Расчет толщины утеплителя

Расчет толщины утеплителя

Узнать требуемую толщину утепления можно самостоятельно выполнив небольшой расчет. Необходимо воспользоваться табличными данными и сведениями из СНиП, которые приведены ниже.

Очень важно знать какая толщина утепления необходима. Если ее сделать недостаточной, то не будет максимального эффекта от утепления, в результате большой ущерб. При долгой эксплуатации недоутепленного здания будут потеряны весьма значительные денежные средства. Но и перерасход утеплителя снижает экономическую целесообразность.

Оптимальное сопротивление теплопередаче стены (ограждающей конструкции) прописано в СНиП. Нам нужно утеплить стену так, чтобы достичь нормативного теплового сопротивления или немного превысить его.

Расчет толщины утепления в одно действие

Можно посчитать толщину утепления приблизительно одним действием, но обычно и этого достаточно, чтобы не промахнуться с выбором утеплителя и его толщины. Так как утеплять будем все равно плитами стандартной толщины и подберем их по ближайшему наибольшему значению.

К примеру нам нужно утеплить железобетонную стену квартиры в регионе Москва. Сопротивление теплопередаче стены для региона Москва должно составлять примерно 3,15м? •°С/Вт, (принято 5200 градусо-суток отопительного периода) (можно воспользоваться таблицей данных для разных городов в конце страницы).

Сопротивлением теплопередаче собственно ж/б стены пренебрегаем как несущественным.

Тогда толщина утеплителя пенопласта ПСБ25 составит ?=R• ?•0,9, где

R — требуемое сопротивление теплопередаче;
? — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м•°С), табличная величина;
0,9 — здесь — «коэффициент грубости расчета» — учитывает стену и некоторые другие параметры.
? = 3,15х0,038х0,9=0,107 м, принимаем толщину утеплителя пенопласт — 10 см одним листом.

Определение толщины утеплителя с учетом конструкций

Еще один пример, как узнать сколько утеплителя нужно, также не совсем точный, но приемлемый для применения на практике расчет.
Утепляем стену из полнотелого силикатного кирпича толщиной 0,38 м в Астрахани.

Требуемое сопротивление теплопередаче этой стены — 2,64 м? •°С/Вт
Собственное сопротивление теплопередачи стены составит
Rст.= ? ? ? =0,38/0,7=0,54м? •°С/Вт

Тогда для достижения нормативного значения нам не будет хватать 2,5 — 0,54=1,96м? •°С/Вт. Т.е сопротивление теплопередаче слоя утеплителя пенопласт СПБ 25 должно быть 1,96м? •°С/Вт.
Необходимая толщина пенопласта ?= 1,96х0,038=0,074м.

Промышленность может нас порадовать пенопластом ПСБ25 ближайшей большей толщиной 8 см. Его и будем применять.

Проверка выбора утепления по паропроницаемости

При выборе утеплителя для стены нельзя ошибиться в одном — наружный слой (утеплитель) должен быть более паропрозрачный чем стена. Если условие не выполняется, то нужно заменить утеплитель с меньшим сопротивлением движению пара.

Проверяем, подходит ли выбранный пенопласт толщиной 8 см для кирпичной стены по условиям пароизоляции.

Паропроницаемость слоя определяется делением его толщины на коэффициент паропроницаемости (данные в конце страницы).

Для стены – 0,38/0,11=3,45 м2 • ч • Па/мг.
Для пенопласта – 0,08/0,05=1,6 м2 • ч • Па/мг.
Условие выполняется.

Примечание: Обычно строительные материалы с высокой паропрозрачностью, такие как поризованая керамика, дерево, можно утеплять только лишь ватными материалами с весьма большим коэффициентом паропрозрачности (больше 0,2 мг/(м*ч*Па).

Уточняющие расчеты при выборе утепления

Рассчитаем толщину утеплителя для северо-восточной стены баньки где-нибудь на южном Урале.

Требуемое согласно норматива сопротивление теплопередаче для всей стены — 3,5 м? •°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче самой конструкции должно быть:
R=Rо-Rв-Rн=3,5-0,115-0,043=3,342 м? •°С/Вт;

где
Rо-нормативное значение сопротивления теплопередаче= 3,5 м? •°С/Вт;
Rв — сопротивление при переходе тепловой энергии от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, Rв=0,115 м? •°С/Вт (сопротивление тепловосприятию);
Rн — сопротивление при переходе тепловой энергии от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху, Rн=0,043 м? •°С/Вт (сопротивление теплоотдаче);

• Несущая стена — деревянный брус, ель, толщиной 0,2 м.ъ
• Внутренняя пароизоляция и утепление стены — вспененный фольгированный полиэтилен, обращенный фольгой вовнутрь, толщиной 0,005 м.
• Вентиляционный зазор между внутренней обшивкой из шпунтованной доски и пароизоляцией толщиной 0,02м (замкнутая воздушная прослойка с конвекционным движением воздуха).
• Внутренняя обшивка из шпунтованной доски, сосна, ель, толщиной 0,02 м.

Выбранный утеплитель, с учетом рекомендаций по паропроницаемости слоев, минеральная вата, плитная под сайдингом.
Ее коэффициент теплопроводности в условиях эксплуатации под диффузионной мембраной с наружным вентиляционым зазором с учетом увеличения теплопроводности на 20% — 0,045Вт/(м•°С).

Сопротивление теплопередаче имеющейся конструкции стены определяется как сумма сопротивления каждого слоя
Rк=R1+R2+R3+R5=1,176+0,161+0,117+0,28 = 1,734 м? •°С/Вт,

где
R1 — сопротивление теплопередаче несущей стены.
R1=0,2/0,17=1,176м? •°С/Вт,

Здесь толщина бревна ?=0,2м,
коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон ?=0,17 Вт/(м•°С).

Далее:
R2=0,005/0,031=0,161 м? •°С/Вт, сопротивление теплопередаче фольгированного вспененного полиэтилена;
R3=0,02/0,17=0,117 м? •°С/Вт, — сопротивление теплопередаче внутренней деревянной обшивки.
R4=0,14м? •°С/Вт х 2=0,28м? •°С/Вт — сопротивление вентиляционного зазора
между отделкой и пароизоляцией, принимается 0,14 для толщины зазора 0,02 м и с коэффициентом 2, так как имеется отражение лучевой энергии фольгой.

Сопротивление теплопередаче самого утеплителя должно быть
Rут=R-Rк=3,342 — 1,734= 1,608м? •°С/Вт,

Расчетная толщина утеплителя минеральная вата
? расч. =1,608х0,045 = 0,072 м.

С учетом того, что стена располагается с северовосточной стороны, уточняем толщину утеплителя — к полученному значению расчетной толщины добавляется поправочное значение ? расч.х0,1,

? утепл. = 0.072+ 0,072х0,1= 0,079 м.

Мы узнали толщину утепления для бани (согласно СП 23-101-2004″Проектирование тепловой защиты зданий»), расположенной в относительно прохладном районе. Сама же баня, на первый взгляд с достаточно теплыми стенами, но расчет показал, что необходимо дополнительное утепление, для чего применяется минеральная вата толщиной 8 см.

Данные СНиП о сопротивлении теплопередаче ограждающих конструкций

Требуемое сопротивление теплопередаче для стен жилых зданий в городах и областях России

Внимание, что бы узнать приблизительное значение:

• для потолочных перекрытий и крыш, перекрытий над проездами и другими не огражденными участками (на сваях..), необходимо данные умножить на 1,5;
• для перекрытий над подвалами, неотапливаемыми подпольями, полов по грунту – данные умножить на 1,3[/i]

Значение паропроницаемости для различных строительных материалов

Теплопроводность пенопластовых плит 50 мм и применение в строительстве

При строительстве жилых домов применяются разнообразные теплоизоляционные материалы. При частном строительстве многие считают наиболее практичным применение пенопласта. Утепление строений пенопластом получает довольно широкое распространение, поскольку данный материал обладает хорошими теплоизолирующими качествами.

Пенопласт — это материал для утепления, который обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными характеристиками.

Что собой представляет пенопласт

Пенопласт можно охарактеризовать как нетоксичный, экологичный материал. Его хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные качества получаются благодаря особенной структуре: пористой, составленной из не сообщающихся между собой ячеек, с небольшой плотностью и паронепроницаемостью.

Пенопласт имеет низкую теплопроводность и длительный срок эксплуатации.

Благодаря данным качествам его можно применять в самых разных сферах, включая дорожные и строительные работы. Пенопласт, или пенополистирол, при строительстве в качестве теплоизоляционного материала применяют вот уже более сорока лет.

Цены на данный материал вполне демократичные, купить его можно во всех строительных магазинах. Для утепления жилого дома выбирают листовой пенопласт. Он обладает хорошей устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ, может спокойно переносить механические нагрузки. Используют его не только для малоэтажных построек, но и при монтаже внутренней теплоизоляции в строительстве с крупными масштабами, в реконструкции зданий, где он является почти незаменимым, поскольку из-за небольшого веса несущественно меняет нагрузку на фундамент и несущие конструкции построек.

Размеры выпускаемых производством пенополистирольных плит

Пенопластовые листы выпускают согласно нормам ГОСТ. Регулируется не только состав пенопласта, но и размеры плит. Длина стандартного пенопластового листа может составлять 100 см, 12 см или 200 см. Ширина листа — 100 см, толщина может быть 2-5 см.

Наибольшей популярностью пользуется пенопласт толщиной в 50 мм. Показатели теплопроводности пенопласта очень часто сравнивают с характеристиками прочих утепляющих материалов. Пенопластовая плита толщиной в 50 мм, согласно СНиП России, по теплоизоляции эквивалентна кирпичной кладке в 85 см толщиной. Следовательно, использование пенопластовых утеплителей позволяет сэкономить при строительстве немалые средства.

Как провести теплоизоляцию стен с использованием пенопласта

Использовать пенопласт толщиной в 50 мм можно как в наружном, так и во внутреннем утеплении стен. Пенополистирол снаружи крепят при помощи специальных крепежных приспособлений, в некоторых случаях листы просто приклеиваются на мастику, клеящий состав или раствор цемента. Очень хороший эффект достигается с использованием пенопласта при монтаже внутреннего утепления. Одновременно обеспечивается и шумоизоляция, и теплозащита. Пенопластовой прослойке надо обеспечить защиту от возгораний, открытого пламени — это можно сделать, к примеру, с использованием листов гипсокартона.

Плиты пенопласта с толщиной в 50 мм, используемые для утепления пола, способствуют также снижению передачи ударных шумов.

Схема теплоизоляции стен пенопластом.

Пенопласт устраивается на материал с изолирующими свойствами, швы герметизируются, после чего сверху устраивают ДСП или делают песчано-цементную стяжку.

При сравнении показателей теплопроводности разных материалов картина получается примерно следующей. Плита из пенопласта толщиной в 50 мм примерно соответствует слою минваты в 100 мм, деревянной стене в 190 мм, кирпичной кладке в 850 мм.

Что касается таких утеплителей, как минвата или стекловата, по цене эти материалы находятся близко к пенопласту и составляют им в некотором роде конкуренцию. Но прочность у таких утеплителей более низкая, несущей способностью они не располагают, а после укладывания их на места могут провисать. Прочие недостатки заключаются в неприятных ощущениях, которые доставляет монтаж, и наличии у минваты впитывающей способности. Из-за таких недостатков коэффициент изоляции заметно снижается.

Чтобы обеспечить хорошую теплоизоляцию кровли, можно воспользоваться одной из нескольких подходящих технологий утепления. Чтобы утеплить кровлю с пенопластовыми плитами толщиной в 50 мм, сперва устраивают пароизоляционный слой — для этого понадобится полиэтиленовая пленка или пергамин. После пароизоляции укладывают плиты пенополистирола. Затем выполняют стяжку из смеси цемента и песка толщиной самое меньшее 30 см.

Сравнительная характеристика теплоизоляционных материалов, в том числе пенопласта, по степени их вредности.

В заключение проводят гидроизоляцию. Если в утеплении нуждается наклонная кровля, пенополистирол надо устраивать прямо на стропилах под кровельным материалом. В некоторых случаях его просто размещают между стропилами не закрепляя. Теплоизоляция чердаков или наклонных крыш позволяет превращать подкровельные помещения в жилые. При этом можно сэкономить немалую часть энергии, уходящую на отопление дома.

Теплоизоляционные свойства пенопласта позволяют применять материал и для утепления трубопроводов. До недавнего времени этому не придавалось значения, но теплопотери такого рода могут составлять и 30%, что немало. Теплопроводность пенопласта позволяет применять его в теплоизоляции трубопроводов водоснабжения, вентканалов и телефонных линий, для защиты труб канализации и водопровода в городских магистралях.

Трубопровод, благодаря таким мероприятиям, можно уложить на небольшой глубине. Это сокращает объем грунта, который понадобится вынимать, и серьезно снижает трудозатраты. Материалу возможно придавать любые формы, поэтому его можно использовать так, как необходимо, каковы бы ни были конструктивные требования.

Применение пенопласта в теплоизоляции фундамента

При утеплении подземных частей здания пенопласт нередко используют в качестве хорошего теплоизолятора. Не так много есть строительных материалов, которые способны заменить его — он устойчив к воздействию извести, соляных растворов, неподвластен влиянию грунтовых вод.

В регионах, где климатические условия особенно суровы, вопросам теплоизоляции основания обычно уделяется повышенное внимание. Пенопласт иногда применяют как несъемную опалубку непосредственно на объекте при сооружении монолитных фундаментов. При таком подходе уменьшаются и трудозатраты, и расход бетона и арматуры.

Удобно применять пенопласт и для утепления строений бесподвального типа. Для этого на предварительно подготовленную площадку устраивают несколько слоев пенополистирола и заливают раствором бетона. После таких мероприятий строение возводится в обычном порядке. При такой конструкции бетонная стяжка одновременно является и основанием пола, и фундаментом.

Теплопроводность пенопласта — точные цифры

Пенопласт имеет следующие преимущества перед другими утеплительными материалами: экологичность, лёгкость, гигроскопичность, невысокая стоимость. Однако, главное достоинство — низкая теплопроводность пенопласта, которая делает его одним из наиболее распространенных теплоизолирующих материалов.

Общее описание

Пенопласт представляет собой плиты различной толщины, состоящие из вспененного материала – полимера. Теплопроводность пенопласта обеспечивается воздухом, из которого он состоит на 95-98%, т.е. газа, который не пропускает тепло.

Так как пенопласт в своей основе состоит из воздуха, то он имеет крайне низкую плотность, и, соответственно, малый удельный вес. Также пенопласт обладает очень хорошей звукоизоляцией (тонкие перегородки ячеек, заполненные воздухом – очень плохой проводник звуков).

В зависимости от исходного сырья (полимера) и процессов изготовления, можно производить пенопласт разной плотности, устойчивости к воздействию механических факторов, устойчивости к иным видам воздействия. В связи с вышеперечисленным, обусловливается выбор определенного вида пенопласта и его применение.

Характеристики теплопроводности пенопласта

Для того чтобы рассмотреть такую характеристику, как теплопроводность пенопласта, разберемся для начала, что из себя представляет в принципе теплопроводность материалов. Теплопроводностью называют количественную характеристику способности тела проводить тепло.

Это количество тепловой энергии (Ватт), которое любой материал способен провести через себя (метр), при определенной температуре (С) за определенное время. Обозначается — λ и выражается Вт/м•С.

Определим оптимальные размеры данного утеплителя исходя из его теплопроводных характеристик. На рынке стройматериалов большое множество различных утеплителей. Пенопласт, как мы уже знаем, обладает теплопроводностью очень низкой, но эта величина зависит от марки материала.

Например, пенопласт марки ПСБ-С 50 имеет плотность 50 кг/м3. Таким образом, его теплопроводность составляет 0,041 Вт/м•С (данные указаны при 20-30 С). Для пенопласта марки ПСБ-С 25 значение будет 0,041 Вт/м•С, а марки ПСБ-С 35 – 0,038 Вт/м•С. Приведенные величины коэффициентов теплопроводности указаны для пенопласта одинаковой толщины.

Наиболее заметна теплопроводность пенопласта при сопоставлении значений с другими теплоизоляционными материалами. К примеру, лист пенопласта 30-40 мм аналогичен объёму минваты в несколько раз большей, а толщина листа 150 мм заменяет 185 мм пенополистирола. Конечно, есть материалы, у которых коэффициент ниже. К таким относится и пеноплекс. 30 мм пеноплекса смогут заменить 40 мм пенопласта, при аналогичных условиях.

Какие листы выбрать?

Чтобы добиться наиболее эффективной теплоизоляции стены, необходимо правильно рассчитать толщину используемого утеплителя. Для примера рассчитаем, какой толщины нужен утеплитель для стены толщиной в один кирпич.

Сначала необходимо узнать общее теплосопротивление. Это постоянное значение, зависящее от климатических условий в определенной области страны. На юге России она составляет 2,8 кВт/м2, для полосы умеренного климата — 4,2 кВт/м2. Затем найдем теплосопротивление кирпичной кладки: R = p/k, где p – толщина стены, а k – коэффициент, указывающий, насколько сильно стена проводит тепло.

Имея начальные данные, мы можем узнать, какое теплосопротивление утеплителя необходимо использовать, применив формулу p=R*k. где R — общее теплосопротивление, а k — значение теплопроводности утеплителя.

Возьмем для примера пенопласт марки ПСБ-С 35, имеющий плотность 35 кг/м3 для стены, толщиной в один кирпич (0,25 м) в регионе средней полосы России. Общее теплосопротивление имеет значение 4,2 кВт/м2.

Для начала необходимо узнать теплосопротивление нашей стены (R1). Коэффициент для силикатного пустотного кирпича составляет 0,76 Вт/м•С (k1), толщина – 0,25 м (p1). Находим теплосопротивление:

R1 = p1 / k1 = 0,25 / 0,76 = 0,32 (кВт/м2).

Теперь находим теплосопротивление для утеплителя (R2):

R2 = R – R1 = 4.2 – 0,32 = 3,88 (кВт/м2)

Значение теплосопротивления пенопласта ПСБ-С 35 (k2) равен 0,038 Вт/м•С. Находим требуемую толщину пенопласта (p2):

p2 = R2*k2 = 3.88*0.038 = 0.15 м.

Вывод: при заданных условиях нам необходим пенопласт ПСБ-С 35 15 см.

Аналогичным способом можно сделать расчеты для любого материала, используемого в качестве утеплителя. Коэффициенты теплопроводности разных строительных материалов можно найти в специальной литературе или в сети Интернет.

Оптимальная толщина утепления частного дома

При разработке проекта частного дома непременно следует озадачиться вопросом: какой толщины подойдет утеплитель для крыши и для других основных конструктивных элементов. Оттого, насколько грамотно будет смонтирован слой утеплителя , выбрана его толщина и плотность, зависит не только комфортное проживание в доме и поддержание оптимальной температуры в помещении, но и долговечность всех его элементов.

Эффективное утепление кровли, стен и перекрытий позволит сохранить тепло в строении и значительно снизить затраты на энергопотребление зимой, а летом сэкономить на кондиционировании.

Есть мнение профессионалов, что через кровлю может уходить до 20 % тепла из помещения, происходит это, как правило, при утеплении перекрытий чердака в отсутствии утепления кровельных скатов.

При строительстве многие из нас стремятся расширить свое жилое пространство, задействовать и обустроить ранее нежилые помещения, улучшить энергоэффективность жилья в целом. В первую очередь, это касается мансард.

Правильно утепленная кровля дает возможность обустроить мансардный этаж, что, безусловно, расширяет полезную площадь любого дома.

Наиболее популярными материалами, которые используются для утепления мансардного помещения, являются: минеральная вата, экструдированный пенополистирол и пенопласт.

Пенопласт, безусловно, обладает низкой теплопроводностью, но он вреден для здоровья, горюч и недолговечен. В соответствии с СНиП его не рекомендуется монтировать на скаты кровли.

Минераловатные плиты сочетают хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства с долговечностью и экологичностью, и, в отличии от пенополистирола, более доступны по стоимости. Для утепления скатов применяют минвату плотностью 30-35 кг/м3, для стен – с плотностью от 40-45 кг/м3.

Часто в вопросе утепления выбор останавливают на плитах экструдированного пенополистирола. Имея низкую степень теплопроводности, они также имеют низкий показатель паропроницаемости. В случае с утеплением кровли это не может быть плюсом. Поэтому дома, утепленные при помощи экструзии, нуждаются в эффективной и качественно смонтированной вентиляции. Иначе в «кровельном пироге» будет скапливаться конденсат, что, рано или поздно, приведет к разрушению ограждающих конструкций здания.

По сути, выбирать приходится из минераловатных плит и полистирольных плит. Все зависит от конструкции стропильной системы и от финансовых возможностей.

Очень важно, чтобы выбранный вид утеплителя обладал рядом необходимых качеств: высокой гигроскопичностью, отличался небольшим весом, обладал стабильностью формы и не деформировался в процессе длительной эксплуатации, имел высокую степень огнестойкости, был не токсичен и отвечал всем требованиям экологической безопасности.

Толщину утепляющего слоя кровли и стен определяют уже на этапе проектирования. При этом ориентируются на 2 главных параметра:

λБ – коэффициент теплопроводности утеплителя,

Вт/(м · °С). Это значение можно найти либо на упаковке выбранного материала, либо в сертификатах на него. Величина дает оценку задерживающим свойствам теплоизоляционного материала. Чем ниже коэффициент теплопроводности, тем лучше он сохраняет тепло.

• R – величина сопротивления теплопередачи кровли или стен, которая зависит от климатических условий местности, где будет строиться дом, м2*0С/Вт.

Строго говоря, расчет толщины утепления ведется в соответствии со Сводом правил и СНиП «Строительная теплотехника», в которых содержатся таблицы климатических зон, влажности климата и карты нормируемого сопротивления по городам (та самая величина R).

Толщина утеплителя будет напрямую зависеть от климатической зоны, в которой возводится дом. Чем ниже температура зимой и чем дольше длится отопительный период, тем толще будет теплоизоляционный слой.

При расчете толщины утеплителя для стен, помимо климата, следует принимать во внимание материал, из которого они изготовлены, а также их толщину. Для стен из дерева или пеноблока потребуется менее толстый слой утеплителя, чем для кирпича или бетона, так как теплопроводность последних значительно выше.

Упрощенная формула расчета выглядит так:

где αут – толщина утеплителя в метрах.

λБ -коэффициент удельной теплопроводности. В расчет брать необходимо именно значение с индексом «Б», означающее, что материал будет использоваться во влажной среде.

Например, расчет толщины с использованием утеплителя минваты Технониколь РОКЛАЙТ составит:

(4,79- 0,16) х0,039= 0,18

Профессионалы – строители советуют прибавить к получившейся цифре 10% и получится рекомендуемая толщина утеплителя -0.2м или 200 мм.

Расчет толщины теплоизоляции для стен также можно сделать самостоятельно, учитывая данные действующих строительных норм и правил. Формула расчета для крыши практически не отличается от формулы для стен каркасного дома, но в этом случае надо использовать значения теплового сопротивления R из другого столбца таблицы.

Главная отличительная особенность работ для утепления мансарды или стены состоит в том, что для разных конструктивных элементов дома нужна разная толщина утеплителя. Если на кровлю потребуется более толстый слой, то у стен теплопроводность меньше, а значит, и утеплитель будет тоньше. Расчеты для каждого вида ограждения производятся отдельно.

Подводя итоги, следует отметить, что выбор материала для утепления каркасного дома, будь то минераловатные плиты или пенополистирол, во многом зависит от конструктивных особенностей строения и назначения постройки.

Выполнение работ по утеплению требует определенных навыков и опыта. Сделать грамотный расчет толщины утеплителя, не допустить промокания материала, зазоров и «мостиков холода», через которые будет уходить тёплый воздух все же лучше доверить профессионалам.