Профессиональное утепление дома: как правильно рассчитать толщину изоляции. Расчет толщины утеплителя — формула расчета

До второй половины XX века проблемы экологии мало кого интересовали, только разразившийся в 70 годах на Западе энергетический кризис остро поставил вопрос: как сберечь тепло в доме, не отапливая улицу и не переплачивая за энергоносители.

Выход есть: утепление стен, но как определить какая должна быть толщина утеплителя для стен, чтобы конструкция соответствовала современным требованиям по сопротивлению теплопередаче?

Эффективность утепления зависит от характеристик утеплителя и способа утепления. Существует несколько различных способов, имеющих свои достоинства:

• Монолитная конструкция, может быть выполнена из древесины или газобетона.
• Многослойная конструкция, в которой утеплитель занимает промежуточное положение между наружной и внутренней частью стены, в этом случае на этапе строительства выполняется кольцевая кладка с одновременным утеплением.
• Наружное утепление мокрым (штукатурная система) или сухим (вентилируемый фасад) способом.
• Внутреннее утепление, которое выполняют, когда снаружи по каким-либо причинам утеплить стену невозможно.

Для утепления уже построенных и эксплуатируемых зданий применяют наружное утепление, как наиболее эффективный способ снижения потерь тепла.

Рассчитываем толщину утеплителя

Теплоизоляция наружной стены дает снижение потерь тепла в два и более раз. Для страны, большая часть территории которой относится к континентальному и резко континентальному климату с продолжительным периодом низких отрицательных температур, как Россия, теплоизоляция ограждающих конструкций дает огромный экономический эффект.

Оттого, правильно ли рассчитана толщина теплоизолятора для наружных стен, зависит долговечность конструкции и микроклимат в помещении: при недостаточной толщине теплоизолятора точка росы находится внутри материала стены или на его внутренней поверхности, что вызывает образование конденсата, повышенной влажности, а, затем, образованию плесени и поражению грибком.

Методика расчета толщины утеплителя прописана в Своде Правил «СП 50. 13330. 2012 СНиП 23–02–2003. Тепловая защита зданий».

Факторы, влияющие на расчет:

1. Характеристики материала стены – толщина, конструкция, теплопроводность, плотность.
2. Климатические характеристики зоны строения – температура воздуха самой холодной пятидневки.
3. Характеристики материалов дополнительных слоев (облицовка или штукатурка внутренней поверхности стены).

Слой утеплителя, отвечающая нормативным требованиям, высчитывается по формуле:

В системе утепления «вентилируемый фасад» термическое сопротивление материала навесного фасада и вентилируемого зазора при расчете не учитывают.

Характеристики различных материалов

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.

Калькуляторы расчета толщины утеплителя

Для расчета потребуются данные:

• размер стены;
• материал стены;
• коэффициент теплопроводности выбранного утеплителя;
• отделочные слои;
• город, в котором находится утепляемое здание.

Расчет будет выполнен в считаные секунды.

Поскольку у нас нет своего калькулятора, мы хотим порекомендовать, на наше мнение, очень даже неплохой онлайн калькулятор , на котором вы сможете выполнить расчет толщины теплоизолятора.

Итоги

Предусматривать снижение затрат на отопление дома желательно на стадии проектирования: заложив в проекте стены, не требующие утепления в дальнейшем, можно сэкономить значительные средства на эксплуатационных расходах.

В случае, если требуется утеплить уже готовый дом, рассчитать требуемую толщину утеплителя несложно. Единственный минус такого утепления – его долговечность меньше, чем срок службы несущей стены.

Даже популярные ныне коттеджи из бревна или профилированного бруса необходимо утеплять дополнительно или возводить их из практически несуществующего на рынке деревянного массива толщиной в 35-40 см. Что уж говорить о каменных строениях (блочных, кирпичных, монолитных).

Что значит «утеплиться правильно»

Итак, без теплоизоляционных слоёв обойтись нельзя, с этим согласится подавляющее большинства домовладельцев. Некоторым из них приходится изучать вопрос во время строительства собственного гнёздышка, другие озадачиваются утеплением, чтобы фасадными работами улучшить уже эксплуатируемый коттедж. В любом случае подходить к вопросу необходимо очень скрупулёзно.

Одно дело соблюдение технологии утепления, но ведь часто застройщики допускают ошибки на стадии закупки материала, в частности неправильно выбирают толщину утепляющего слоя. Если жилище окажется слишком холодным, то находиться в нём будет, мягко говоря, некомфортно. При благоприятном стечении обстоятельств (наличие запаса производительности теплогенератора) проблему получится решить увеличением мощности отопительной системы, что, однозначно, влечёт за собой существенный рост расходов на покупку энергоносителей.

Но обычно всё заканчивается куда печальнее: при малой толщине утепляющего слоя ограждающие конструкции промерзают. А это становится причиной перемещения точки росы вовнутрь помещений, из-за чего на внутренних поверхностях стен и перекрытий выпадает конденсат. Потом появляется плесень, разрушаются строительные конструкции и отделочные материалы… Что самое неприятное, так это тот факт, что невозможно устранить неприятности малой кровью. Например, на фасаде придётся демонтировать (или «похоронить») финишный слой, затем создать ещё один барьер из утеплителя, а потом снова отделать стены. Очень недёшево выходит, лучше сразу всё сделать как положено.

Важно! Технологичные современные утеплители мало стоить не будут, причём с увеличением толщины пропорционально будет расти и цена. Поэтому создавать слишком большой запас по теплоизоляции обычно смысла нет, это - пустая трата средств, особенно если случайному сверхутеплению подвергается только часть конструкций дома.

Принципы расчёта утепляющего слоя

Теплопроводность и термическое сопротивление

Прежде всего, нужно определиться с главной причиной охлаждения здания. Зимой у нас работает система отопления, которая греет воздух, но сгенерированное тепло проходит через ограждающие конструкции и рассеивается в атмосфере. То есть происходят теплопотери - «теплопередача». Она есть всегда, вопрос лишь в том, получается ли их восполнить посредством отопления, чтобы в доме оставалась стабильная положительная температура, желательно на уровне + 20-22 градусов.

Важно! Заметим, что очень немаловажную роль в динамике теплового баланса (в общих теплопотерях) играют различные неплотности в элементах здания - инфильтрация. Поэтому на герметичность и сквозняки тоже следует обращать внимание.

Кирпич, сталь, бетон, стекло, деревянный брус… - каждый материал, применяемый при строительстве зданий, в той или иной мере обладает способностью передавать тепловую энергию. И каждый из них обладает обратной способностью - сопротивляться теплопередаче. Теплопроводность является величиной неизменной, поэтому в системе СИ существует показатель «коэффициент теплопроводности» для каждого материала. Данные эти важны не только для понимания физических свойств конструкций, но и для последующих расчётов.

Приведём данные для некоторых основных материалов в виде таблицы.

Теперь о сопротивлении теплопередаче. Значение сопротивления теплопередаче обратно пропорционально теплопроводности. Этот показатель относится и к ограждающим конструкциям, и к материалам как таковым. Он используется для того, чтобы охарактеризовать теплоизоляционные характеристики стен, перекрытий, окон, дверей, кровли…

Для расчёта термического сопротивления используют следующую общедоступную формулу:

Показатель «d» здесь означает толщину слоя, а показатель «k» - теплопроводность материала. Получается, что сопротивление теплопередаче напрямую зависит от массивности материалов и ограждающих конструкций, что при использовании нескольких таблиц поможет нам рассчитать фактическое теплосопротивление существующей стены или правильный утеплитель по толщине.

Для примера: стена в половину кирпича (полнотелого) имеет толщину 120 мм, то есть показатель R получится 0,17 м²·K/Вт (толщина 0,12 метра, разделённая на 0,7 Вт/(м*К)). Аналогичная кладка в кирпич (250 мм) покажет 0,36 м²·K/Вт, а в два кирпича (510 мм) - 0,72 м²·K/Вт.

Допустим, по минеральной вате толщиной 50; 100; 150 мм показатели термического сопротивления будут следующие: 1,11; 2,22; 3,33 м²·K/Вт.

Важно! Большинство ограждающих конструкций в современных зданиях являются многослойными. Поэтому, чтобы рассчитать, например, термическое сопротивление такой стены, нужно отдельно рассматривать все её прослойки, а затем полученные показатели суммировать.

Существуют ли требования к тепловому сопротивлению

Возникает вопрос: а каким, собственно, должен быть показатель сопротивления теплопередачи для ограждающих конструкций в доме, чтобы в помещениях было тепло, и в отопительный период расходовалось минимум энергоносителей? К счастью для домовладельцев, не обязательно снова использовать сложные формулы. Вся необходимая информация есть в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». В данном нормативном документе рассматриваются строения различного назначения, эксплуатируемые в различных климатических зонах. Это вполне объяснимо, так как температура для жилых помещений и производственных помещений не нужна одинаковая. Кроме того, отдельные регионы характеризуются своими предельными минусовыми температурами и длительность отопительного периода, поэтому выделяют такую усреднённую характеристику, как градусо-сутки отопительного сезона.

Важно! Ещё один интересный момент заключается в том, что основная интересующая нас таблица содержит нормируемые показатели для различных ограждающих конструкций. Это в общем-то не удивительно, ведь тепло покидает дом неравномерно.

Попробуем немного упростить таблицу по необходимому тепловому сопротивлению, вот что получится для жилых зданий (м²·K/Вт):

Согласно данной таблице, становится понятно, что если в Москве (5800 градусо-суток при средней температуре в помещениях порядка 24 градусов) строить дом только из полнотелого кирпича, то стену придётся делать по толщине более 2,4 метра (3,5 Х 0,7). Реально ли это технически и по деньгам? Конечно - абсурд. Вот почему нужно применить утепляющий материал.

Очевидно, что для коттеджа в Москве, Краснодаре и Хабаровске будут предъявляться разные требования. Всё, что нам нужно, так это определить градусо-суточные показатели для нашего населённого пункта и выбрать подходящее число из таблицы. Потом применяя формулу сопротивления теплопередаче, работаем с уравнением и получаем оптимальную толщину утеплителя, который необходимо применить.

Примеры расчёта толщины утеплителя

Предлагаем на практике рассмотреть процесс расчётов утепляющего слоя стены и потолка жилой мансарды. Для примера возьмём дом в Вологде, построенный из блоков (пенобетон) толщиной 200 мм.

Итак, если температура в 22 градуса для обитателей будет нормальной, то актуальный в данном случае показатель градусо-суток равняется 6000. Находим в таблице нормативов по термическому сопротивлению соответствующий показатель, он составляет 3,5 м²·K/Вт - к нему будем стремиться.

Стена получится многослойная, поэтому сначала определим, сколько термического сопротивления даст голый пеноблок. Если средняя теплопроводность пенобетона составляет порядка 0,4 Вт/(м*К), то при 20-миллиметровой толщине эта наружная стена даст сопротивление теплопередаче на уровне 0,5 м²·K/Вт (0,2 метра делим на коэффициент теплопроводности 0,4).

То есть для качественного утепления нам не хватает порядка 3 м²·K/Вт. Их можно получить минеральной ватой или пенопластом, который будут установлены со стороны фасада в вентилируемой навесной конструкции или мокрым способом скреплённой теплоизоляции. Чуть трансформируем формулу термического сопротивления и получаем необходимую толщину - то есть умножаем необходимое (недостающее) сопротивление теплопередачи на теплопроводность (берём из таблицы).

В цифрах это будет выглядеть так: d толщина базальтовой минваты = 3 Х 0,035 = 0,105 метра. Получается, что мы может использовать материал в матах или рулонах толщиной 10 сантиметров. Заметим, что при использовании пенопласта плотностью 25 кг/м3 и выше - необходимая толщина получится аналогичной.

Кстати, можно рассмотреть другой пример. Допустим, хотим из полнотелого силикатного кирпича в этом же доме сделать ограждение тёплого остеклённого балкона, тогда недостающего термического сопротивления будет порядка 3,35 м²·K/Вт (0,12Х0,82). Если планируется применять для утепления пенопласт ПСБ-С-15, то его толщина должна быть 0,144 мм - то есть 15 см.

Для мансарды, крыши и перекрытий техника расчётов будет примерно такая же, только отсюда исключается теплопроводность и сопротивление теплопередачи несущих конструкций. А также несколько увеличиваются требования по сопротивлению - потребуется уже не 3,5 м²·K/Вт, а 4,6. В итоге, вата подойдёт толщиной до 20 см = 4,6 Х 0,04 (теплоизолятор для кровли).

Применение калькуляторов

Производители изоляционных материалов решили упростить задачу рядовым застройщикам. Для этого они разработали простые и понятные программки для расчёта толщины утеплителя.

Рассмотрим некоторые варианты:

В каждом из них в несколько шагов нужно заполнить поля, после чего, нажав на кнопку, можно мгновенно получить результат.

Вот некоторые особенности использования программ:

1. Везде предлагается из выпадающего списка выбрать город/район/регион строительства.

2. Все, кроме Технониколь, просят определить тип объекта: жилое/производственное, либо, как на сайте Пеноплекс - городская квартира/лоджия/малоэтажный дом/хозпостройка.

3. Потом указываем, какие конструкции нас интересуют: стены, полы, перекрытие чердака, крыша. Программа Пеноплекс рассчитывает также утепление фундамента, инженерных коммуникаций, уличных дорожек и площадок.

4. Некоторые калькуляторы имеют поле для указания желаемой температуры внутри помещения, на сайте Rockwool интересуются также габаритами здания и типом применяемого для отопления топлива, количеством проживающих людей. Кнауф ещё учитывает относительную влажность воздуха в помещениях.

5. На penoplex.ru нужно указать тип и толщину стен, а также материал, из которого они изготовлены.

6. В большинстве калькуляторов есть возможность задать характеристики отдельных или дополнительных слоёв конструкций, например, особенности несущих стен без теплоизоляции, тип облицовки...

7. Калькулятор пеноплекс для некоторых конструкций (допустим для утепления кровли методом «между стропил») может считать не только экструдированный пенополистирол, на котором фирма специализируется, но также минеральную вату.

Как вы понимаете, в том, чтобы рассчитать оптимальную толщину теплоизоляции - ничего сложного нет, следует только со всей тщательностью подойти к данному вопросу. Главное, чётко определиться с недостающим сопротивлением теплопередаче, а потом уже выбирать утеплитель, который будет лучше всего подходить для конкретных элементов здания и применяемых строительных технологий. Также не стоит забывать, что к теплоизоляцией частного дома необходимо заниматься комплексно, в должной степени должны быть утеплены все ограждающие конструкции.

Чтобы произвести расчет толщины утеплителя в доме, вам придётся учитывать много параметров, и большинство из них никак не будут относиться к самому материалу. Сюда включаются и стены дома и температура окружающей среды и влажность воздуха в вашем регионе или местности.

А в качестве дополнительной информации вы сможете посмотреть видео в этой статье.

Характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

Многие строительные фирмы предлагают услуги по расчёту термоизоляции, но у этого есть своя цена, которую вам придётся дополнительно покрывать, кроме работы и материала. Чтобы разобраться, как рассчитать толщину утеплителя, вам вовсе не обязательно получать специальное образование, для этого просто можно воспользоваться готовыми формулами, подставив в них необходимые значения.

К тому же, любой производитель утеплителя указывает в документах коэффициент теплопроводности материала.

Расчёт толщины теплоизоляции

• Чтобы рассчитать, какой толщиной должен быть утеплитель, нам нужно определить число R, которое означает необходимое теплосопротивление для каждого отдельно взятого региона или местности. Также мы обозначим толщину слоя буквой p (в метрах), а буквой k мы обозначим коэффициент теплопроводности. Значит, тепловое сопротивление или толщину слоя (пол, стена, потолок) мы будем рассчитывать по формуле R=p/k.

Примеры термоизоляционных расчетов

• Итак, как мы уже говорили, определение толщины утеплителя будет зависеть от климатических условий вашего региона или даже небольшой местности . Допустим, для южных регионов России мы возьмём необходимый коэффициент теплового сопротивления для потолка – 6 (м 2 *k/Вт), для пола – 4,6 (м 2 *k/Вт) и для стен – 3,5 (м 2 *k/Вт). Теперь, имея на руках региональные показатели, нам необходимо привести в соответствие с ними и толщину термоизоляции.
• На рисунке вверху вы видите стену в полтора кирпича, толщина которой имеет 0,38м, также нам известен коэффициент теплопроводности этого материала – 0,56. Значит R кирпичной стены =p/k=0,38/0,56=0,68. Но нам необходимо в общем достичь цифры 3,5 (м 2 *k/Вт), тогда R минеральной ваты =R общее -К кирпичной стены =3,5-0,68=2,85 (м 2 *k/Вт). А вот сейчас, зная основную формулу, определяем, какая нам нужна толщина утеплителя урса (минеральной ваты).
• Сейчас мы можем использовать калькулятор толщины утеплителя (очень много в интернете), но можем это сделать своими руками – так будет точнее: p минеральной ваты =R*k=2,85*0,07=0,1995. Значит, необходимая толщина такого термоизолятора будет составлять 199,5 мм, то есть – 200 мм. Но, опять же, вам нужно обращать внимание на коэффициент теплопроводности покупаемого материала.

• Точно таким же способом определяется и толщина пенопласта для утепления дома, так давайте попробуем рассчитать этот материал для потолка. Допустим, у нас перекрытие будет из железобетонной плиты, толщиной 200 мм, тогда R жби =p/k=0,2/2=0,1 (м 2 *k/Вт). Теперь p пенопласта =R потолка -R жби =6-0,1=5,9. Как видите, бетон практически не греет и потолок вам придётся утеплять шестью слоями 100 мм-ого пенопласта, что, в принципе, неприемлемо, но это расчёт в чистом виде, а ведь там, помимо ЖБИ ещё будет штукатурка, доски и тому подобное.
• По этим же формулам рассчитывается и толщина утеплителя для пола, хотя, в общем, утеплитель толщиной 30 мм в таких случаях оказывается достаточным (с учётом того, что пол деревянный). Эти же параметры действенны для лоджий и балконов, если вы хотите получить там микроклимат, сходный с комнатной температурой.

Совет. Рассчитывая толщину утеплителя, вам следует обратить внимание и на другие его свойства, такие как устойчивость к влаге или к активной химической среде.
Дело в том, что вам, возможно, придётся использовать паропроницаемые плёнки, ветробарьеры и/или гидроизоляцию, а эти материалы тоже способствуют утеплению зданий.

О популярных термоизоляторах

• производится в рулонах или в матах (см. фото вверху), при этом ширина рулонов может составлять либо 600, либо 1200 мм, а маты имеют обычно 1000X600 мм. Толщина такого термоизолятора может от 20 до 200 мм, к тому же одну сторону материала иногда покрывают алюминиевой фольгой, что резко снижает теплопроводность.
• К тому же, минеральная вата подразделяется на каменную вату, шлаковату и стекловату, а каждая из разновидностей имеет свой коэффициент теплопроводности, указанный производителем на маркировке. Такую изоляцию используют наиболее часто при строительстве зданий, но она боится влаги (вымываются связующие элементы).

Совет. При использовании минеральной ваты для изоляции зданий следите за тем, чтобы она не сминалась, потому что при этом будут утеряны полезные свойства.
Для монтажа материала пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки, респиратор).

• Не менее популярным материалом можно назвать , который более удобен в монтаже, так как имеет твёрдую структуру. Толщина материала бывает от 20 до 100омм, а по периметру панель имеет 1000×1000 мм. Из-за разной плотности и толщины такой утеплитель имеет разный коэффициент, но это указывается в маркировке заводом-изготовителем.
• Пенопласт горит, а при температуре от 75⁰c-80⁰C начинается деструкция и он выделяет фенолы, что опасно для здоровья. Чаще всего его используют в комплекте с негорючей облицовкой. Так же, панели плотностью 25 кг/см 2 можно шпаклевать и штукатурить. Ещё используют очень похожий, но имеющий большую плотность, пеноплекс (экструдированный пенополистирол), который не горит, но тлеет и выделяет токсины.

Теплый дом - мечта каждого владельца, для достижения этой цели строятся толстые стены, проводится отопление, устраивается качественная теплоизоляция. Чтобы утепление было рациональным необходимо правильно подобрать материал и грамотно рассчитать его толщину.

Размер слоя изоляции зависит от теплового сопротивления материала. Этот показатель является величиной, обратной теплопроводности. Каждый материал - дерево, металл, кирпич, пенопласт или минвата обладают определенной способностью передавать тепловую энергию. Коэффициент теплопроводности высчитывается в ходе лабораторных испытаний, а для потребителей указывается на упаковке.

Если материал приобретается без маркировки, можно найти сводную таблицу показателей в интернете.

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

Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?

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

Расчет теплоизоляционного слоя: формулы и примеры

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

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

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.

Теплоизоляцию дома необходимо выполнять таким материалом, который обладает наибольшей теплопроводностью, но при этом способен выдерживать механические нагрузки.

Важным параметром является и теплосопротивление утеплителя. Чтобы его вычислить, нужно обладать данными о коэффициенте теплопроводности, а также учесть толщину самого материала. Последний параметр необходимо определять очень внимательно, поскольку в противном случае не удастся обеспечить комфортный микроклимат в жилье.

Для чего необходим расчет толщины утеплителя

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

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

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

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

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

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

Rпр.=(1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н)).

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

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

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

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

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

Как рассчитать утепление самостоятельно

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

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

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

Как рассчитать утепление стен из пеноблока

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

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

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

Как рассчитать толщину утепления мансарды

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

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

Толщина утеплителя в каркасном доме

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

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

Как рассчитать толщину утепления пола

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

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

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