Как рассчитать толщину утеплителя

Правильная теплоизоляция для стен квартиры или дома заключается не только в выборе определенного типа теплоизоляционного материала, но и в расчете его толщины.

Недостаточное утепление отразится не только на температуре в помещении, но и вызовет перенос точки росы на внутреннюю поверхность стены. Появившийся конденсат повлечет за собой повышение влажности, плесень и гниль на стенах.

С другой стороны, избыточная теплоизоляция, хоть и избавляет от этих проблем, но экономически не выгодна. Даже существенное превышение толщины слоя утепления над расчетным, принесет лишь незначительное увеличение показателя теплозащиты всего строения.

Расчет толщины теплоизоляции

В строительстве существует такое понятие как теплосопротивление – это показатель определяющий способность материала или конструкции сопротивляться переносу тепла из помещения во внешнюю среду.

Коэффициент тепдлосопротивления это постоянная величина, выведенная эмпирическим способом исходя из климатических особенностей региона. Для каждого региона России она индивидуальна. Данные регламентируются СНИП 23-01-99 «Строительная климатология». В таблице приведены некоторые показатели по регионам:

Теплосопротивление стены состоит из сопротивления передаче тепла всех слоев однородных материалов, сюда входят и несущие конструкции и утеплитель.

Толщина утеплителя будет рассчитываться по формуле:

• R_reg=δ/k, где
• R_reg – теплосопротивление в среднем по региону;
• δ – толщина слоя утеплителя;
• k – коэффициент теплопроводности термоизоляции Вт/м²×ºС.

Расчет теплоизоляции стены должен принимать во внимание толщину и материал несущих внешних стен, к которым он будет крепиться.

Данные по коэффициенту теплопроводности некоторых строительных материалов и наиболее распространенных типов современных утеплителей приведены в таблице.

Рассчитаем минимально необходимую толщину наиболее популярного утеплителя пенополистирола для Якутска – R_reg=4,9м²×ºС/Вт. Если дом построен из силикатного кирпича в два ряда.

Определяем реальное теплосопротивление стены при толщине в два кирпича δ_{кирпича}=0,51 м, k=0,81 Вт/м²×ºС, подставляем в формулу.

R_{кирпича} = δ/k = 0,51/0,81 = 0,62 м²×ºС/Вт

Рассчитанное значение отнимаем от константы по региону Якутск. Будет получена величина, которую должен перекрыть пенополистирол.

R = R_reg — R_{кирпича} = 4.9 – 0.62 = 4.34 м²×ºС/Вт Это искомый показатель который нуждается в перекрытии.

δ = R_{пенопласт} × k = 4,34×0,035 = 0,1519 (м),

Из расчетов ясно, что для дома, построенного в Якутии, из двойного силикатного кирпича необходим слой пенополистироловой теплоизоляции толщиной в 152 мм. Учитывая толщину воздушных прослоек внутри стены (между простенками), принимаем рабочую толщину пенополистирола 150 мм.

Утеплители для стен применяемые внутри помещения

Основные требования, кроме низкой теплопроводности, которые предъявляют к термоизоляционным материалам, используемым внутри помещения:

• небольшая толщина изоляционной конструкции, для экономии полезной площади;
•  экологическая чистота – материал не должен выделять никаких вредных веществ.

Таким параметрам отвечает несколько типов утеплителей, каждый из которых имеет свои особенности технологии монтажа.

Фольгированные утеплители

Из всей номенклатуры фольгированных материалов, для утепления стен изнутри больше всего подходит термоизоляция на основании вспененного полиэтилена.

Производители выпускают множество марок: Фольгоизол , Алюфом, Экофол, Армафлекс, Джермафлекс, Пенофол, Изолон, Изофлекс. Термоизоляция помещения происходит по двойному принципу. Инфракрасное излучение отражается алюминиевым слоем обратно в помещение, а вспененный полиэтилен толщиной от 2 до 10 мм не дает проникнуть холоду.

Монтаж производится отражающей стороной внутрь помещения. Стыки полотнищ проклеиваются алюминиевым скотчем. Главная особенность устройства такой изоляции – это наличие зазора в 10-20 мм между фольгой и внутренней стороной отделочных декоративных материалов.

Через некоторое время после монтажа тонкого фольгированного вспененного полиэтилена на стену он может провиснуть и потерять часть эффективности. Для того чтобы это предотвратить производится монтаж на клей по все площади поверхности (на бетонные или кирпичные основы), более частое крепление теплоизоляции к деревянной стене скобами из строительного степлера или использование армированного материала.

Эковата

Одним из современных материалов, которые можно использовать для утепления стен еще на стадии строительства является эковата. Это экологически чистый материал, который на 80% состоит из волокон целлюлозы с активными добавками:

• Буры – предотвращающей горение;
• Борной кислоты – обеспечивающей защиту от грибков, гнили, грызунов и насекомых.

Монтаж эковаты производится с помощью специальных аппаратов напылителей в межстенное пространство. Более подробно процесс напыления можно увидеть здесь:

Теплоизоляция, применяемая с внешней стороны стены

Материалам данного типа предъявляют дополнительные требования, связанные с устойчивостью к негативным влиянием внешней среды:

• Низкое влагопоглощение;
• Морозостойкость – способность выдержать многократные циклы замораживания оттаивания без разрушения;
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению;
• Прочность.

Пенополистирол

Является наиболее распространенным материалом для утепления фасадов. Однако его монтаж довольно трудоемкое занятие. Кроме того при расчете утепления пенополистиролом необходимо добавить стоимость дополнительных материалов и выполнение работ по промежуточной укрепляющей и финишной декоративной отделке фасада.

1. Кирпичная стена;
2. Специальный монтажный клей для утеплителя;
3. Пенополистирол;
4. Специальные пластиковые дюбели «зонтик»;
5. Монтажная сетка из стекловолокна;
6. Клей ля сетки;
7. Грунтовка, повышающая адгезию штукатурки;
8. Декоративная штукатурка.

Термокраска

Жидкая термоизоляция для стен – новый и прогрессивный теплоизоляционный материал, пока еще не слишком распространенный, но стремительно набирающий популярность.

Она состоит из керамических и силиконовых пористых микросфер на основе полимерного акрилового клеящего состава. Основным преимуществом этого материала является универсальность его применения, он может наноситься на любую стену: бетон кирпич, дерево.

Нанесение легко производится своими руками, кисточкой или при помощи обычного распылителя.

Подобрав необходимый теплоизоляционный материал и произведя расчет его толщины необходимо так же и соблюдать технологию монтажа. Иначе термоизоляционные свойства материала будут существенно снижены.

stroitel5.ru

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.

Название материала	Теплопроводность, Вт/м*К
Бетон	1,51
Кирпич силикатный	0,7
Пенобетон	0,29
Дерево	0,18
ДСП	0,15
Минеральная вата	0,07-0,048
Экструдированный пенополистирол	0,036
Пенополиуретан	0,041-0,02
Пенополистирол	0,05-0,038
Пеностекло	0,11

Теплосопротивление материала ® является постоянной величиной, его определяют как отношение разности температур на краях утеплителя к силе проходящего через материал теплового протока. Формула расчета коэффициента: R=d/k, где d — толщина материала, k — теплопроводность. Чем выше полученное значение, тем эффективней теплоизоляция.

Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?

Теплоизоляция устанавливается для сокращения потерь энергии через стены, пол и крышу дома. Недостаточная толщина утеплителя приведет к перемещению точки росы внутрь здания. Это означает появление конденсата, сырости и грибка на стенах дома. Избыточный слой теплоизоляции не дает существенного изменения температурных показателей, но требует значительных финансовых затрат, поэтому является нерациональным. При этом нарушается циркуляция воздуха и естественная вентиляция между комнатами дома и атмосферой. Для экономии средств с одновременным обеспечением оптимальных условий проживания требуется точный расчет толщины утеплителя.

Расчет теплоизоляционного слоя: формулы и примеры

Чтобы иметь возможность точно рассчитать величину утепления, необходимо найти коэффициент сопротивления теплопередачи всех материалов стены или другого участка дома. Он зависит от климатических показателей местности, поэтому вычисляется индивидуально по формуле:

ГСОП=(tв-tот)xzот

tв — показатель температуры внутри помещения, обычно составляет 18-22ºC;

tот — значение средней температуры;

zот — длительность отопительного сезона, сутки.

Значения для подсчета можно найти в СНиП 23-01-99.

При вычислении теплового сопротивления конструкции, необходимо сложить показатели каждого слоя: R=R1+R2+R3 и т. д. Исходя из средних показателей для частных и многоэтажных домов определены примерные значения коэффициентов:

• стены — не менее 3,5;
• потолок — от 6.

Толщина утеплителя зависит от материала постройки и его величины, чем меньше теплосопротивление стены или кровли, тем больше должен быть слой изоляции.

Пример: стена из силикатного кирпича толщиной в 0,5 м, которая утепляется пенопластом.

Rст.=0,5/0,7=0,71 — тепловое сопротивление стены

R- Rст.=3,5-0,71=2,79 — величина для пенопласта

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.

remontami.ru

Как рассчитать толщину утеплителя для пола

Толщина необходимой теплоизоляции для пола рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить сопротивление теплопередаче, которое описано в нормативах: R=4-5м2оК/Вт.

Если цоколь не имеет теплоизоляции, то при расчете теплоизоляции пола берется условие, что температура в подпольном пространстве имеет температуру воздуха на улице. В таком случае толщина утеплителя на основе минеральной ваты должна составлять не менее 150-200 миллиметров. Если же цоколь и фундамент имеют теплоизоляцию, то толщину теплоизоляционного слоя пола можно уменьшить таким образом, чтобы сумма сопротивлений теплопередаче пола и цокольной части была ни как не меньше нормативной.

После того как уложен слой утеплителя, поперек лаг выполняется обрешетка, которая изготавливается из деревянных брусков имеющих толщину не менее 50 миллиметров. Между брусками данной обрешетки необходимо выложить дополнительный слой теплоизоляционного материала, так как два его слоя гарантируют полное перекрытие возможных мостиков холода.

При изготовлении обрешетки между ее брусками выбирается расстояние 300-600 миллиметров. Расстояния должны быть кратными ширине плит чернового пола. Конструкция основания пола в два слоя, где первым стоят лаги, а затем находится обрешетка, позволяет более грамотно и удобно размещать не только плиты теплоизоляционного материала, но и плиты покрытия пола.

Утеплитель, поверх обрешетки, накрывается пароизоляционной пленкой. Все стыки пленки герметизируются, соприкосновения ее со стенами, соединяется с гидроизоляцией стен и так же герметизируется. Если при изготовлении обрешетки выбрать бруски чуть больше толщины второго слоя утеплителя, то за счет приспускания пленки по ячейкам обрешетки, получается создать между покрытием пола и пароизоляцией не большой вентилируемый зазор, который будет очень полезен.

Гораздо более выгодно вместо второго слоя утеплителя и пароизоляционной пленки выполнить укладку пенофола. Пенофол — это вспененный полиэтилен, который покрыт алюминиевой фольгой. Пенофол укладывается алюминиевой стороной к верху по направлению к вентилируемом зазору. Укладывается данный материал поперек брусков обрешетки с приспусканием его с каждой стороны бруска. Когда материал уложен, он фиксируется при помощи степлера к боку брусков таким образом, чтобы между его алюминиевой поверхностью и плитами покрытия пола был зазор не менее 3-4 сантиметров. Стыки герметизируются специальной алюминизированной лентой. Слой пенофола эквивалентен слою минеральной ваты, имеющей толщину до 40 миллиметров. Кроме того он обеспечивает необходимую паронепроницаемость.

На обрешетку, сверху паронепроницаемой пленки или же пенофола, крепятся доски чернового пола. Сейчас, вместо досок все чаще используются цементно-стружечные плиты или же фанеру толщиной не менее 18 миллиметров, а так же другие подобные материалы. Плиты укладываются длинной стороной на бруски обрешетки. Под короткую сторону плит, между брусками обрешетки закрепляются распорки. Таким образом, все края уложенной плиты должны опираться на опору — брусок или такую распорку.

Категорически не рекомендуется в качестве теплоизоляционного материала для утепления пола использовать пенопласт или пенополистирольных плит. Дело в том, что данные материалы практически не пропускают влагу, которая всегда есть в древесине. Становясь барьером на пути выхода влаги, данные материалы значительно сокращают срок службы древесины, способствуя возникновению внутри элементов различного рода грибков или плесени. Кроме этого утеплитель из минеральной ваты более плотно прилегает к лагам, чем пенопласт, а значит, исключает мостики холода.

Чтобы защитить от грунтовой влаги все подпольное пространство загородного дома, можно покрыть гидроизолирующей пленкой всю площадь грунта. В таком случае все стыки пленки необходимо тщательно загерметизировать, а ее примыкание к стенам соединяется с гидроизоляцией стены, после чего так же герметизируется.

В результате такого подхода к строительству деревянного пола по лагам на столбиках, получается хорошо вентилируемое подпольное пространство, которое ограничено герметичными оболочками — гидро- и пароизоляцией

www.malolikto.ru

От чего зависит толщина

Расчет толщины утеплителя для стен должен начинаться с определения основных показателей технологии строительства. К таким показателям относятся толщина существующих стен и материал, из которых они выполнены, материал теплоизолятора, а также климатические условия вашего региона, конструкция и износ стен здания, внутренние размеры помещения и другие, текущие показатели.

Рассмотрим подробнее элементы вычисления для стенового теплоизолятора.

Толщина стен, а также материалы, из которых они возведены, указаны в техпаспорте вашего жилья, ознакомиться с которым можно в ЖЭКе или  в управляющей компании. Эти показатели имеют значение, поскольку для каждой климатической зоны существуют свои показатели норм по строительству и последующему теплососпротивлению.

Материал утеплителя важен, поскольку именно от него зависит последующее уменьшение потери тепла вашей квартирой. У каждого материала свой коэффициент теплопроводности, вследствие чего будет различаться и минимально допустимая толщина утеплителя.

Износ и конструкция стен также влияют на процесс утепления, поскольку в зависимости от стороны (наружная или внутренняя) процесс утепления может понадобиться согласовать с коммунальными службами, которые и сообщат вам, насколько сильно повреждена стенка. Если здание давно не подвергалось косметическому ремонту, то кроме более толстого слоя утеплителя, в процессе монтажа большой объем времени отнимет шпаклевка стыков, трещин и укрепление перекрытий.

Следует заметить, что толщина утеплителя для наружных стен не рассчитывается с такой щепетильностью, как для внутренних. Причина такому пренебрежению заключается в невозможности предсказать погоду. Если внутри квартиры вы можете определить температурный уровень в зимний период времени по ежегодным показателям во время отопительного сезона, то снаружи погодные условия предсказать невозможно. Потому для внешнего утепления берется толщина, превышающая минимальную минимум в 1,5 раз. Таким образом, вы не потратитесь на лишние материалы и утеплите свои стенки.

Нормы по теплосопротивлению

Выше уже было написано, из каких показателей складываются нормы по теплосопротивлению. Следует помнить, что теплопроводность – это то, насколько хорошо материал проводит тепло, а теплосопротивление – насколько хорошо он тепло задерживает. Потому при выборе материалов стен и утеплителей следует выбрать те, которые обладают высоким коэффициентом теплосопротивления.

Коэффициент теплосопротивления стенки рассчитывается по формуле:

R (теплосопротивление стены) = толщина в метрах / коэффициент теплопроводимости материала в Вт/(м·ºС).

Этот коэффициент не обязательно рассчитывать самостоятельно, поскольку существуют готовые таблицы, где указано требуемое для региона теплосопротивление. Наибольшие требования предъявляются для таких городов, как Анадырь, Якутск, Уренгой и Тында. Наименьшие – для Сочи и Туапсе. В Москве коэффициент должен быть на уровне 3.0 Вт/(м·ºС), в северной столице – 2.9 Вт/(м·ºС).

Требования к теплосопротивляемости предъявляются не только к стенам здания, но также к перекрытиям и окнам. Произвести расчеты можно по той же формуле, но можно найти данные в интернете или в строительной компании. 

Учтя все данные мы получим формулу расчета толщины утеплителя для внутренней стены. Выглядит она следующим образом:

Rreg=δ/k, где

Rreg – региональный показатель теплосопротивления (готовые данные или самостоятельный расчет);

δ – толщина теплоизолятора;

k – коэффициент теплопроводности утеплителя Вт/м2·ºС.

Теперь рассмотрим подробнее коэффициенты теплосопротивляемости для несущей стены и параметры, которые влияют на теплоизоляцию.

Коэффициенты теплосопротивляемости для материалов несущей стены:

Материал, из которого возведено здание, имеет прямое влияние на теплосопротивляемость стен. Несущие конструкции располагаются между квартирами и являются внешними стенами самого здания. Стенки внутри квартиры – это перегородки, утепление которых не производится.

Материал, из которого возведено здание, имеет прямое влияние на теплосопротивляемость стен. Несущие конструкции располагаются между квартирами и являются внешними стенами самого здания. Стенки внутри квартиры – это перегородки, утепление которых не производится.

Исходя из всех данных, технологами была составлена таблица теплосопротивляемости, куда были включены данные толщины материала, а также коэффициенты теплопроводности при наличии и отсутствии лишней влаги:

Материал	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности  в сухом состоянии λ, Вт/(м·оС)	Расчетные коэффициенты теплопроводности во влажном состоянии*
			λА, Вт/(м·оС)		λБ, Вт/(м·оС)
Железобетон			2500	1,7		1,9	2
			500	0,1		0,1	0,1
Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе			1800	0,6		0,7	0,8
Кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе			1600	0,7		0,8	0,9
Кирпич керамический пустотный плотностью 1400 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе			1600	0,5		0,6	0,6
Кирпич керамический пустотный плотностью 1000 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе			1200	0,4		0,5	0,5
Дерево сосна и ель поперек волокон			500	0,1		0,1	0,2
Дерево дуб поперек волокон			700	0,1		0,2	0,2
Дерево дуб вдоль волокон			700	0,2		0,3	0,4

Кроме того, были выведены показатели норм по теплопередаче стенок, а также минимальная толщина утеплителя для того или иного региона страны, при условии, что утеплитель будет с теплопроводностью не менее 0,40 Вт/(м·ºС). Эти данные можно найти в Интернете или в строительной компании, которая занималась возведением вашего строения.  

В целом, коэффициенты теплосопротивляемости для несущих конструкций зависят от региона строительства, каждый из которых имеет свои требования к теплопроводимсти (о чем речь уже шла выше). Эти коэффициенты разные, но в общем, все регионы делятся на две больших категории – А и Б. Кроме разницы дневных температур, существует разница между образованием точки росы в обоих группах. К группе А относятся более сухие города с устойчивым климатом, такие как Архангельск (3,6), Краснодар (2,3), Чита (4,1). К группе Б относятся северные города и города, расположенные в переходных климатических поясах – Брянск (3,0), Калининград (2,7), Хабаровск (3,6).

Перечислим города, которые относятся к группе Б: Калининград, Курск, Брянск, Владимир, Орел, Калуга, Москва, Новгород, Рязань, Санкт-Петербург, Смоленск, Тула, Иваново, Самара, Чебоксары, Ярославль, Пермь, Архангельск, Мурманск, Сыктывкар, Хабаровск, Благовещенск, Салехард, Игарка.

Города, относящиеся к группе А: Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Волгоград, Воронеж, Владикавказ, Грозный, Екатеринбург, Иркутск, Кемерово, Краснодар, Красноярск, Курган, Кызыл, Липецк, Махачкала, Нальчик, Новосибирск, Омск, Оренбург, Пенза, Ростов-на-Дону, Саранск, Саратов, Ставрополь, Тамбов, Тюмень, Ульяновск, Улан-Удэ, Уфа, Челябинск, Чита, Элиста, Якутск.

Разные утеплители также обладают разной теплопроводностью, о показателях которой можно узнать в строительном магазине. Например, показатель пенопласта – 0, 037 Вт/М×К, потому минимальная толщина пенополистирола для утепления стен должна составлять 160 мм. А толщина экструдированного пенополистирола – пеноплекса – для утепления стен должна составлять 120 мм, поскольку он более плотный и лучше хранит тепло в помещении.

Параметры сохранения теплоизоляции

Кроме вышеперечисленных данных следует учесть и другие, влияющие на теплоизоляцию:

• повреждения несущих конструкций;
• «мостики холода» и трещины в перекрытиях;
• влаго-, паро– и поздухопроницаемость утеплителя;
• экологичность и пожаробезопасность материалов и другое.

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.

stenamaster.ru