Расчет толщины изоляции стен. Расчет толщины утеплителя — формула расчета

Чтобы дом стал настоящей крепостью для своих хозяев, он должен защищать их от осадков, жары и холода. Теплоизоляция стен необходимое условие для создания комфортной атмосферы. Не менее важным фактором является минимизация потерь энергии и сокращение расходов на отопление. Весь комплекс этих проблем решает утеплитель с правильно подобранной толщиной и плотностью.

Теплоизоляционная продукция отличается универсальностью и внушительным выбором. На вопрос, чем лучше утеплить стены, трудно дать однозначный ответ. Следует рассмотреть несколько факторов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Плотность и ее влияние на свойства материала

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

Современные теплоизоляторы классифицируются по уровню плотности на 4 группы:

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

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

Как выбирают толщину утеплителя

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

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

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

Последствия неправильного выбора размера теплоизоляции

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

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

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.

Каждый, кто строит собственный дом, хочет, чтобы в нем было тепло. Добиться это можно несколькими способами: построить толстые стены, сделать хорошее утепление или хорошо отапливать дом.

На практике все эти способы используют вместе, но с экономической точки зрения, больший приоритет имеет утепление дома, а точнее увеличение толщины утеплителя.

Наш расчет будет состоять из двух основных этапов:

1. Нахождения сопротивлением теплопередаче стен, которое необходимо для дальнейших вычислении.
2. Подбор необходимой толщины утеплителя в зависимости от конструкции и материала стен.

В начале, предлагаем посмотреть небольшое видео, в котором эксперт подробно рассказывает для чего нужно закладывать утеплитель в наружные стены кирпичного дома и какой вид утеплителя при этом использовать.

Сопротивлением теплопередаче стен

Для нахождения этого параметра используем СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» который можно скачать на нашем сайте (ссылка).

В пункте 5 «Тепловая защита зданий» представлены несколько формул, которые помогут нам рассчитать толщину утеплителя и стен. Для того чтобы это сделать существует параметр, называемый сопротивлением теплопередаче и обозначаемый буквой R. Он зависит от необходимой температуры внутри помещения и климатических условий данного города или района.

В общем случает он рассчитывается по формуле R ТР = a х ГСОП + b.

Согласно таблице 3 , значения коэффициентов a и b для стен жилых зданий равняется 0,00035 и 1,4 соответственно.

Осталось только найти величину ГСОП. Расшифровывается она как градусо-сутки отопительного периода. С этим значением придется немного повозится.

Формула для расчета ГСОП = (t В — t ОТ) х z ОТ .

В данной формуле t В — это температура, которая должна быть внутри помещения. По нормам она равняется 20-22 0 С.

Значение параметров t ОТ и z ОТ означают среднюю температуру наружного воздуха и количество суток отопительного периода в году. Узнать их можно в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» . (ссылка).

Если посмотрите на данный СНиП, то увидите большую таблицу в самом начале, где для каждого города или района приведены климатические параметры.

Нас будет интересовать колонка, в которой написано «Продолжительность и средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 0 С».

Пример расчета параметра R ТР

Для того, чтобы все стало более понятным, давайте рассчитаем сопротивлением теплопередаче стен (R ТР) для дома построенного в г. Казань.

Для этого у нас есть две формулы:

R ТР = a х ГСОП + b ,

ГСОП = (t В -t ОТ) х z ОТ

Сначала рассчитаем ГСОП. Для этого ищем г. Казань в правой колонке СНиП 23-01-99.

Находим по таблице, что средняя температура t ОТ = — 5,2 0 С, а продолжительность z ОТ = 215сут/год.

Теперь нужно определится, какая температура воздуха внутри помещения для вас комфортна. Как было написано выше оптимальным считается t В = 20-22 0 С. Если вы любите более прохладную или более теплую температуру, то при расчете ГСОП для значение t В может быть другим.

Итак, подсчитаем ГСОП для температуры t В = 18 0 С и t В = 22 0 С.

ГСОП 18 = (18 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 4988.

ГСОП 22 = (22 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 5848

Теперь найдем сопротивление теплопередаче. Как мы уже знаем коэффициенты a и b для стен жилых зданий, согласно таблице 3 из СП 50.13330.2012 равняются 0,00035 и 1,4.

R ТР (18 0 С) = 0,00035 х 4988 + 1,4 = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, для 18 0 С внутри помещения.

R ТР (22 0 С) = 0,00035 х 5848 + 1,4 = 3,45 м 2 * 0 С/Вт, для 22 0 С.

Таким сопротивление, должна обладать стена вместе с утеплителем, для того чтобы в доме были минимальные теплопотери.

Итак, необходимые начальные данные мы получили. Теперь перейдём ко второму этапу, к определению толщины утеплителя.

Расчета толщины утеплителя

Каждый материал, входящий в многослойный пирог стены, обладает собственным тепловым сопротивлением R. Так вот, наша задача, состоит в том, чтобы сумма всех сопротивлений материалов, входящих в конструкцию стены, равнялась тепловому сопротивлению R ТР,которое мы рассчитывали в предыдущейглаве, т.е.:

R ТР = R 1 + R 2 + R 3 … R n , где n количество слоев.

Тепловое сопротивление отдельного материала R равняется отношению толщины слоя (δ s) к теплопроводности (λ S).

R = δ S /λ S

Примеры расчета толщины утеплителя для стен из кирпича и газобетона

Пример 1. Стена из газобетонных блоков D600 толщиной 30 см, утепленная снаружи каменной ватой плотностью 80-125 кг/м 3 , а снаружи обложена керамическим пустотелым кирпичом плотностью 1000 кг/м 3 . Строительство велось в г.Казань.

Для дальнейшего нахождения толщины утеплителя, нам понадобятся значения теплопроводности материалов λ S . Эти данные должны присутствовать в сертификате к материалам.

Если по каким-либо причинам их нет, то посмотреть их можно в Приложение С к СП 50.13330.2012, который мы использовали ранее.

λ SГ = 0,14 Вт/м* 0 С — теплопроводность газобетона;

λ SК = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича.

R Г = δ SГ /λ SГ = 0,3/0,14 = 2,14 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление газобетона;

R К = δ SК /λ SК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича.

Т.к. наша стена состоит из трех слоев, то верно будет уравнение:

R ТР = R Г + R У + R К,

тогда R У = R ТР — R Г — R К

В предидущей главе мы находили значение R ТР (22 0 С) для г. Казань. Используем его для наших вычислений.

R У = 3,45 — 2,14 – 0,23 = 1,08 м 2 * 0 С/Вт.

Таким образом мы нашли, каким тепловым сопротивлением должен обладать утеплитель. Для нахождения толщины утеплителя воспользуемся формулой:

δ S = R У х λ SУ = 1,08 х 0,045 = 0,05 м.

Мы получили, что для заданных условий достаточно утеплителя толщиной 5 см.

Если мы возьмём значение R ТР (18 0 С) = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, то получим:

R У = 3,15 — 2,14 – 0,23 = 0,78 м 2 * 0 С/Вт.

δ S = R У х λ SУ = 0,78 х 0,045 = 0,035 м

Как видите, толщина утеплителя изменилась всего на полтора сантиметра.

Пример 2. Рассмотрим пример, когда вместо газобетонных блоков, уложен силикатный кирпич плотностью 1800 кг/м 3 . Толщина кладки при этом 38 см.

По аналогии с предыдущими вычислениями находим значения теплопроводности по таблице:

λ SК1 = 0,87 Вт/м* 0 С — теплопроводность силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м 3 ;

λ SУ = 0,045 Вт/м* 0 С – теплопроводность утеплителя;

λ SК2 = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича плотностью 1000 кг/м 3 .

R К1 = δ SК1 /λ SК1 = 0,38/0,87 = 0,44 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление кирпича 1800 кг/м 3 ;

R К2 = δ SК2 /λ SК2 = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича 1000 кг/м 3 .

Находим тепловое сопротивление утеплителя:

R У = 3,45 – 0,44 – 0,23 = 2,78 м 2 * 0 С/Вт.

Теперь вычисляем толщину утеплителя:

δ S = R У х λ SУ = 2,78 х 0,045 = 0,12 м.

Т.е. для данных условий достаточно толщины утеплителя 12 см.

Пример 3. В качестве наглядного примера, говорящем о важности утепления, рассмотрим стену состоящую только газобетона D600.

Зная теплопроводность газобетонных блоков, λ SГ = 0,14 Вт/м* 0 С, можем сразу вычислить необходимую толщину стен т.к. стена однородна.

δ S = R ТР х λ SГ = 3,45 х 0,14 = 0,5 м

Мы получаем, чтобы соблюдать все нормы СНиП, мы должны выложить стену толщиной 0,5 м.

В таком случае можно пойти двумя путями, сделать стену сразу необходимой толщины или построить стену потоньше и дополнительно утеплить.

Первый вариант нам кажется более надежным и менее затратным, потому что работ по монтажу утеплителя нет. Второй вариант больше подходит для уже построенных домов.

Все эти примеры, показывают, как зависит толщина утепление от материала стен. По аналогии с ними вы можете проделать расчёты для любого типа материала.

Видео «Утепление стен»

В заключении, предлагаем вам посмотреть пару видеороликов, которое будет полезно при выборе толщины утеплителя для стен дома построенного из пенобетона и газобетона.

В связи с тем, что современные технологии строительства подвергаются постоянной унификации, жители разных регионов сталкиваются с проблемой недостаточной теплоизоляции стен. Вне зависимости от климата проживания, утепление стен помогает сэкономить на строительных материалах и увеличить звукоизоляцию. В данной статье мы рассмотрим, как определить, какая толщина утеплителя для стен необходима для конкретного региона страны и как пользоваться калькулятором расчета утепляющих материалов.

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

Рассмотрим подробнее элементы вычисления для стенового теплоизолятора.

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

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

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

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

Нормы по теплосопротивлению

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

Коэффициент теплосопротивления стенки рассчитывается по формуле:

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

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

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

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

Rreg=δ/k, где

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

δ – толщина теплоизолятора;

k – коэффициент теплопроводности утеплителя Вт/м2·ºС.

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

Коэффициенты теплосопротивляемости для материалов несущей стены:

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

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

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

Материал	Плотность, кг/м 3	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии λ, Вт/(м· о С)	Расчетные коэффициенты теплопроводности во влажном состоянии*
			λ А, Вт/(м· о С)		λ Б, Вт/(м· о С)
Железобетон
Кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе
Кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе
Кирпич керамический пустотный плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе
Кирпич керамический пустотный плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе
Дерево сосна и ель поперек волокон
Дерево дуб поперек волокон
Дерево дуб вдоль волокон

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

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

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

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

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

Параметры сохранения теплоизоляции

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

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

Примерный расчет толщины стен из однородного материала

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

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

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: