Расчет толщины изоляции стен. Расчет толщины утеплителя. Характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

Чтобы создать зимой комфорт в доме , необходимо поддерживать в помещениях оптимальную температуру. Это нетрудно, если хозяин заранее побеспокоился об утеплении.

Однако просто уложить теплоизолирующий материал недостаточно . Для эффективной теплоизоляции необходимо, чтобы слой утеплителя был определенной толщины.

На первый взгляд сложностей здесь нет. Достаточно уложить побольше теплоизоляции – и тепло в доме обеспечено. Однако любой утеплитель имеет определенный вес, к которому добавляется вес удерживающей его конструкции. И весь этот вес закрепляется на стене, создавая дополнительную нагрузку .

Если дополнительная нагрузка превышает пределы прочности стены, теплоизоляция будет отваливаться вместе с кусками стены . Но даже когда прочность стены достаточна, излишняя теплоизоляция не приводит к дополнительной экономии топлива.

На первый план в этом случае выступают потери тепла при проветривании или через вентиляцию, а их с помощью теплоизоляции устранить нельзя . Зато затраты на укладку лишнего утеплительного материала могут быть значительными. С другой стороны сокращать толщину теплоизоляции ниже определенного предела тоже невыгодно – растут потери тепла и затраты на отопление.

В магазине стройматериалов можно попросить продавца рассчитать необходимую толщину и общее количество утеплителя. Это делается с помощью специальных компьютерных программ . Но надо учитывать, что сотрудники магазина заинтересованы в продаже максимального количества стройматериалов, поэтому могут существенно завышать цифры. Как же найти золотую середину?

Вопросом теплоизоляции зданий занимается прикладная наука теплотехника . В соответствии с ее рекомендациями был создан Свод правил СП 50.13330.2012, входящий в СНиП 23-02-2003 и регламентирующий тепловую защиту зданий.

В СНиП 23-01-99 (Строительная климатология) приводятся исходные климатологические данные для местностей и регионов Российской Федерации.

Эти документы служат ориентирами для расчетов необходимой толщины и общего количества теплоизоляционных материалов. Проделав такие расчеты, владелец дома получает необходимую информацию для закупки и начала работ.

Тепловая защита зданий согласно Своду правил должна соответствовать таким требованиям :

1. Тепловое сопротивление ограждающих конструкций не должно быть ниже указанных в документе значений.
2. Удельная теплозащитная характеристика дома не должна превышать указанной нормы.
3. Температура внутренней поверхности ограждающих конструкций не должна падать ниже минимально допустимого значения.

Из этих трех параметров самыми важными являются тепловое сопротивление и минимальное значение внутренней температуры. Они будут служить ключевыми величинами в расчетах.

Тепловым сопротивлением R TP называют величину, обратную теплопроводности. Ее размерность м 2 ·°C/Вт. Внутренняя температура поверхностей стен для жилых помещений нормируется в интервале 20–22°C.

Исходной величиной для расчетов служат градусо-сутки отопительного периода (сокращенно ГСОП). Размерность этого параметра °C·сут/год. Рассчитывают ГСОП по такой формуле:

ГСОП=(t B –t OT)·z OT ,

где t B – внутренняя температура (+22°C), t OT – средняя температура воздуха на улице за отопительный сезон, z ot – количество суток отопительного периода в году, когда среднесуточная температура не выше +8°C.

Примером послужит Москва . Для столицы РФ продолжительность отопительного периода 214 суток/год, а средняя наружная температура для этого периода t OT = –3,1°C (см. таблицу 1, Строительная климатология). Подставляем значения в формулу и получаем:

ГСОП = [(22 – (–3,1)] · 214 = 5371,4 градусо-суток.

Ищем величину сопротивления теплопередаче, соответствующую этому числу градусо-суток (см. таблица 3, Свода правил). Получилось число, отличающееся от круглых табличных значений, а в таблице только круглые значения. Для остальных случаев предусмотрена формула с коэффициентами a и b :

R TP = a · ГСОП + b

Подставляем в нее значения и получаем:

R TP = 0,00035 · 5371,4 + 1,4 = 3,27999 м²·°C/Вт.

Однако полученная величина – это суммарное тепловое сопротивление стены и утеплителя :

R TP = R CT + R y .

Тепловое сопротивление стройматериалов в указанном выше Своде правил рекомендуется считать с учетом условий эксплуатации . Согласно карте влажности климата (Строительная климатология) Москва находится в зоне нормальной влажности. Таблица 2 Свода правил рекомендует учитывать теплопроводность материалов для этих условий в помещениях с нормальной влажностью (большинство комнат) под литерой Б.

Допустим, что утеплять нужно стены из полнотелого глиняного кирпича на растворе из цемента и песка толщиной 0,51 м (два кирпича). Коэффициент теплопроводности такой кладки составляет 0,81 Вт/м·°C. Тепловое сопротивление материалов определяется соотношением:

где P – толщина материала, м, k – коэффициент теплопроводности, Вт/м·°C. Подставив значения, получаем:

R CT = 0,51 / 0,81 = 0,6296 м²·°C/Вт.

Тепловое сопротивление теплоизоляции равно разнице общего сопротивления и сопротивления стены:

R y = R TP – R CT = 3,27999 – 0,6296 = 2,65039 м²·°C/Вт.

Осталось определить толщину самого утеплителя. Будем использовать для теплоизоляции плиты из каменной ваты плотностью 50 кг/м³. Коэффициент ее теплопроводности при указанных условиях составляет 0,045 Вт/м·°C. Чтобы получить толщину , умножим ее тепловое сопротивление на коэффициент теплопроводности:

P y = R y · k = 2,65039 · 0,045 = 0,11927 м или примерно 12 см.

Такой расчет подходит для утепления стен под штукатурку .

Каменную вату, как пористый материал, снаружи на кирпичную кладку обычно укладывают, закрывая ее паропроницаемой мембраной , а потом монтируют вентилируемый фасад.

Через воздушную прослойку этого фасада постоянно снизу вверх проходит воздух. При этом он не только уносит пар из слоя каменной ваты, но и приводит к потере некоторого количества тепловой энергии.

Для вентилируемых фасадов больших размеров на многоэтажных зданиях теплотехники вывели формулы для расчета этих теплопотерь. Они позволяют рассчитать толщину дополнительного слоя утеплителя, чтобы компенсировать эти потери. Однако механизм расчета очень сложен и требует учета многих величин: скорости потока воздуха в прослойке, ее высоты, неоднородностей потока и т. п.

Делать такие сложные расчеты для одноэтажного загородного дома смысла не имеет. Опытные специалисты советуют при монтаже вентилируемого фасада увеличить рассчитанную толщину теплоизоляции примерно на 30%. В нашем примере получится:

P = P y · 1,3 = 0,11927 · 1,3 = 0,1550 м или примерно 15 см.

Т. е. чтобы утеплить дом в Москве с кладкой из полнотелого кирпича на растворе из цемента и песка с толщиной наружных стен 0,51 см, понадобится уложить три слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм, а затем смонтировать вентилируемый фасад.

Расчет толщины утеплителя для крыши

Расчет толщины теплоизоляции при укладке под кровлю также имеет свои особенности. Под скатную или двускатную кровлю утеплитель монтируют по тому же принципу, что и на стену с вентилируемым фасадом.

Воздух проникает под кровлю снизу и, проходя через воздушную прослойку над утеплителем, выходит через щели под коньком. При этом также возникает дополнительная потеря тепла , которую нужно учесть при расчете толщины теплоизоляции.

Рассчитывать толщину утеплителя для кровли значительно проще, чем для стен. Ведь сама кровля практически не имеет теплового сопротивления, а под утеплителем на скатной или двускатной кровле никакого сплошного толстого конструкционного материала нет. Это значит, что нужно учитывать только тепловое сопротивление утеплителя.

При расчете будем исходить из того же значения ГСОП = 5371,4 градусо-суток и будем использовать ту же формулу сопротивления теплопередаче RTP = a · ГСОП + b. Однако значения сопротивления возьмем в графе 5 для чердачных перекрытий. Коэффициенты a и b там другие: a = 0,00045; b = 1,9. Подставив эти значения в формулу, получаем:

R У = 0,00045 · 5371,4 + 1,9 = 4,3171 м²·°C/Вт.

Толщину утеплителя считаем так же, как и для стен:

P У = R У · k = 4,3171 · 0,045 = 0,19427 м или примерно 20 см.

Иначе говоря, для утепления скатной или двускатной крыши дома в Москве понадобится четыре слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм.

Расчет толщины утеплительных материалов при укладке на стены можно сделать самостоятельно, учитывая данные действующих строительных норм и правил. Расчет толщины теплоизоляции для крыши практически не отличается от расчета для стен, но в этом случае надо использовать значения теплового сопротивления из другой колонки таблицы.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен с помощью таблицы теплопроводности материалов посмотрите на видео:

Для того чтобы выбрать оптимальный утеплитель, необходимо знать, как рассчитать его толщину в каждом определенном случае, учитывая применяемые материалы.

Соблюдение технологии позволит в будущем значительно сэкономить на отоплении и убережет от больших расходов на электроэнергию. Также не придется тратиться на возможный ремонт здания из-за появления грибка, плесени, разрушения конструкций или по причине иных негативных последствий неправильного утепления.

Таблица теплопроводности

Из таблицы видно, что лидирующие позиции занимает пенополиуретан наименьшей плотности. Даже учитывая высокую цену по сравнению с остальными утеплителями, этот материал завоевывает все большую популярность. Особенно это заметно в частном строительстве. Кроме его свойства удерживать тепло, материал не горюч и совсем не боится влаги.

Сравнение разных видов

• При выборе подходящего варианта также следует знать, что чем выше его плотность, тем ниже свойства термоизоляции. Связано это с тем, что воздух, содержащийся в утеплителе, вытесняется самим материалом. На примере это выглядит так: используя для полов пенопласт плотностью 30 кг/м 3 , вы получите их более прочными, но не такими теплыми, как если бы вы применяли пенопласт низшей плотности.
• и пенопласт обладают почти одинаковой теплопроводностью. Выбирайте конкретный материал, отталкиваясь от особенностей монтажа. Минеральная вата при повышенной влажности теряет свои теплоизоляционные свойства. Поэтому если ожидается эксплуатация утеплителя с риском намокания, то в лучше выбрать пенопласт, т. к. даже при намокании пятой части ваты, она уменьшит свои свойства теплоизоляции в два раза.

• Использование опилок повышает риск самовозгорания. Также они очень хорошо впитывают влагу и теряют свои теплоизоляционные свойства. Из плюсов такого утеплителя можно отметить то, что это экологически чистый материал.
• Пеностекло - вариант нового поколения, достаточно легкий и недорогой, но вместе с этим, очень хрупкий и экологически чистый материал.

Формула расчета толщины утеплителя

Существует масса ресурсов, на которых вы в режиме онлайн сможете рассчитать этот показатель. Вначале вам необходимо выбрать оптимальный материал. Для этого следует:

1. Ознакомиться с нормами по теплосопротивлению, установленными в вашем регионе. Их значения прописаны в СНиП.
2. Выбрать из таблицы, размещенной выше, подходящий вариант.
3. Провести теплотехнический расчет толщины утеплителя по формуле:

R = p / k, где

R - толщина слоя теплоизоляции;

P - толщина слоя в метрах;

K - коэффициент теплопроводности утеплителя

В случае если применяется несколько разных видов, то теплосопротивление будет равно сумме показателей таких материалов.

Особенности применения нескольких слоев утеплителя

1. Убедитесь, что между слоями отсутствует пространство, и воздух не будет охлаждать утеплитель, а соответственно, и само строение.
2. При расчете показателя добавьте также теплосопротивление самой конструкции, а особенно несущих стен, т. к. это снизит итоговую стоимость строительства. От материала и будет зависеть конечный расчет толщины утеплителя.
3. Материал, обладающий меньшей теплопроводностью, будет отличаться большим тепловым сопротивлением.

Ниже давайте рассмотрим особенности производства работ различных элементов конструкции.

Крыша

Расчет толщины утеплителя для крыши проводится по приведенной выше формуле, но необходимо учесть все задействованные в конструкции слои: дерево или бетон для потолка, материал перекрытий, толщину штукатурки и т. д. Наиболее популярным вариантом, имеющим отличное соотношение цены и теплопроводности, является минеральная вата. Она прекрасно подходит для использования внутри помещений, где будет защищена от атмосферных осадков.

Выбирая базальтовую вату для крыши, отдайте предпочтение той, которая предназначена для утепления именно этой части строения. Особенно это важно, если вы планируете обустроить мансарду.

Не стоит выбирать для крыши пенопласт. Он запрещен нормами СНиПа из-за своей горючести и вредных для здоровья испарений.

Проводя расчет толщины утеплителя перекрытия, учитывайте тот факт, что рулонные материалы со временем дают большую усадку и, соответственно, теряют свои свойства. Для крыши рекомендуется применять только плитные виды.

Кроме минеральной ваты, хорошим выбором также станут плиты из экструдированного пенополистирола, т. к. несмотря на отсутствие атмосферных осадков, под крышей может собираться конденсат.

Пол

Расчет толщины ничем не отличается от всех вышеприведенных расчетов. Следует учитывать все слои материалов, задействованных при постройке здания, а также наличие или отсутствие холодного подвала под ним.

Не рекомендуется использовать внутри жилых помещений в качестве утеплителя минеральную вату. Первые два материала из-за своей горючести и вредных испарений, а последний - из-за хорошей способности впитывать влагу, что впоследствии может привести к появлению плесени, грибка и гниению.

Хорошим вариантом для пола станет К минусам можно отнести его довольно высокую цену. Однако он также является очень хорошим звукоизолятором, так что можно решить сразу две строительные задачи. Этот материал достаточно прочный, его рекомендуется использовать под бетонную стяжку и наливные полы. Красивая текстура позволяет оставлять материал в качестве финишного покрытия, обрабатывая верхний слой специальным лаком.

Выбирая для укладки на пол пробковый материал, как, впрочем, и любой другой, важно правильно провести расчет толщины утеплителя, так как принцип «больше - лучше» тут не действует. Вы не только значительно поднимете уровень и уменьшите полезную площадь помещения, но и неоправданно повысите стоимость строительства.

Потолок

Производя расчет толщины утеплителя потолка, следует также определить, каких целей вы хотите добиться. К примеру, потолки в многоэтажных многоквартирных домах вообще не требуют утепления, если постройка проводилась без технологических нарушений. В таких домах достаточно уложить слой звукоизоляции и этим существенно снизить материальные затраты на ремонт.

Частные дома, наоборот, часто требуют утепления не только пола, но и потолка. Давайте разберем ситуации, когда провести работы действительно необходимо.

1. Под крышей располагается неотапливаемый чердак. Если по проекту под крышей будет находиться неотапливаемое и нежилое помещение, то на этапе строительства необходимо проложить утеплитель в межпотолочные балки, зашив его снизу и сверху.
2. В помещении очень холодно зимой. Возможно, изначально был произведен неправильный расчет толщины утеплителя для здания. В этом случае следует действовать, исходя из конкретной ситуации. Сначала необходимо обшить потолок, если этого не было сделано на этапе строительства, и посмотреть, как изменится общая температура в помещении. Если ситуация не улучшится, то, скорее всего, необходимо будет пересмотреть всю систему теплоизоляции здания.
3. Чердачное помещение является жилым, но не используется в зимнее время. В этом случае действует тот же принцип, что и в нежилых помещениях. Температура в мансарде гораздо ниже, чем в жилом помещении и, соответственно, происходит большая потеря тепла из жилого помещения. Как известно, теплый воздух поднимается и проникает сквозь потолок в чердачное помещение. Кроме того, контактируя с холодной поверхностью, он превращается в конденсат, который приводит к появлению плесени и гниения деревянных потолочных перекрытий.

Закладывать утеплитель целесообразней всего в потолочные балки. Можно использовать для этих целей как минеральную вату, так и пробковый материал, т. к. содержание влаги в жилых помещениях невелико. Пенопласт же лучше не использовать под потолком.

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.

Прежде чем приобретать изоляционные материалы для дома, стоит выполнить расчет толщины утеплителя. Никакие рекомендации и опыт соседей не помогут определить, насколько нуждается в защите именно ваше жилье. Причина в том, что на эффективность теплоизоляции влияют как особенности климата в конкретном регионе, так и характеристики самой коробки или кровли дома. Главная же цель таких расчетов – определить необходимый слой утеплителя, который позволит при минимальных денежных затратах обеспечить надежную защиту от теплопотерь через ограждающие конструкции.

Как это сделать?

Упростить задачу неопытным строителям поможет любая программа расчета онлайн-калькулятор. Такие легко найти на стройпорталах или на официальных сайтах производителей теплоизоляционных материалов. А можно попробовать сделать все вычисления самостоятельно. В любом случае необходимо знать требования к теплозащите зданий в вашем климатическом регионе. Они есть в СНиП 23-02-2003 и в интернете в виде сводных таблиц, где приведены данные по всем крупным городам России.

Для примера возьмем данные для Москвы и области – 3,14 м2·°С/Вт. Это то сопротивление, которое в сумме должны дать все слои основной конструкции, воздушные и утепляющие прослойки, а также наружная отделка. От приведенной цифры и будем отталкиваться, не забывая, что речь идет о минимально допустимом показателе.

Здесь теплотехнический расчет необходимой толщины изоляции начинается с анализа выбранного строительного материала и мощности несущих стен:

• Бетон обладает самым высоким коэффициентом теплопередачи – 1,5-1,6 Вт/м·°С.
• Кирпич имеет относительно невысокую теплопроводность 0,56 Вт/м·°С, но в кладке эта цифра фактически удваивается и составляет уже 1,2.
• Хорошие показатели у ячеистых бетонов и газоблоков – около 0,2-0,3 Вт/м·°С.
• Дерево (в зависимости от выбранной породы) – 0,10-0,18 Вт/м·°С.

Однако эти цифры сами по себе лишь дают представление о теплоизоляционных характеристиках разных материалов. Для расчетов же необходимо еще и учесть толщину конструкции. Разделив ее на коэффициент теплопередачи, получаем сопротивление реальных стен.

Возьмем стандартную кладку из газобетона толщиной 30 см: R = 0,3 м ÷ 0,2 Вт/м·°С = 1,5 м·°С/Вт.

Вооружаемся калькулятором и находим, что для теплозащиты стен такого дома, построенного в Москве, не хватает: 3,14-1,5 = 1,64 м·°С/Вт.

Теперь можно подобрать утеплитель для стен, рассмотрев несколько материалов с разными показателями теплопроводности, но дающими один и тот же эффект за счет толщины:

• Минвата (0,04 Вт/м·°С) – 1,64х0,04 = 0,0656 м или 66 мм.
• Пенопласт (0,05 Вт/м·°С) – 1,64х0,05 = 0,082 м (82 мм).
• Пеноплекс (0,03 Вт/м·°С) – 1,64х0,03 = 0,0492 м (50 мм).

Дальше в расчет включаем стоимость материалов и не забываем про логику. Пеноплекс, хоть и показывает самые лучшие характеристики, для газобетонных стен попросту не годится, так что выбирать придется между минватой и пенопластом. Кубометр недорогой базальтовой изоляции, которая подойдет для утепления фасада, обойдется примерно в 2500 рублей. Если брать плиты толщиной 70 мм, за эту сумму можно будет обшить 14,3 м2.

ПСБ-С-25ф стоит 2600 руб/м3. На первый взгляд разница невелика, но пересчитаем, на какую площадь хватит плит, если толщина теплоизоляции составит 100 мм. Здесь следует объяснить, что листы 80 мм не удовлетворяют минимальным требованиям теплозащиты, а 90 отсутствуют в продаже. Так что фактически за 2600 рублей вы сможете утеплить всего 10 квадратов. Получается разница в цене у пенопласта с минватой – 4%, а в утепляемой площади – 43%. Тем не менее, стоит выполнить еще один расчет на калькуляторе. Он покажет, во сколько обойдется навесной фасад для защиты самой минваты, и как изменится стоимость после оштукатуривания и покраски ПСБ.

Для скатных и плоских конструкций выполняются сходные расчеты, однако здесь придется учитывать все работающие слои в общем пироге. Таким образом, утеплитель для кровли и его толщину получаем путем вычитания из нормы по СНиП сопротивлений всех прочих элементов (с поправкой на 0,16), после чего разность просто умножаем на его собственный коэффициент теплопроводности:

S = (R-0,16-S 1 /ʎ 1 -S 2 /ʎ 2 -…-S i /ʎ i)·ʎ (м).

Можно не мучиться, а найти рекомендации по утеплению кровли для вашего региона. В Москве нормой считается 200 мм базальтовой ваты. Отсюда через пропорцию теплопроводности материалов получаем равноценную замену: 250 мм пенопласта или 150 Пеноплекса.

Здесь действуют те же правила расчетов, но нормативное значение R 0 меняется. Если речь идет о полах над холодным подвалом, в МО они должны иметь общее сопротивление 4,12 м2·°С/Вт, но с поправкой на коэффициент теплотехнической однородности плит (для ЖБИ это 0,8, для деревянных перекрытий 0,9). Из полученной цифры по требованиям СНиП также вычитается показатель 0,17. Тогда сопротивление будет равно:

R = R 0 ÷ 0,8 – 0,17 = 4,12 ÷ 0,8 – 0,17 = 4,98 м2·°С/Вт.

Снова вычитаем толщину перекрытия, поделенную на его теплопроводность, и готовый результат умножаем на проводимость самого утеплителя. К примеру, для Пеноплекса на плите с цементной стяжкой общей мощностью 26 см получим слой в 160 мм. Отсюда уже можно рассчитать толщину минваты (215 мм) и пенопласта (265), которые могли бы его заменить.

Предисловие . Для утепления дома выбирают материал, имеющий низкую теплопроводность и высокое сопротивление. Чтобы определить теплосопротивление стройматериала, достаточно знать коэффициент теплопроводности и его толщину. В этой статье мы расскажем, как рассчитать толщину утеплителя для кровли, мансарды, стен и пола в доме, чтобы зимой в нем было тепло и комфортно.

Для чего необходим расчет толщины утеплителя

Комфортное проживание в доме предусматривает поддержание оптимальной температуры в помещении, особенно зимой. При возведении здания следует помнить о тепловой изоляции, следует грамотно подобрать и рассчитать толщину утепления для стен, кровли, пола и мансарды. Любой материал – кирпич, дерево, пеноблок или минвата имеет свое значение теплопроводности и теплосопротивления.

Теплый дом — мечта каждого хозяина

Под теплопроводностью принимают способность материала проводить тепло. Данная величина определяется в лабораторных условиях, а полученные данные приводятся производителем на упаковке либо. Теплосопротивление материала – величина обратная теплопроводности . Материал, который хорошо проводящий тепло имеет низкое сопротивление теплу и требует утепление.

При возведении здания следует помнить о качественной тепловой изоляции. Если в стенах дома или в других конструкциях при строительстве были допущены ошибки, то возможно появление мостиков холода — участков по которым быстро уходит тепло из дома. В этих местах возможно появление конденсата, а в дальнейшем и образование плесени, если не принять во время меры по утеплению.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

1 . Определите конструкцию и отделку наружных стен дома (внутренней и внешней). Схема отделки зависит от ваших предпочтений, решения экстерьера и интерьера строения. Отделка добавляет в толщину стены дома несколько слоев.

2 . Рассчитайте теплосопротивление выбранной стены (Rпр.) Величину можно найти по формуле, при этом нужно знать материал стены и его толщину:

Rпр.=(1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н)) ,

где R1, R2, R3 – сопротивление теплопередачи слоя, α(в) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, α(н) — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.

3 . Рассчитайте минимальное значения сопротивления теплопередачи (Rмин.) для вашей климатической зоны по формуле R=δ/λ, δ, где δ – толщина слоя материала в метрах, λ — теплопроводность материала (Вт/м*К). Теплопроводность (способность материала обмениваться теплом с окружающей средой) можно узнать на упаковке материала или определить по таблице теплопроводности минваты или другого материала, например, для пенопласта ПСБ-С 15 она равна 0,043 Вт/м, для минваты плотностью 200 кг/м3 — 0,08 Вт/м.

Чем выше коэффициент теплопроводности, тем материал холоднее. Наивысшая теплопроводность у металла, мрамора, минимальная — у воздуха. Материалы, в основе которых лежит воздух, являются теплыми, например, 40 мм пенопласта равны по теплопроводности 1 метру кирпичной кладки. Коэффициент имеет постоянное значение, его можно найти в справочнике ДБН В.2.6-31:2006 (Тепловая изоляция строений).

4 . Сравните Rмин. с Rпр. и найдите разность ΔR. Если в результате вашего расчета Rмин.меньше или равно Rпр., то утепление стен дома не нужно, так как существующие слои обеспечивают нормативную теплоизоляцию строения. Когда же Rмин. больше Rпр., то определите разницу между ними, для этого вычтите из большего значения меньшее?R= Rмин.- Rпр.

5 . Подберите толщину утеплителя согласно величине ΔR. Выбранный утеплитель должен обеспечить для конструкции недостающее сопротивление теплопередачи. Выбирая материал, следует помнить о его характеристиках: коэффициент теплопроводности, плотность и класс горючести, коэффициент водопоглощения. Далее рассмотрим на примерах, как рассчитать толщину утеплителя для разных конструкций, но вы можете без проблем провести расчет теплопроводности стены онлайн калькулятор на нашем сайте.

Как рассчитать утепление для кирпичных стен

Представим, что дом имеет стены, выполненные из пенобетона плотностью 300 (0,3 м), коэффициент теплопроводности материала составляет 0,29. Делим 0,3 на 0,29, и получаем значение в итоге 1,03.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен, позволяющую обеспечить комфортное проживание в доме? Для этого необходимо знать минимальное значение теплосопротивления в городе или области, где расположено утепляемое строение. Далее от этого значения нужно отнять полученное 1,03 и в результате станет известно сопротивление теплу, которым должен обладать утеплитель.

Если стены состоят из нескольких материалов – бетон, кирпич, слой штукатурки и т.д., то следует просуммировать их показатели теплосопротивления. Толщина утеплителя стен рассчитывается с учетом сопротивления теплопередаче используемого материала (R). Для нахождения параметра следует узнать величину ГОСП (градусосутки отопительного периода) по формуле:

t B отражает температуру внутри помещения. Согласно установленным нормам она находится в пределах +20-22°С. Средняя температура воздуха – t от, число дней отопительного периода в календарном году – z от. Эти значения приведены в «Строительной климатологии» СНиП 23-01-99. Внимание следует уделить продолжительности и температуре в отопительном периоде, когда среднесуточная t≤ 8°С.

Когда теплосопротивление каждого материала будет определена, следует узнать какой должна быть толщина утеплителя потолка, пола, стен, кровли дома. Каждый материал «многослойного пирога» конструкции имеет свое тепловое сопротивление R и рассчитывается по формуле:

R ТР = R 1 + R 2 + R 3 … R n ,

Где под n понимают число слоев, при этом тепловое сопротивление определенного материала равняется отношению его толщины (δ s) к теплопроводности (λ S).

R = δ S /λ S

Как рассчитать утепление стен из пеноблока

К примеру, в возведении конструкции используется пеноблок D600 толщиной 30 см, в роли теплоизоляции выступает базальтовая вата URSA плотностью 80-125 кг/м3, в качестве отделочного слоя – кирпич пустотелый плотностью 1000 кг/м3, толщиной 12 см.

Коэффициенты теплопроводности приведенных выше материалов указываются в сертификатах.

Теплопроводность бетона 0,26 Вт/м*0С

Теплопроводность утеплителя — 0,045 Вт/м*0С

Теплопроводность кирпича — 0,52 Вт/м*0С.

Определяем R для каждого материала.

Теплосопротивление газобетона — R Г = δ SГ /λ SГ = 0,3/0,26 = 1,15 м 2 * 0 С/Вт
Теплосопротивление кирпича — R К = δ SК /λ SК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В.

Зная, что стена состоит из 3-х слоев, находим R ТР = R Г + R У + R К , и находим теплосопротивление утеплителя R У = R ТР — R Г - R К .

Представим, что строительство происходит в регионе, где R ТР (22 0 С) — 3,45 м 2 * 0 С/Вт. Вычисляем R У = 3,45 - 1,15 – 0,23 = 2,07 м 2 * 0 С/Вт. Теперь мы знаем, каким сопротивлением должна обладать базальтовая вата или другой утеплитель. Толщина утеплителя для стен будет определяться по формуле:

δ S = R У х λ SУ = 2,07 х 0,045 = 0,09 м или 9 см.

Если представить, что R ТР (18 0 С) = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, то R У = 1,77 м 2 * 0 С/Вт, а δ S = 0,08 м или 8 см.

Как рассчитать толщину утепления мансарды

Расчет данного параметра производится по аналогии с определением толщины утеплителя стен дома. Для термоизоляции мансардных помещений лучше использовать материал теплопроводностью 0,04 Вт/м°С. Для чердаков толщина торфоизолирующего слоя не имеет большого значения. Чаще всего для утепления скатов крыш используют рулонные, матные или плитные теплоизоляции.

Толщина утеплителя для потолка рассчитывается по приведенному выше алгоритму. От того насколько грамотно будет определены параметры изоляционного материала, зависит температура в доме зимой. Опытные строители советуют увеличивать толщину утеплителя кровли до 50% относительно проектной. Если используются засыпные материалы, время от времени их необходимо разрыхлять.

Толщина утеплителя в каркасном доме

В роли теплоизоляции может выступать каменная вата, эковата и сыпучие материалы. Расчет толщины утеплителя в каркасном доме простой, потому как его конструкция предусматривает наличие утеплителя. Теплосопротивление стен дома в Москве должно составлять R=3,20 м 2 * 0 C/Вт. Теплопроводность утеплителя представлена в таблицах или в сертификате на товар.

Для ваты оно составляет λ ут = 0,045 Вт/м* 0 С. Толщина утеплителя для каркасного дома определяется по формуле:

δ ут = R х λ ут = 3,20 х 0,045 = 0,14 м

Плиты минваты выпускаются толщиной 10 см и 5 см. В данном случае потребуется укладка минваты в два слоя.

Как рассчитать толщину утепления пола

Сначала необходимо определить ГСОП, затем вычислить сопротивление теплопередаче, определить толщину слоев пола (к примеру, армированный бетон, цементная стяжка по утеплителю, напольное покрытие). Далее определяем сопротивление каждого из слоев и суммируем полученные значения. Таким образом, мы узнаем теплосопротивление всех слоев пола, кроме утеплителя.

Чтобы найти толщину утепления, из нормативного теплосопротивления отнимем общее сопротивление слоев пола за исключением изоляционного материала. Толщина утеплителя для пола в доме вычисляется путем умножения теплосопротивления утеплителя на коэффициент теплопроводности.