату будут значительно выше, чем у утепленного дома по СНиП.

Проверим тогда, какой должна быть толщина стены, чтобы она удовлетворяла нормам?

d = Rreg
* λ
d = 3,36 * 0,58 = 1,95 м

Вот это стена! Но только такая толщина кирпичной кладки позволит Вам иметь теплый дом. Кирпич обладает очень большой теплопроводностью, и чтобы дом хранил тепло намного дольше, приходиться городить такую стены. Понятно, что мало кто решится возводить такое «бомбоубежище».

Значит будем утеплять стены другим материалом, у которых теплопроводность низкая, а соответственно толщина стены будет намного меньше. Материалов для утепления очень много, плюсы и минусы которых — это отдельная история, а сейчас решим утеплить стену каменной ватой.

Какой толщины выбрать слой ваты? Рекомендуемое значение сопротивления теплопередаче в Нижнем Новгороде 3,36, у нас уже есть стена со значением сопротивления – 1,1. Остается «добрать» 2,26.

Из таблицы теплопроводности материалов берем значение коэффициента для каменной ваты, плотностью 25 кг/м³ – 0,045, и вычисляем какой толщины должен быть утеплитель:

d = 2, 26 * 0,045 = 0,10 м

0,1 метра – 10 см – это минимальная толщина утеплителя, которая позволит сделать дом теплым.

Вывод: утепляем стены дома до требуемых норм СНиП, а также не забываем про пол и потолок, т.к. через них также идут большие теплопотери. Чем больше толщина утеплителя, тем меньше теплопотери, тем меньше энергозатрат придется потратить на обогрев помещения.

Не будем Вас утомлять расчетами, а сразу скажем, что каменной ваты на пол и потолок в качестве утеплителя необходимо минимум по 20 см – для Центральной полосы России. Для Севера – 25-30 см. Тогда Ваш дом будет держать тепло очень долго, расходы на отопление будут радовать, а отопительные приборы будете выбирать не из расчета 1 кВт на 10 м², а, например, КОУЗИ 450Вт на 10м². Почему на такую площадь будет достаточно одного «КОУЗИ», читайте в следующих статьях.

Рекомендации и требования к внешнему утеплению стен

Помимо теплопроводности, изолирующие материалы, выбираемые для утепления стен снаружи, должны отвечать таким требованиям:

• соответствие экологическим нормам. Сюда относится наличие выделяемых в воздух вредных веществ (формальдегидные смолы и другое), возможность утилизации остатков без вреда для окружающей среды, особенности производства;
• пожарная безопасность;
• приемлемая паропроницаемость, низкая способность накапливать влагу, малое изменение свойств при изменении влажности;
• стойкость к влиянию внешних факторов (резкие перепады температур, ультрафиолетовое излучение, атмосферная влага);
• простота и удобство монтажа;
• долговечность;
• приемлемая стоимость.

При этом следует отметить: большая часть теплоизолирующих материалов не отвечает всем пунктам требований, только их части.

Рекламируя свою продукцию, производители утеплителя для стен снаружи и внутри сообщают не всю информацию, подают данные так, чтобы покупатель не разобрался в указанных характеристиках или – при недобросовестном подходе – намеренно сообщают неправильные данные. Поэтому покупка изолирующих материалов у непроверенных производителей – риск получить не подходящие для решения задачи утеплители.

При термоизоляции жилья, построенного из оцилиндрованного бревна или бруса, требования к изолирующим материалам немного отличаются. Это связано с особенностями строительства – горизонтальное расположение бревен или бруса требует межвенцового уплотнителя, а не только изоляции по всей площади стены.

• Материал должен сочетаться с древесиной, оптимален выбор натуральных утеплителей для стен дома снаружи (джут, пакля) или специализированных герметиков.
• Оптимален вентилируемый теплоизолирующй слой.
• Пожарная безопасность утеплителя выбирается в соответствии с характеристиками стенового материала: если брус (бревно) не прошли антипириновой обработки, стоит внимательнее отнестись к выбору изолирующего слоя. Желательно, чтобы он не имел способности к возгоранию или затруднял распространение огня.
• Учитывая экологичность деревянных построек, утеплитель для деревянных стен снаружи также должен соответствовать нормам экологии.

Теплосопротивление материалов

Из таблицы следует, что в соответствии с требованиями СНиП толщина стен жилого дома должна быть:

Исполнение данных условий в современной действительности абсолютно нереально. Вот почему использование утеплителей сегодня – вынужденная необходимость. Чем ниже коэффициент теплопроводности утеплителя, тем меньше его слой.

Достоинства и недостатки утеплителей

1. Пенополиуретан – на сегодняшний день самый эффективный утеплитель.

Достоинства: бесшовный монтаж пеной, долговечность, лучшая тепло- и гидроизоляция.

Недостатки: дороговизна материала, неустойчивость к УФ-излучению.

1. Пенополистирол (пенопласт) – востребован для использования в качестве утеплителя для помещений разных типов.

Достоинства: низкая теплопроводность, невысокая стоимость, удобство монтажа, водонепроницаемость.

Недостатки: хрупкость, легкая воспламеняемость, образование конденсата.

1. Экструдированный пенополистирол – прочный и удобный материал, при необходимости элементов нужного размера легко разрезается ножом.

Достоинства: очень низкая теплопроводность, водонепроницаемость, прочность на сжатие, удобство монтажа, отсутствие плесени и гниения, возможность эксплуатации от -50⸰С до +75⸰С.

Недостатки: намного дороже пенопласта, восприимчивость к органическим растворителям, образование конденсата.

1. Базальтовая (каменная) вата – минеральная вата, изготавливающаяся на базальтовой основе.

Достоинства: противостояние образованию грибков, звукоизоляция, прочность к механическим воздействиям, огнеупорность, негорючесть.

Недостатки: более высокая стоимость, по сравнению с аналогами.

1. Эковата – утеплитель, выполненный на основе естественных материалов (волокна дерева и минералы). На сегодняшний день применяется довольно часто.

Достоинства: звукоизоляция, экологичность, влагостойкость, доступная стоимость.

Недостатки: во время эксплуатации повышается теплопроводность, необходимость специального оборудования для монтажа, возможность усадки.

1. Изолон – современный утеплитель, изготавливаемый путем вспенивания полиэтилена. Является одним из самых востребованных.

Достоинства: низкая теплопроводность, низкая паропроницаемость, высокая шумоизоляция, удобство резки и монтажа, экологичность, гибкость, небольшой вес.

Недостатки: низкая прочность, необходимость устройства вентиляционного зазора.

1. Пенофол – утеплитель, который отвечает многим требованиям, предъявляемым к качеству утеплителя и утепления различных помещений, а также конструкций и т.д.

Достоинства: экологичность, высокая способность к отражению тепла, высокая шумоизоляция, влагонепроницаемость, негорючесть, удобство перевозки и монтажа, отражение воздействия радиации.

Недостатки: малая жесткость, затрудненность крепления материала, в качестве теплоизоляции одного пенофола недостаточно.

Расчет утепления каркасного дома

При выполнении расчетов на требуемую теплоизоляцию каркасного дома (без капитальных стен) следует учитывать отсутствие базовой конструкции, имеющей собственную сопротивляемость теплопотерям. В расчете учитываются такие нюансы:

• материал каркаса – дерево или металл. Во втором случае следует учитывать возникновение «мостиков холода» и их устранение;
• компоновку здания, возможность применения шовных или бесшовных материалов;
• заранее принимать во внимание эксплуатационные характеристики облицовочных материалов изнутри и снаружи;
• выбирать теплоизоляторы с требуемыми параметрами водо-, паро-, ветропроницаемости.

Ниже представлены иллюстрации с вариантами теплозащиты каркасного строения.

Ещё немного советов, которые упростят работу

Расчет теплозащищенности дома или нежилого строения, выбор способа монтажа теплоизолирующих материалов и предпочтение типа материала – сложный и требующий учета многих факторов вопрос. Для непрофессионала такой расчет очень сложен, в том числе за счет поиска необходимой информации по используемым материалам.

Заметно упростит работу использование специального программного обеспечения, в наиболее простом варианте – онлайн-калькуляторов для расчета толщины теплоизолирующего слоя. При их использовании следует учитывать, что большая часть калькуляторов разрабатывается производителями средств для теплоизоляции и ориентированы на их продукцию. Соответственно, данных по товарам других производителей может не быть или же информация может содержать неточности.

Из программного обеспечения, помимо калькуляторов, можно рекомендовать Revit компании AutoDESK, а также расчеты в Exel.

Правильно и рационально утепленный дом позволяет сократить расходы на отопление до 50%, а разумная конструкция на стадии строительства – создать не просто пассивный (потребляющий незначительное количество энергии), а активный – имеющий положительный годовой баланс энергии. Тем самым при высокой начальной стоимости строительства (в том числе значимых расходах на теплоизолирующие материалы и энергосберегающие конструкции) окупаемость такого строения будет удачно дополнена сохранением экологической обстановки и комфортными условиями проживания.

Последствия неправильного выбора размера теплоизоляции

Все виды утеплителей для стен препятствую потерям энергии в разной степени. Одно из негативных последствий неправильного выбора толщины изолирующего материала — смещение точки росы не наружу покрытия, а внутрь. Стены будут промерзать, на них появится плесень и грибок. Чрезмерная толщина слоя не приносит вреда конструкции, но и условия проживания не изменятся. Излишняя теплоизоляция — напрасные расходы на материал и трудозатраты.

Какой утеплитель выбрать для изоляции дома каждый решает самостоятельно, главное не забывать о грамотном подходе к плотности и толщине слоя.

Толщина утеплителя в каркасном доме

В качестве утеплителя для каркасного дома чаще всего выбирают минеральную вату или эковату.

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.

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.

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.

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.

Типовая конструкция стены

Конечно, выбор толщины стены зависит не только от климата в регионе, но и от предназначения конструкции: будет ли дом для постоянного проживания, или — для временного, а так же от материалов применяемых в конструкции внутренней и внешней частей стены, от вида используемого утеплителя, наличия воздушного зазора.

Классическая стена состоит из следующих элементов:

• Внешняя обшивка

  . Может быть толщиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров в зависимости от используемых материалов. Чаще всего применяют цементно-стружечные ЦПС или древесно-стружечные OSB плиты, реже используют металлопрофиль или облицовочный кирпич. При отсутствии воздушного зазора внешняя часть может состоять просто из оштукатуренного утеплителя.

• Воздушный зазор

  . Он нужен для того, чтобы исключить проникновение влаги через внешнюю обшивку в утеплитель, и он оставался сухим, не теряя своих теплоизолирующих свойств. В зависимости от типа применяемых изоляционных материалов может составлять от 25 до 50 мм.

Порядок расположения слоев в каркасном доме стандартныйИсточник sargorstroy.ru

• Каркас

  . Может быть утеплённым, или нет. Минимальная толщина несущей конструкции стены без утепления составляет 50мм и увеличивается в зависимости от вида используемого утеплителя: минеральное волокно, эковата, пенополистирол, полиуретановое напыление. Толщина утеплителя для стен каркасного дома может достигать 400мм.

• Внутренняя обшивка

  . Обычно состоит из более экологичных материалов, чем внешняя, так как связана с жилым пространством. Чаще всего используют гипсокартон или материалы на основе натурального дерева (доска, брус), реже фанеру, МДФ или OSB. Если несущая конструкция каркаса не утепляется, то обшивки стены может и не быть.

Из конструкционных особенностей стены понятно, что самое сложное — это определить толщину утепления каркаса.

Конструкция стены и её толщина

Толщина стен каркасного дома определяется их конструкцией, наличием вентзазоров и выбором утеплителя. Традиционно каркасная стена состоит из следующих прослоек:

• Наружная стеновая обшивка – её толщина может варьироваться от нескольких миллиметров (если это металлический профилированный лист) до нескольких сантиметров (если это более массивная обшивка – стружечная плита ОСБ или цементно-стружечные плиты ЦСП).
• Вентиляционный зазор между наружной стеновой обшивкой и утеплителем – он составляет как минимум 30-50 мм и обеспечивает свободное движение воздуха.
• Минеральный утеплитель обязательно применяют с мембранной защитой. Сама по себе мембрана не занимает много места. Её ширина измеряется микронами. А вот минеральный утеплитель – определят размер стены, поскольку является самым толстым материалом стенового «пирога». Ширина утепления варьируется от условий климата и предназначения дома (сезонности проживания – круглый год или только лето). Обычно она составляет хотя бы 50 мм для летнего строения и более 150 мм – для круглогодичного. Толщина стены каркасного дома для постоянного проживания – больше, поскольку строение эксплуатируется в период холода и зимних температур. При необходимости теплоизолятор кладут в два слоя, увеличивая толщину наружной стены. Тогда толщина утепления каркасного дома может увеличиваться вдвое.
• Внутренняя стеновая обшивка – её толщина также зависит от выбора стенового материала. Внутренняя обшивка может быть толще наружной, если она выполнена из деревянных материалов (блок-хауса, бруса). Возможна тонкая внутренняя обшивка – фанерой или панелями МДФ.

А теперь рассмотрим подробнее как строить каркасный дом, какая толщина стен будет у постройки?

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.

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: