Определяем необходимую толщину утеплителя

Определяем необходимую толщину утеплителя

Правильный расчет теплоизоляции повысит комфортность дома и уменьшит затраты на обогрев. При строительстве не обойтись без утеплителя, толщина которого определяется климатическими условиями региона и применяемыми материалами. Для утепления используют пенопласт, пеноплекс, минеральную вату или эковату, а также штукатурку и другие отделочные материалы.

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.

Расчет толщины утеплителя для стен

Для расчета искомого показателя потребуется учет термического сопротивления или теплопроводности стен изолируемых зданий в виде суммы соответствующих параметров всех без исключения слоев конструкции, включая несущие. На основании этого толщина теплоизоляции зависит от особенностей материала, из которого изготовлены ее стены. Для кирпичных и бетонных сооружений потребуется больше утеплителя, а для деревянных и пеноблочных построек – несколько меньше.

Рассчитать точное значение этого показателя удается только при условии знания климата в месте строительства, теплопроводности материала и особенностей несущих конструкций. Чем они тоньше, тем больше выбирается толщина утеплителя.

Стены из кирпича

Расчетную процедуру для кирпича и других материалов проще всего реализовать с помощью онлайн калькуляторов, в больших количествах представленных на страничках Интернета. При расчётах, проводимых для кирпичных зданий, в предлагаемую форму подставляется значение теплопроводности материала (0,6-0,95 Ватт/метр К). В соседней графе указывается регион расположения утепляемого здания. Многие расчетные сервисы включают в состав контролируемых параметров плотность, для кирпичных материалов составляющую 1550-1900 кг/метр кубический.

На основе пенных блоков

Аналогичные расчёты проводятся для строений, возводимых на основе облегченных пенных блоков, широко используемых в частном и промышленном строительстве. Для получения нужного показателя берется тот же калькулятор, в графы которого заносятся соответствующие параметры. В этом случае их значения будут представлены следующими цифрами:

• теплопроводность – 0,14-0,38 Ватт/м К;
• плотность – 400-1200 кг/метр кубический.

После занесения этих цифр в соответствующие окна и указания района удается получить требуемое значение для утеплителя по пеноблокам.

Каркасный дом

Для каркасного дома идеальным утеплителем считается минеральная (базальтовая) вата. При его использовании расчет толщины защитного слоя сводится к подстановке в графу калькулятора значения теплопроводности распространенных сортов древесины (0,14-0,17 Ватт/м К) и цифры, соответствующей ее плотности. Допустимые значения последней – 450-600 кг/метр кубический. После указания района, где возводится дом, находится требуемый результат.

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.

Определение толщины стены и утеплителя

Профессиональные строители определяют параметр толщины стенового ограждения на основании данных о климатической зоне, максимальной температуре в холодное время года и в зависимости от назначения сооружения.

Не вдаваясь в сложные расчеты, для большинства случаев оптимальная толщина утеплителя стандартного каркасного дома составляет 150 мм – это удовлетворяет климатическим условиям средней полосы в условиях России. При более суровой зиме потребуется побеспокоиться об увеличении слоя, этого можно достичь за счет создания дополнительного каркаса и укладки теплоизоляции.

Таким образом, суммарная толщина стены каркасного строения доводится до 200-250 мм. Кроме этого, допускается наружное оформление с помощью пластикового сайдинга, вагонки из разных пород дерева, рваного или искусственного камня, декоративного кирпича и тому подобных материалов.

На что еще потребуется обратить внимание: выбор оптимальной, не тонкой и не слишком толстой, ОСБ панели.

Считается, что обшивка такими ДСП, толщиной в 14 мм, способствует не только теплозащите, но и приданию каркасу дополнительной жесткости и устойчивости к внешним воздействиям.

Толщина утеплителя для стен

При утеплении стен важно не ошибиться в выборе толщины и вида утеплителя. Часто жильцы хотят сэкономить там, где экономить нельзя – на толщине утепления стен. Цена утепления от этого выигрывает не сильно, ведь работа и отделка дороже. Но последующие за этим потери гораздо более значительные.

Экономить на толщине утеплителя – невыгодно. В СНИП приведены значения минимального сопротивления ограждающих конструкций (стен) которые были рассчитаны из экономической целесообразности.

Т.е. применять слой утепления тоньше, чем требует норматив не выгодно. Это влечет перерасход средств на отопление. А если не топить, то будет ущерб комфорту. В общем, сопротивление теплопередаче стен должно быть в соответствии с нормативом или больше.
А какая для этого потребуется толщина утепления стен?

Требования нормативов

На фото приведены требования СНИП по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций. Можно заметить, что для стен требования более низкие по сравнению с потолками, крышей и полами. Это говорит о распределении тепла в доме, и доле утечек через те или иные конструкции.

Основной вопрос возникает по нахождению градусо-суток отопительного периода. Можно сказать, что для климатической зоны Москвы это значение составляет примерно 5000 С х сут.

Поэтому требования для средней полосы (умеренный климат) примерно принимаются в соответствии от 4000 до 6000 С х сут. А точно количество градусо-суток можно вычислить в соответствии со СНиП для каждой области или города.

Т.е. для климатической зоны под условным название «Москва», где среднегодовая температура примерно +4 град. С, требуемое сопротивление теплопередаче стен принимается примерно 3,2 м2С/Вт.

Как рассчитывается толщина утеплителя

Сопротивление теплопередаче утепленной стены складывается из сопротивления собственно стены и сопротивления слоя утеплителя.

Сопротивление теплопередаче стены можно найти зная ее толщину и материал из которого она сделана. Необходимо поделить толщину стены на коэффициент теплового сопротивления материала.

Для примера рассчитаем стену из кирпича толщиной 36 см. Тогда сопротивление теплопередаче стены составит — 0,36 м / 0,7 Вт/мС = 0,5 м2С/Вт.

Теперь найдем сколько теплового сопротивления нужно добавить этой стене, что бы достигнуть требований норматива.

Отнимем от нормативных требований полученное значение. Для примера принимаем, что стена находится в климате Москвы. Тогда 3,2 – 0,5=2,7 м2С/Вт.

Следовательно, у слоя утепления минимальное сопротивление теплопередаче должно быть 2,7 м2С/Вт.

Найдем минимальную толщину пенопласта для утепления этой стены. Умножим коэффициент его теплопроводности на требуемое сопротивление теплопередаче. 0,037х2,7=0,1 м.

Найдем минимальную толщину минеральной ваты – 0,045х2,7=0,12 м.

Но нужно учитывать, что это минимальные значения, исходя из экономической целесообразности. Больше можно (но любой слой проверяется по паропроницаемости (ниже)), меньше делать нельзя. Т.е. если бы строительство вела организация, то нарушения гос. норматива повлекло бы ответственность…

Что подходит для стен

Приведены результаты расчетов для различных климатических зон.

Показаны градусо-сутки отопительного периода (С х сут.) и минимальная толщина утеплителя (м).

Какая толщина утеплителя для кирпичной стены 0,36 м

Пенопласт
2000 – 0,06
4000 – 0,09
6000 – 0,11
8000 – 0,14
1000 – 0,16
12000 – 0,19

Минеральная вата
2000 – 0,07
4000 – 0,1
6000 – 0,14
8000 – 0,17
1000 – 0,2
12000 – 0,23

Какая толщина утеплителя для железобетонной стены 0,30 м. Нужно учесть, что собственное сопротивление теплопередаче такой стены составляет около 0,14 м2С/Вт

Пенопласт
2000 – 0,07
4000 – 0,1
6000 – 0,12
8000 – 0,15
1000 – 0,18
12000 – 0,2

Минеральная вата
2000 – 0,09
4000 – 0,12
6000 – 0,15
8000 – 0,18
1000 – 0,22
12000 – 0,25

Проверка по паропроницаемости слоев

Вопрос толщины утепления стен тесно увязан с паропроницаемостью слоев в единой конструкции.

На ограждающей конструкции дома (стены, потолок полы) всегда будет перепад температуры. Внутри конструкции будет находиться точка росы. В тоже время через стены, потолок, крышу, полы будет проходить водяной пар, и когда на улице холодно, то направление его движения будет из помещения наружу.

Если пар не встретит препятствий на своем пути на улицу, то его накопления внутри стены не произойдет. А если на пути пара образуется повышенное сопротивление его движению, то конструкция намокнет от сконденсировавшейся воды. В однослойной стене повышенного сопротивления движению пара не бывает. Но когда появляется слой утепления, то на паропроницаемость слоев необходимо обращать пристальное внимание.

Нужно что бы выполнялось правило – наружный слой должен быть более паропрозрачный. А так как мы утепляем снаружи, то следовательно, слой утеплителя, должен быть более проницаемый для пара чем сама стена.

Иногда пользуются приемом разделения слоев пароизолятором. Но при этом пароизоляция должна быть абсолютной, что бы полностью прекратилось движение пара сквозь конструкцию. Тогда на пар находящийся в стене действие парциального давления прекращается и его накопление в конструкции не происходит.

Паропроницаемость слоя можно определить разделив толщину слоя на коэффициент паропроницаемости материала.
Например, для кирпичной стены толщиной 36 сантиметров — 0,36/0,11=3,27 м2 • ч • Па/мг.
Слой пенопласта толщиной 12 сантиметров будет сопротивляться движению пара – 0,12/0,05=2,4 м2 • ч • Па/мг.

Условие паропрозрачности слоев выполняется – 2,40 меньше 3,27.
Следовательно, кирпичную стену толщиной в 36 см можно утеплять слоем пенопласта толщиной 12 сантиметров.

Определенная расчетом толщина утепления стен должна соблюдаться и при строительстве. Нужно помнить, что найти толщину утепления стен не сложно, важно соблюсти теорию на практике.

Рекомендации и требования к внешнему утеплению стен

Помимо теплопроводности, изолирующие материалы, выбираемые для утепления стен снаружи, должны отвечать таким требованиям:

• соответствие экологическим нормам. Сюда относится наличие выделяемых в воздух вредных веществ (формальдегидные смолы и другое), возможность утилизации остатков без вреда для окружающей среды, особенности производства;
• пожарная безопасность;
• приемлемая паропроницаемость, низкая способность накапливать влагу, малое изменение свойств при изменении влажности;
• стойкость к влиянию внешних факторов (резкие перепады температур, ультрафиолетовое излучение, атмосферная влага);
• простота и удобство монтажа;
• долговечность;
• приемлемая стоимость.

При этом следует отметить: большая часть теплоизолирующих материалов не отвечает всем пунктам требований, только их части.

Рекламируя свою продукцию, производители утеплителя для стен снаружи и внутри сообщают не всю информацию, подают данные так, чтобы покупатель не разобрался в указанных характеристиках или – при недобросовестном подходе – намеренно сообщают неправильные данные. Поэтому покупка изолирующих материалов у непроверенных производителей – риск получить не подходящие для решения задачи утеплители.

При термоизоляции жилья, построенного из оцилиндрованного бревна или бруса, требования к изолирующим материалам немного отличаются. Это связано с особенностями строительства – горизонтальное расположение бревен или бруса требует межвенцового уплотнителя, а не только изоляции по всей площади стены.

• Материал должен сочетаться с древесиной, оптимален выбор натуральных утеплителей для стен дома снаружи (джут, пакля) или специализированных герметиков.
• Оптимален вентилируемый теплоизолирующй слой.
• Пожарная безопасность утеплителя выбирается в соответствии с характеристиками стенового материала: если брус (бревно) не прошли антипириновой обработки, стоит внимательнее отнестись к выбору изолирующего слоя. Желательно, чтобы он не имел способности к возгоранию или затруднял распространение огня.
• Учитывая экологичность деревянных построек, утеплитель для деревянных стен снаружи также должен соответствовать нормам экологии.

Как правильно выбрать утеплитель?

При выборе утеплителя нужно обращать внимание на: ценовую доступность, сферу применения, мнение экспертов и технические характеристики, являющиеся самым важным критерием.

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам:

• Теплопроводность.

Теплопроводность подразумевает под собой способность материала передавать теплоту. Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности, на основе которого принимают необходимую толщину утеплителя. Теплоизоляционный материал с низким коэффициентом теплопроводности является лучшим выбором.

Также теплопроводность тесно связана с понятиями плотности и толщины утеплителя, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на эти факторы. Теплопроводность одного и того же материала может изменяться в зависимости от плотности.

Под плотностью понимают массу одного кубического метра теплоизоляционного материала. По плотности материалы подразделяются на: особо лёгкие, лёгкие, средние, плотные (жёсткие). К легким относятся пористые материалы, подходящие для утепления стен, перегородок, перекрытий. Плотные утеплители лучше подходят для утепления снаружи.

Чем меньше плотность утеплителя, тем меньше вес, а теплопроводность выше. Это является показателем качества утепления. А небольшой вес способствует удобству монтажа и укладки. В ходе опытных исследований установлено, что утеплитель, имеющий плотность от 8 до 35 кг/м³ лучше всего удерживает тепло и подходят для утепления вертикальных конструкций внутри помещений.

А как зависит теплопроводность от толщины? Существует ошибочное мнение, что утеплитель большой толщины будет лучше удерживать тепло внутри помещения. Это приводит к неоправданным расходам. Слишком большая толщина утеплителя может привести к нарушению естественной вентиляции и в помещении будет слишком душно.

А недостаточная толщина утеплителя приводит к тому, что холод будет проникать через толщу стены и на плоскости стены образуется конденсат, стена будет неотвратимо отсыревать, появится плесень и грибок.

В случае игнорирования расчета может появиться ряд проблем, решение которых потребует больших дополнительных затрат!

Возможные проблемы, связанные с выбором неправильной толщины утеплителя

Продумывая, но не производя расчет толщины утеплителя фасадной части помещений, многие хозяева действуют по принципу: больше-лучше. Некоторые из них угадывают с толщиной слоя и вряд ли столкнуться с проблемами в дальнейшем. Однако возможны два варианта, когда она была выбрана неверно:

• Слой слишком большой
• Слой слишком маленький

Слой теплоизоляции слишком большой

Один из самых распространенных принципов «больше-лучше» неверен. Увеличение толщины, как правило, не приносит никакой экономической выгоды. Часть вложенных денежных средств в материалы будут потрачены напрасно.

Для каждого теплоизоляционного материала можно выделить оптимальный слой, который практически не пропускает воздушные потоки. Достигнув его, стены перестают дышать. Возможно образование конденсата, который будет разрушать строительные материалы. При этом внутренняя обстановка внутри помещения не изменится.

Слой теплоизоляции слишком маленький

Точка росы – понятие, с которым должен быть знаком каждый, кто начинает строительные работы. Она показывает, в каком именно месте начнется выделение конденсата межу двумя пространствами с различными температурами: внутренним и наружном.

Если толщина утеплителя будет меньше оптимальной, точка росы расположится внутри стены. Образование в ней влаги начнет вызывать внутренние разрушения, появление грибков и плесени. Если фасад оформлен и не моет быть дополнительно утеплен, потребуются дополнительные вложения на специальное осушительное оборудование. Последнее повлечет увеличение трат на электроэнергию и т. д.

Произвести расчет толщины утеплителя, ознакомившись с различными инструкциями и документами, способен каждый. Пренебрегать этим этапом нельзя, а по возможности следует проконсультироваться и даже попросить непосредственной помощи у специалиста. Затраченные время и средства незаметно, но очень быстро окупятся.

Производить расчет утеплителя рекомендуется в ситуациях, когда еще не были закуплены рабочие материалы. Сравнив различные их разновидности, можно выбрать самые подходящие варианты.