Определяем толщину утеплителя для наружной стены. Подбираем толщину утеплителя

Деревянные дома, наверняка, никогда не потеряют своей актуальности и не уйдут с пика популярности. Теплая, приятная, полезная для здоровья человека структура качественной древесины не идет ни в какое сравнение ни с камнем, ни со строительными растворами, ни тем более, с какими бы то ни было полимерами. Тем не менее термоизоляционных качеств дерева, хотя и достаточно высоких, все же бывает недостаточно, чтобы обеспечить в доме максимально комфортабельный микроклимат, и приходится прибегать к дополнительному утеплению стен.

Утепление деревянных стен – дело весьма деликатное, так как необходимо обеспечить достаточность слоя термоизоляции, но при этом не допустить чрезмерности. Кроме того, многое зависит и от типа внешней и внутренней отделки стен, если она предусматривается. Одним словом, без проведения теплотехнических вычислений – не обойтись. А в этом вопросе добрую службу должен сослужить калькулятор расчета утепления стен деревянного дома.

Правильная теплоизоляция для стен квартиры или дома заключается не только в выборе определенного типа теплоизоляционного материала, но и в расчете его толщины.

Недостаточное утепление отразится не только на температуре в помещении, но и вызовет перенос точки росы на внутреннюю поверхность стены. Появившийся конденсат повлечет за собой повышение влажности, плесень и гниль на стенах.

С другой стороны, избыточная теплоизоляция, хоть и избавляет от этих проблем, но экономически не выгодна. Даже существенное превышение толщины слоя утепления над расчетным, принесет лишь незначительное увеличение показателя теплозащиты всего строения.

Расчет толщины теплоизоляции

В строительстве существует такое понятие как теплосопротивление – это показатель определяющий способность материала или конструкции сопротивляться переносу тепла из помещения во внешнюю среду.

Коэффициент тепдлосопротивления это постоянная величина, выведенная эмпирическим способом исходя из климатических особенностей региона. Для каждого региона России она индивидуальна. Данные регламентируются СНИП 23-01-99 «Строительная климатология». В таблице приведены некоторые показатели по регионам:

Теплосопротивление стены состоит из сопротивления передаче тепла всех слоев однородных материалов, сюда входят и несущие конструкции и утеплитель.

Толщина утеплителя будет рассчитываться по формуле:

• R reg =δ/k, где
• R reg – теплосопротивление в среднем по региону;
• δ – толщина слоя утеплителя;
• k – коэффициент теплопроводности термоизоляции Вт/м 2 ׺С.

Расчет теплоизоляции стены должен принимать во внимание толщину и материал несущих внешних стен, к которым он будет крепиться.

Данные по коэффициенту теплопроводности некоторых строительных материалов и наиболее распространенных типов современных утеплителей приведены в таблице.

Рассчитаем минимально необходимую толщину наиболее популярного утеплителя пенополистирола для Якутска – R reg =4,9м 2 ׺С/Вт. Если дом построен из силикатного кирпича в два ряда.

Определяем реальное теплосопротивление стены при толщине в два кирпича δ кирпича =0,51 м, k=0,81 Вт/м 2 ׺С, подставляем в формулу.

R кирпича = δ/k = 0,51/0,81 = 0,62 м 2 ׺С/Вт

Рассчитанное значение отнимаем от константы по региону Якутск. Будет получена величина, которую должен перекрыть пенополистирол.

R = R reg - R кирпича = 4.9 – 0.62 = 4.34 м 2 ׺С/Вт Это искомый показатель который нуждается в перекрытии.

δ = R пенопласт × k = 4,34×0,035 = 0,1519 (м),

Из расчетов ясно, что для дома, построенного в Якутии, из двойного силикатного кирпича необходим слой пенополистироловой теплоизоляции толщиной в 152 мм. Учитывая толщину воздушных прослоек внутри стены (между простенками), принимаем рабочую толщину пенополистирола 150 мм.

Утеплители для стен применяемые внутри помещения

Основные требования, кроме низкой теплопроводности, которые предъявляют к термоизоляционным материалам, используемым внутри помещения:

• небольшая толщина изоляционной конструкции, для экономии полезной площади;
• экологическая чистота – материал не должен выделять никаких вредных веществ.

Таким параметрам отвечает несколько типов утеплителей, каждый из которых имеет свои особенности технологии монтажа.

Фольгированные утеплители

Из всей номенклатуры фольгированных материалов, для утепления стен изнутри больше всего подходит термоизоляция на основании вспененного полиэтилена.

Производители выпускают множество марок: Фольгоизол, Алюфом, Экофол, Армафлекс, Джермафлекс, Пенофол, Изолон, Изофлекс. Термоизоляция помещения происходит по двойному принципу. Инфракрасное излучение отражается алюминиевым слоем обратно в помещение, а вспененный полиэтилен толщиной от 2 до 10 мм не дает проникнуть холоду.

Монтаж производится отражающей стороной внутрь помещения. Стыки полотнищ проклеиваются алюминиевым скотчем. Главная особенность устройства такой изоляции – это наличие зазора в 10-20 мм между фольгой и внутренней стороной отделочных декоративных материалов.

Через некоторое время после монтажа тонкого фольгированного вспененного полиэтилена на стену он может провиснуть и потерять часть эффективности. Для того чтобы это предотвратить производится монтаж на клей по все площади поверхности (на бетонные или кирпичные основы), более частое крепление теплоизоляции к деревянной стене скобами из строительного степлера или использование армированного материала.

Одним из современных материалов, которые можно использовать для утепления стен еще на стадии строительства является эковата. Это экологически чистый материал, который на 80% состоит из волокон целлюлозы с активными добавками:

• Буры – предотвращающей горение;
• Борной кислоты – обеспечивающей защиту от грибков, гнили, грызунов и насекомых.

Монтаж эковаты производится с помощью специальных аппаратов напылителей в межстенное пространство. Более подробно процесс напыления можно увидеть здесь:

Теплоизоляция, применяемая с внешней стороны стены

Материалам данного типа предъявляют дополнительные требования, связанные с устойчивостью к негативным влиянием внешней среды:

• Низкое влагопоглощение;
• Морозостойкость – способность выдержать многократные циклы замораживания оттаивания без разрушения;
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению;
• Прочность.

Пенополистирол

Является наиболее распространенным материалом для утепления фасадов. Однако его монтаж довольно трудоемкое занятие. Кроме того при расчете утепления пенополистиролом необходимо добавить стоимость дополнительных материалов и выполнение работ по промежуточной укрепляющей и финишной декоративной отделке фасада.

1. Кирпичная стена;
2. Специальный монтажный клей для утеплителя;
3. Пенополистирол;
4. Специальные пластиковые дюбели «зонтик»;
5. Монтажная сетка из стекловолокна;
6. Клей ля сетки;
7. Грунтовка, повышающая адгезию штукатурки;
8. Декоративная штукатурка.

Жидкая термоизоляция для стен – новый и прогрессивный теплоизоляционный материал, пока еще не слишком распространенный, но стремительно набирающий популярность.

Она состоит из керамических и силиконовых пористых микросфер на основе полимерного акрилового клеящего состава. Основным преимуществом этого материала является универсальность его применения, он может наноситься на любую стену: бетон кирпич, дерево.

Нанесение легко производится своими руками, кисточкой или при помощи обычного распылителя.

Подобрав необходимый теплоизоляционный материал и произведя расчет его толщины необходимо так же и соблюдать технологию монтажа. Иначе термоизоляционные свойства материала будут существенно снижены.

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.

Комфортное проживание в доме предусматривает создание условий для поддержания оптимальной температуры воздуха особенно зимой. В строительстве дома очень важно грамотно подобрать утеплитель и рассчитать его толщину. Любой строительный материал будь то кирпич, бетон или пеноблок имеет свою теплопроводность и теплосопротивление. Под теплопроводностью понимают способность стройматериала проводить тепло. Определяется данная величина в лабораторных условиях, а полученные данные приводятся производителем на упаковке либо в специальных таблицах. Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. Тот материал, который отлично проводит тепло, соответственно, имеет низкое сопротивление теплу.

Для строительства и утепления дома выбирают материал, имеющий низкую теплопроводность и высокое сопротивление. Чтобы определить теплосопротивление стройматериала, достаточно знать его толщину и коэффициент теплопроводности.

Расчет толщины утеплителя 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 получает 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, в результате станет известно сопротивление теплу, которым должен обладать утеплитель.

Если стены состоят из нескольких материалов, следует просуммировать их показатели теплосопротивления.

Толщина утеплителя стен рассчитывается с учетом сопротивления теплопередаче используемого материала (R). Для нахождения этого параметра следует применить нормы «Тепловой защиты зданий» СП50.13330.2012. Величина ГОСП (градусосутки отопительного периода) вычисляется по формуле:

При этом t B отражает температуру внутри помещения. Согласно установленным нормам она должна варьировать в пределах +20-22°С. Средняя температура воздуха – t от, число суток отопительного периода в календарном году – z от. Эти значения приведены в «Строительной климатологии» СНиП 23-01-99. Особое внимание следует уделить продолжительности и температуре воздуха в том периоде, когда среднесуточная t≤ 8 0 С.

После того как теплосопротивление будет определено следует узнать какой должна быть толщина утеплителя потолка, стен, пола, 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

Толщина утеплителя стен из газобетона и кирпича

К примеру, в возведении конструкции используется газобетон D600 толщиной 30 см, в роли теплоизоляции выступает базальтовая вата плотностью 80-125 кг/м 3 , в качестве отделочного слоя – кирпич пустотелый плотностью 1000 кг/м 3, толщиной 12 см. Коэффициенты теплопроводности приведенных выше материалов указываются в сертификатах, также их можно увидеть в СП50.13330.2012 в приложении С. Итак теплопроводность бетона составила 0,26 Вт/м* 0 С, утеплителя - 0,045 Вт/м* 0 С, кирпича - 0,52 Вт/м* 0 С. Определяем R для каждого из используемых материалов.

Зная толщину газобетона находим его теплосопротивление 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

R ТР = R Г + R У + R К,

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. 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.

Толщина утеплителя для кровли

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 высокоэффективные рулонные, матные или плитные теплоизоляции, для чердачных крыш – засыпные материалы.

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

Толщина утеплителя в каркасном доме

В роли теплоизоляции может выступать стекловата, каменная вата, эковата, сыпучие материалы. Расчет толщины утеплителя в каркасном доме более простой, потому как его конструкция предусматривает наличие самого утеплителя и наружной и внешней оббивки, как правило, выполненных из фанеры и практически не влияющих на степень термозащиты.

Например, внутренняя часть стены - фанера толщиной 6 мм, наружная – плита OSB толщиной 9 мм, в роли утеплителя выступает каменная вата. Строительство дома происходит в Москве.

Теплосопротивление стен дома в Москве и области в среднем должно составлять R=3,20 м 2 * 0 C/Вт. Теплопроводность утеплителя представлена в специальных таблицах либо в сертификате на товар. Для каменной 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 каменной ваты выпускаются толщиной 10 см и 5 см. В данном случае потребуется укладка минеральной ваты в два слоя.

Толщина утеплителя для пола по грунту

Прежде чем приступить к расчетам следует знать, на какой глубине располагается пол помещения относительно уровня земли. Также следует иметь представление о средней температуре грунта зимой на этой глубине. Данные можно взять из таблицы.

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, поделив толщину на коэффициент теплопроводности и суммировать полученные значения. Таким образом, мы узнаем теплосопротивление всех слоев пола, кроме утеплителя. Чтобы найти этот показатель, из нормативного теплосопротивления отнимем общее термическое сопротивление слоев пола за исключением коэффициента теплопроводности изоляционного материала. Толщина утеплителя для пола вычисляется путем умножения минимального теплосопротивления утеплителя на коэффициент теплопроводности выбранного изоляционного материала.

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.