Какую толщину утеплителя выбрать для стен?

Научный руководитель: Иванова Юлия Витальевна

С чего начать выбор материала

При выборе утеплителя следует обращать внимание на его технические характеристики и свойства. Он должен не только выполнять функцию теплоизоляции, но и выдерживать условия, в которых будет эксплуатироваться. Это могут быть высокие температуры, влажность или механические воздействия. Если материал не допустим к эксплуатации в определённых условиях, то следует обратить внимание на другой, который подходит.

Вторым критерием выбора является возможность монтажа на несущую конструкцию. Нагрузка не должна превышать допустимые значения, так как в противном случае крепление будет ненадёжным. Одновременно нужно убедиться в том, что контакт двух разных по свойствам материалов безопасен: не потеряют ли они свои свойства или не наступят другие негативные последствия, например, грибок, плесень, отсыревание.

Третьим и не менее важным по значимости критерием выбора является подбор утеплителя по его изоляционным характеристикам. Для этого нужно изучить данные о температуре в регионе в разные сезоны года, чтобы понять, какой толщины утеплитель потребуется. Необходимо выполнить простые расчёты, а затем закупить теплоизоляцию так, чтобы при монтаже толщина превышала расчётную величину.

Четвёртый фактор определяет выбор, поскольку происходит отбор утеплителя среди подходящих по параметрам с максимальным количеством преимуществ для конкретного здания и условий эксплуатации. В данном случае нужно учитывать стоимость материала, его срок службы, окупаемость и искать оптимальный вариант.

Необходимость расчетов

Для чего же необходимо проводить эти вычисления, есть ли от них хоть какая-то польза на практике? Разберемся подробнее.

Оценка эффективности термоизоляции

В разных климатических регионах России разный температурный режим, поэтому для каждого из них рассчитаны свои нормативные показатели сопротивления теплопередаче. Проводятся эти расчеты для всех элементов строения, контактирующих с внешней средой. Если сопротивление конструкции находится в пределах нормы, то за утепление можно не беспокоиться.

В случае, если термоизоляция конструкции не предусмотрена, то нужно сделать правильный выбор утеплительного материала с подходящими теплотехническими характеристиками.

Тепловые потери

Тепловые потери дома

Необходимость расчетов

Не менее важная задача – прогнозирование тепловых потерь, без которого невозможно правильно спланировать систему отопления и создать идеальную термоизоляцию. Такие вычисления могут понадобиться при выборе оптимальной модели котла, количества необходимых радиаторов и правильной их расстановки.

Для определения тепловых потерь через любую конструкцию нужно знать сопротивление, которое вычисляется с помощью разницы температур и количества теряемого тепла, уходящего с одного квадратного метра ограждающей конструкции. И так, если мы знаем площадь конструкции и ее термическое сопротивление, а также знаем для каких климатических условий производится расчет, то можем точно определить тепловые потери. Есть хороший калькулятор расчета теплопотерь дома ( он может даже посчитать сколько будет уходить денег на отопление, примерно конечно).

Такие расчеты в здании проводятся для всех ограждающих конструкций, взаимодействующих с холодными потоками воздуха, а затем суммируются для определения общей потери тепла. На основании полученной величины проектируется система отопления, которая должна полностью компенсировать эти потери. Если же потери тепла получаются слишком большими, они влекут за собой дополнительные финансовые затраты, а это не всем «по карману». При таком раскладе нужно задуматься об улучшении системы термоизоляции.

Отдельно нужно поговорить про окна, для них сопротивление теплопередаче определяются нормативными документами. Самостоятельно проводить расчеты не нужно. Существуют уже готовые таблицы, в которых внесены значения сопротивления для всех типов конструкций окон и балконных потери окон рассчитываются исходя из площади, а также разницы температур по разные стороны конструкции.

Расчеты, приведенные выше, подходят для новичков, которые делают первые шаги в проектировании энергоэффективных домов. Если же за дело берется профессионал, то его расчеты более сложные, так как дополнительно учитывается множество поправочных коэффициентов – на инсоляцию, светопоглощение, отражение солнечного света, неоднородность конструкций и другие.

Когда лучше проводить утепление фасада дома снаружи

Прежде чем утеплять дом, нужно знать, что начинать любые фасадные работы можно только после того, как остальные строительно-ремонтные работы будут завершены, сюда относятся:

  • монтаж кровли;
  • выполнение внешней гидроизоляции фундамента;
  • установка оконных и дверных проемов;
  • закрепление системы вентиляции и других инженерных коммуникаций.
Читайте также:  Как утеплить дом из пеноблока снаружи своими руками

Приступать к утеплению фасада здания можно начинать только после того, как будут полностью завершены остальные строительно-ремонтные работы.

Многие специалисты утверждают, что проводить утепление фасадов зданий нужно только после того, как дом пройдет полную усадку и полностью просохнет после возведения. В противном случае присутствует высокая вероятность, что готовый фасад покроется трещинами и потеряет опрятный внешний вид.

Прежде чем утеплять дом, следует убедиться, что не предвидится сильного зноя или мороза. Лучше всего выждать, когда днем будет держаться постоянная положительная температура. Оптимальным временем считается конец весны или же начало осени, когда температура находится в пределах от +5 до +25 градусов. Многие рекомендуют до начала выполнения фасадного утепления закончить все внутренние работы, которые сопровождаются выделением конденсата, такие как организация стяжки и заливка пола.

Начинать снаружи утепление фасада деревянного дома или здания из любого другого материала следует после внимательного осмотра всей поверхности. Если нет опыта проведения строительных работ, лучше доверить эту задачу специалисту, который выполнит обязательные испытания и проверит поверхности внешних стен на адгезию клеевого состава, применяемого для монтажа утеплителя. В результате проведенных работ станет ясна несущая способность стен, а также будет рассчитана максимальная нагрузка, которая возникнет в результате крепежа.

На заметку! Помимо того, что важно правильно выбрать материал для крепления на стены, необходимо также выдержать технологию утепления фасада, чтобы предупредить появление так называемых мостов холода, в результате которых утеплитель может разрушиться или расслоиться. Оптимальным временем года для начала выполнения работ по утеплению фасада считается конец весны или же начало осени.

Важно не только выполнить утепление, но и выбрать современный и качественный утеплитель, наиболее подходящий для конкретного здания. Утеплитель должен быть не только паро- и водопроницаемым, но и жаропрочным, чтобы избежать случайного возгорания и быстрого горения. Лучше всего, если материал экологически чистый, а несущие стены защищены от проникновения грибков и других микроорганизмов, которые могут разрушить каркас, особенно если он выполнен из натуральных строительных материалов.

Пример Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Определитьтолщину утеплителя для теплого чердакаиз условия энергосбережения.

Исходныеданные. Вариант № 40.

Здание– жилой дом.

Районстроительства: г. Оренбург.

Зонавлажности – 3 (сухая).

Расчетные условия

N п.п. Наименование расчетных параметров Обозначение параметра Единица измерения Расчетное значение
1 Расчетная температура внутреннего воздуха °С 22
2 Расчетная температура наружного воздуха °С — 31
3 Расчетная температура теплого чердака °С +5
4 Расчетная температура техподполья °С +2
5 Продолжительность отопительного периода сут 202
6 Средняя температура наружного воздуха за отопительный период °С — 6,3
7 Градусо-сутки отопительного периода °С·сут 5717

Конструкция ограждения

Плитажелезобетонная – 150мм: δ1= 0,15м; λ1= 1,92 Вт/м∙0С

Пароизоляция(поливинилхлоридная пленка)

УтеплительStyrodur – 2500: δ3= ? м; λ3= 0,031 Вт/м∙0С

Слойцементно-песчаного раствора – 20мм: δ4= 0,02м; λ4= 0,7 Вт/м∙0С

Ходовыедоски – 30 мм. δ5= 0,03м; λ5= 0,14 Вт/м∙0С

сопротивление теплопередачеперекрытия теплого чердака ,м·°С/Втопределяют по формуле:

где: — нормируемое сопротивление теплопередачеперекрытия, определяемое по таблице 4СНиП 23-02-2003 в зависимости от градусо-сутокотопительного периода климатическогорайона строительства;

-коэффициент, определяемый по формуле:

, — то же, что и в формуле (1);

-расчетная температура воздуха в чердаке,0С,устанавливаемая по расчету тепловогобаланса для 6-8-этажных зданий 140С,для 9-12-этажных зданий 15-16 0С,для 14-17 этажных зданий 17-18 зданий ниже 6 этажей чердак, какправило, выполняют холодным, а вытяжныеканалы из каждой квартиры выводят накровлю.

–сутки отопительного периода

Dd= (tint– tht)zht

Dd= (22 + 6,3) 202 = 5717°С∙сут

значение сопротивлениятеплопередаче, Rreq,табл. 4.

Rreq= a∙Dd+b = 0,00045∙5717 + 1,9 = 4,47 м2∙0С/Вт

Rgf= n∙Rreq= 0,31∙4,47 = 1,38 м2∙0С/Вт

толщину утеплителя определяемиз условия Rgf₀= Rgf

Rgf0=Rsi+ΣRк+Rse=1/αint+Σδ/λ+1/αext= Rgf

δут= [Rgf– (1/αint+Σδ/λ+1/αext)]λут= [1,38 – (1/8,7 + 0,15/1,92 + 0,02/0,07 + 0,03/0,14 +1/12)]∙0,031 = [1,38 – (0,11 + 0,08 + 0,28 + 0,21 + 0,08)]∙0,031= (1,38 – 0,76)∙0,031 = 0,019м

Принимаемтолщину утеплителя 0,02м.

приведенное сопротивлениетеплопередаче, Rgf₀,с учетом принятой толщины утеплителя

Rgf0= 1/αint+Σδ/λ+1/αext= 1/8,7 + 0,15/1,92 + 0,02/0,031 + 0,02/0,07 + 0,03/0,14 + 1/12 =1,40 м2∙0С/Вт

проверку конструкции наневыпадение конденсата на внутреннейповерхности ограждения.

Температурувнутренней поверхности τsiперекрытия следует определять по формуле

τsi= tint- [n(tint– text)]/ (Rgfоαint)= 22 — 0С

где: tint– расчетная температура воздуха внутриздания;

text- расчетная температура наружноговоздуха;

n– коэффициент, учитывающий зависимостьположения наружной поверхностиограждающих конструкций по отношениюк наружному воздуху и приведенный втаблице 6.

конструкции техническихподвалов

Техническиеподвалы (техподполье) — это подвалы приналичии в них нижней разводки трубсистем отопления, горячего водоснабжения,а также труб системы водоснабжения иканализации.

Расчетограждающих конструкций техподполийследует выполнять в приведеннойпоследовательности.

1).

Нормируемое сопротивление теплопередаче ,м·°С/Вт,части цокольной стены, расположеннойвыше уровня грунта, определяют согласноСНиП 23-02-2003 для стен в зависимости отградусо-суток отопительного периодаклиматического района этом в качестве расчетной температурывнутреннего воздуха принимают расчетнуютемпературу воздуха в техподполье ,°С, равную не менее плюс 2°С при расчетныхусловиях.

Читайте также:  Виды остекления балконов и лоджий, фасадов в СПб

2).Определяют приведенное сопротивлениетеплопередаче ,м·°С/Вт,ограждающих конструкций заглубленнойчасти техподполья, расположенных нижеуровня земли.

Длянеутепленных полов на грунте в случае,когда материалы пола и стены имеютрасчетные коэффициенты теплопроводности Вт/(м·°С),приведенное сопротивление теплопередаче определяют по таблице 10 в зависимостиот суммарной длины ,м, включающей ширину техподполья и двевысоты части наружных стен, заглубленныхв грунт.

Таблица10

Часть Принцип определения значения сопротивления теплопередачи в многослойной стене.

Если вы планируете построить стену из нескольких видов материала (например, строительный камень+минеральный утеплитель+штукатурка), то R рассчитывается для каждого вида материала отдельно (по этой же формуле), а потом суммируется:

Rобщ= R1+ R2+…+ Rn+ Ra.l где:

R1-Rn — термосопротивления различных слоев

Ra.l – сопротивление замкнутой воздушной прослойки, если она присутствует в конструкции (табличные значения берутся в СП 23-101-2004, п. 9, табл. 7)

Пример расчета толщины минераловатного утеплителя для многослойной стены (шлакоблок — 400 мм, минеральная вата — ? мм, облицовочный кирпич — 120 мм) при значении сопротивления теплопередаче 3,4 м2*Град С/Вт (г. Оренбург).

R=Rшлакоблок+Rкирпич+Rвата=3,4

Rшлакоблок = δ/λ = 0,4/0,45 = 0,89 м2×°С/Вт

Rкирпич = δ/λ = 0,12/0,6 = 0,2 м2×°С/Вт

Rшлакоблок+Rкирпич=0,89+0,2 = 1,09 м2×°С/Вт (<3,4).

Rвата=R-(Rшлакоблок+Rкирпич) =,09=2,31 м2×°С/Вт

δвата=Rвата·λ=2,31*0,045=0,1 м=100 мм (принимаем λ=0,045 Вт/(м×°С) – среднее значение теплопроводности для минеральной ваты различных видов).

Вывод: для соблюдения требований по сопротивлению теплопередачи можно использовать керамзитобетонные блоки в качестве основной конструкции с облицовкой ее керамическим кирпичом и прослойкой из минеральной ваты теплопроводностью не менее 0,45 и толщиной от 100 мм.

Отдельные требования к материалам

Вне зависимости от того каким утеплителем будут выполняться работы, он должен соответствовать определённым требованиям, проявляющимся в большей или меньшей степени у каждого из них.

Теплоизоляция

При утеплении стен дома или квартиры этот показатель является одним из наиболее важных. Необходимо использовать материалы с оптимальным коэффициентом теплопроводности не более 0,32 Вт/мК. Именно от этой характеристики зависит толщина слоя утеплителя и его соответствующая стоимость.

Влагостойкость

Несущие стены здания и его фундамент являются основной защитой помещения от вредоносного воздействия окружающей среды и климатических факторов. Скопление в слое теплоизоляции влаги повлечёт за собой ускоренный процесс разрушения самого изолятора, а также поверхности фасада и всего строения. Поэтому материалы, используемые в качестве утепления должны соответствовать этим требованиям. Есть простой способ проверить этот коэффициент, достаточно использовать такой простой способ: небольшой кусок выбранного вида теплоизолятора поместить на несколько дней в воду.

Отдельные требования к материалам

Плотность

Материал, применяемый для утепления стен, должен иметь соответствующую плотность и жёсткость плит. Использовать очень мягкие листы теплоизоляции не рекомендуется. Это может привести к их «сползанию» вниз, оседанию и деформации. Результатом этого будет нарушение целостности защищенной поверхности и образование «мостиков холода». Плотность обычных плит пенопласта составляет всего 10-20кг/м3. Такой показатель является самым низким в требованиях к материалам для утепления стен зданий снаружи.

Безопасность

В этом критерии отбора можно выделить два основных направления, это стойкость к воздействию открытого огня и экологичность материала.

Противопожарная безопасность

Несмотря на то, что в основном все виды утеплителя, используемые для отделки стен снаружи не подвержены возгоранию, применение на некоторых фасадах требует их тщательного отбора. Например, на бане крайне не рекомендуется выполнять утепление материалом на основе пенополистирола. Он не подвержен открытому горению, но под воздействием огня, плавится, выделяя токсичные газы, опасные для человека. Таким образом, есть опасность получить серьёзные травмы дыхательных путей в некоторых случаях несовместимых с жизнью.

полезно в работе

При конструкции вентилируемых фасадов для стен абсолютно любых строений: квартиры, дома, гаража или на бане, нужно выполнять утепление только негорючим материалом. В случае возможного возгорания доступ к пламени будет затруднён облицовочным слоем. А постоянный приток воздуха спровоцирует усиление огня.

Экологичность

Для того чтобы выбрать утеплитель невредный для человека по ходу его эксплуатации нужно знать следующее:

Отдельные требования к материалам
  • Для утепления стен квартиры или жилого дома не рекомендуется применение шлаковаты, хотя она и стоит несколько дешевле аналогов из других материалов. Плиты выделяют в воздух мельчайшие частицы шлака, из которого они изготовлены. Его попадание в лёгкие может повлечь за собой серьёзные последствия для здоровья. Использование такого утеплителя допускается для отделки стены промышленных объектов, но только снаружи;
  • Выбор хорошего утеплителя выполняется следующим образом: любой серьёзный производитель теплоизоляции предоставляет своим потребителям необходимые сертификаты качества с указанием санитарно-эпидемиологических норм. В них есть перечень выделяемых вредных веществ:
  1. Фенола;
  2. формальдегида;
  3. ксилола;
  4. тулуола;
  5. аммиака.

Какой материал имеет большую разницу в предельном значении по нормативам и фактическому показателю тот и можно назвать самым качественным.

Толщина утеплителя для стен: пример расчета толщины утеплителя

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

Читайте также:  Декоративная штукатурка «короед»: описание и применение (29 фото)

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

Способ теплоизоляции

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

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

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

Рассчитываем толщину утеплителя

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

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

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

Факторы, влияющие на расчет:

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

Слой утеплителя, отвечающая нормативным требованиям, высчитывается по формуле:

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

Характеристики различных материалов

Таблица 1

Значение нормируемого сопротивления теплопередаче наружной стены зависит от региона РФ, в котором расположена постройка.

Таблица 2

Необходимый слой теплоизоляционного материала, определена исходя из следующих условий:

  • наружная ограждающая конструкция здания – полнотелый керамический кирпич пластического прессования толщиной 380 мм;
  • внутренняя отделка – штукатурка цементно-известковым составом толщиной 20 мм;
  • наружная отделка – слой полимерцементной штукатурки, толщина слоя 0,8 см;
  • коэффициент теплотехнической однородности конструкции равен 0,9;
  • коэффициент теплопроводности утеплителя — λА=0,040; λБ=0,042.

Калькуляторы расчета толщины утеплителя

Как рассчитать толщину утеплителя, не выполняя сложных вычислений? Подобный расчет можно провести на многих строительных сайтах, достаточно набрать в строке запроса «калькулятор расчета толщины утепления».

Для расчета потребуются данные:

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

Расчет будет выполнен в считаные секунды.

Итоги

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

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

Подготовительные работы

Прежде чем приступать к утеплению стен снаружи дома своими руками, основание, на которое будет накладываться теплоизоляционный материал, нужно подготовить, чтобы вся конструкция получилась надежной, эффективной и долговечной.

Если утепление производится не в процессе строительства дома, старая отделка стены снаружи должна быть очищена, кроме тех случаев, когда монтируется вентилируемый фасад. Декоративный материал, укрепляющий слой штукатурки и все остальное полностью удаляется вплоть до основания – в итоге должна остаться чистая кирпичная, деревянная или пенобетонная стена дома.

Следующие этапы первичной подготовки поверхностей таковы:

  • Поверхность фасада или цоколя выравнивается. Если перепады высот незначительны, можно просто покрыть фасад двумя слоями прочной грунтовки с глубоким проникновением. Если неровности превышают 20 мм, придется выравнивать поверхность цементным раствором, который затем также нужно загрунтовать, чтобы защитить его от разрушения. При сооружении вентилируемого фасада стену можно ровнять при помощи кронштейнов.
  • Монтируется система маяков. Она нужна для того, чтобы уложить утеплитель ровным слоем. Благодаря этому теплоизоляционный слой не будет мешать нанесению штукатурки и монтажу декоративного покрытия. Маяки устанавливаются по отвесам и проверяются уровнем. Их верхняя плоскость станет границей утеплительного слоя снаружи стен. Делаются маяки из деревянных реек или алюминиевого профиля и закрепляются на основании с помощью длинных саморезов или анкеров.

После того, как подготовка будет завершена, можно будет приступать к укладке утеплителя своими руками.