Drevmaster18.ru

ДревМастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

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.

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 = (tВtОТ) х zОТ.

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

Значение параметров tОТи zОТ 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,

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

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

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

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

ГСОП18 = (18 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 4988.

ГСОП22 = (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.

Как рассчитывается необходимая толщина?

Сначала нужно определиться с материалами, которые вы выбрали для отделочных работ. Здесь важна и схема отделки — как экстерьера, так и интерьера. От нее зависит окончательная толщина стен строения.

Расчет теплосопротивления (Rпр.) проводится по формуле, которая потребует от вас знания материала стены и его толщины:

Rпр. = (1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н))

Тут R1, R2, R3 означают тепловое сопротивление слоя, а α(в) и α(н) являются коэффициентами теплоотдачи поверхностей стен (внутренней — в, наружной — н).

Затем необходимо заняться расчетом минимального значения теплосопротивления (Rмин.) для той климатической зоны, в которой располагается дом:

Δ — толщина слоя материала (измеряется в метрах), а λ — его теплопроводность (Вт/м*К). Последнее значение должно быть проставлено на упаковке, также его можно найти в таблице коэффициентов теплопроводности материалов.

Чем выше значение, тем холоднее материал. Самый высокий коэффициент у мрамора и металла, самый низкий у воздуха, поэтому пористые материалы являются отличными теплоизоляторами: пенопласт толщиной в 40 мм имеет такую же теплопроводность, как метровая кирпичная кладка.

Теперь необходимо сравнить Rмин. с Rпр. и найти разность — ΔR. Когда первое значение равняется второму, или же меньше его, то в утеплении стен необходимости нет. В случае если Rмин. больше, то нужно снова найти разность: ΔR = Rмин.- Rпр.

Подбирается толщина теплоизоляционного материала, исходя из величины ΔR. Необходимо учесть и остальные его характеристики: класс горючести и плотность, коэффициенты водопоглощения и теплопроводности.

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.
Читать еще:  Утепление стен снаружи минватой под сайдинг

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.

Для чего необходим расчет толщины утеплителя

Зимой поддерживать в доме комфортную температуру воздуха очень важно. Каждый материал, из которого может возводиться жилая постройка, обладает своими теплопроводностью и теплосопротивлением. Таким образом, у древесины, кирпича и пеноблока они будут различаться.

Теплопроводностью называют способность используемого материала передавать тепловую энергию. Для точного вычисления этого показателя проводятся лабораторные исследования. Полученные результаты указываются на упаковке материала. Соответственно, теплосопротивление становится величиной, которая обратна уже названной теплопроводности. Если материал обладает низким сопротивлением, это значит, что он хорошо проводит тепло и нуждается в дополнительной теплоизоляции.

Потребность в проведении теплоизоляционных процедур увеличивается, если во время строительных работ были допущены какие-либо ошибки. Тогда возникают мостики холода, через которые тепло покидает внутренние помещения. Есть также угроза возникновения в проблемных местах конденсата, который приводит к скапливанию влаги и развитию плесени.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

1. Сначала необходимо определить показатель теплопроводности материала, который использовался для возведения дома. Также придется учесть особенности наружной отделки. Если последняя проведена качественно, столь же хорошее утепление может уже не потребоваться.

2. Выполняется расчет теплосопротивления конструкции (Rпр.). Определить этот параметр можно, используя специальную формулу. Но важно знать также, из какого материала возведена стена и какую толщину она имеет. Сама же формула выглядит следующим образом:

Здесь под R понимают сопротивление каждого входящего в конструкцию слоя. Параметр α(в) выступает в роли коэффициента теплопередачи, который характерен для внутренней стороны стен. Соответственно, α(н) – уровень теплоотдачи стены с наружной стороны.

3. В зависимости от конкретной климатической зоны определяется минимальное теплосопротивление (Rмин.). Для этого берется формула Rмин.=δ/λ. В качестве δ понимается толщина использованного материала, выраженная в метрах. Соответственно, λ – показатель теплопроводности материала, который указывается на таре для материала. Хотя есть также таблицы, в которых представлены эти параметры.

С увеличением теплопроводности понижается уровень теплоизоляции, то есть материал становится холоднее. Самой высокой теплопроводностью отличается мрамор. Зато для воздуха этот показатель ниже всего. Соответственно, качественной теплоизоляцией отличаются материалы, содержащие в структуре воздушные поры. Именно по этой причине лист пенопласта толщиной 4 см обеспечивает такое же утепление, как кирпичная кладка толщиной 100 см.

4. Проводится сравнение между Rмин. и ранее определенным Rпр. В итоге определяется разность ΔR, по которой судят, необходимо ли стенам утепление. К такому выводу приходят, когда Rмин. оказывается больше, чем Rпр. В противном случае утепление не требуется. Чтобы провести теплоизоляцию, необходимо знать разницу между показателями, если Rпр. меньше, чем Rмин.

5. Используя разницу ΔR, выбирают оптимальную толщину теплоизоляционного материала. При выборе необходимо учитывать и другие показатели материала. Важнейшее значение имеют теплопроводность, плотность, горючесть, водопоглощение.

Как рассчитать утепление самостоятельно

Теперь стоит рассмотреть конкретный пример расчета необходимой толщины утеплителя. В качестве материала для возведения стен возьмем пенобетон, плотность которого составляет 0,3 м. Для пенобетона теплопроводность равна 0,29. Тогда Rмин. будет равен 0,3/0,29=1,03. Также потребуется знать, какой показатель R должен присутствовать в конкретной климатической зоне. Сравнив полученные числа, можно определить, необходима ли теплоизоляция.

Но помимо самого пенобетона также в конструкции стены могут присутствовать другие слои – облицовочный кирпич, штукатурка и прочее. В таком случае потребуется сложить коэффициенты теплосопротивления, характерные для каждого из слоев. При этом согласно СНиП, внутри жилого помещения температура должна находиться на уровень не меньше +22°С. Причем, речь идет о средней температуре в течение всего года. То есть придется учитывать и те периоды, когда температура воздуха на улице составляет не больше +8°С.

После определения теплосопротивления следует вычислить, какую толщину должен иметь теплоизоляционный материал. Обычно теплоизоляция состоит из нескольких слоев, каждый из которых обладает своим показателем. Поэтому для определения суммарного теплосопротивления «пирога» необходимо сложить все показатели R. Не следует забывать, что R=δS/λS. То есть для его определения толщина материала делится на уровень теплопроводности.

Как рассчитать утепление стен из пеноблока

В качестве примера возьмем пеноблок D600, из которого возведена стена в 30 см. Для создания теплоизоляционного слоя используется базальтовая вата, плотность которой составляет 80-125 кг/м3. Дополнительно используется пустотелый кирпич для отделки. Толщина слоя – 12 см, плотность материала – 1000 кг/м3.

Чтобы выяснить коэффициент теплопроводности каждого из материалов, необходимо посмотреть на указанные в сертификатах значения. У бетона этот параметр равен 0,26 Вт/м*0С, у теплоизолятора – 0,045, у кирпичей – 0,52. Теперь можно без труда вычислить R, используя формулу R=δS/λS. В результате получится, что R пенобетона составляет 1,15, кирпича – 0,23. Чтобы вычислить теплосопротивление утеплителя, нужно из показателя Rтр вычесть определенные ранее Rг и Rк.

Читать еще:  Как правильно вставить пластиковое окно

Когда работы выполняются в регионе, где для расчета Rрт используется показатель +22°С, его величина будет составлять 3,45. Соответственно, RУ=3,45-1,15-0,23. Таким образом, утеплитель должен иметь теплосопротивление 2,07. Зная этот параметр, можно рассчитывать толщину утеплителя δS=RУ*λSУ, которая окажется 0,09 м. В результате удалось определить, что для получения достойного утепления достаточно использовать плиту минеральной ваты толщиной 9 см. Но обычно берется плита в 10 см, поскольку это значение – фиксированное.

Как рассчитать толщину утепления мансарды

Особой специфики в определении такого параметра не наблюдается. Здесь проводятся те же действия, что в случае вычисления толщины теплоизоляционного материала для обустройства стен. Лучше всего, если теплоизоляция мансарды будет проводиться материалом, теплопроводность которого равна 0,04. В случае чердака не имеет принципиального значения, какой толщиной будет обладать теплоизоляционный слой. Чаще всего теплоизоляцию проводят плитными или листовыми материалами, хотя и утеплитель в виде рулонов тоже используется. Перед применением рулон достаточно только раскатать на ровной поверхности и дать ему выпрямиться.

Тем не менее, большинство профессиональных строителей рекомендует использовать более толстый утеплитель, чем рассчитывается по проекту. Если владелец хочет получить надежное утепление мансарды, ему лучше взять утеплитель толщиной примерно на 50% больше, чем расчетная. При применении сыпучих материалов также нужно учитывать, что периодически потребуется проводить разрыхление, чтобы отдельные гранулы не слипались друг с другом.

Толщина утеплителя в каркасном доме

Обычно теплоизоляцию каркасного дома проводят такими материалами, как каменная вата, керамзит, эковата. Ничего сложного в расчете толщины теплоизоляционного слоя для каркасного дома нет. Дело в том, что изначально постройки каркасного типа предполагают наличие утеплителя. Для средней полосы теплосопротивление стен находится на уровне 3,20. Для определения теплопроводности материала необходимо посмотреть на показатели, представленные в сертификате. Так, у минваты этот параметр составляет 0,045. Тогда для определения толщины утеплителя нужно разделит теплосопротивление на теплопроводность. В результате получится 0,14 м.

Сложность состоит в том, что минеральная вата выпускается в плитах, толщина которых не превышает 10 см. Поэтому лучше всего взять плиты с различающейся толщиной. Сначала укладывается слой минваты в 10 см, а на него – в 5 см.

Как рассчитать толщину утепления пола

Чтобы правильно вычислить толщину утепления, нужно сначала учесть, как глубоко заложен пол по сравнению с уровнем земли. Также важно, какой температурой обладает грунт зимой. Эти показатели берутся из специальной таблицы. Отталкиваясь от того, какую температуру воздуха в помещении нужно получить, вычисляют теплосопротивление, суммируя показатели каждого из слоев, которые образуют пол. В результате получится уровень теплосопротивления пола в целом без учета утеплителя.

Остается вычесть полученный выше показатель из нормативного теплосопротивления. Остаток перемножается с коэффициентом теплопроводности того материала, который будет использоваться для теплоизоляции. Полученное значение – это и есть необходимая толщина утеплителя.

К вычислению толщины утеплителя необходимо очень внимательно подходить. От того, насколько качественно удастся определить этот параметр, зависит комфорт проживания и сохранность самой постройки.

Популярные способы утепления стен

Утеплить поверхности сегодня можно самыми различными способами. Все они могут делиться на подтипы по двум критериям:

  • Выбранному утеплителю
  • Способу проведения монтажных работ

Набирает большую популярность метод под названием моностена. Она представляет собой перегородку исключительно из одного материала – древесины или кирпича. Толщина свыше 40 см позволяет забыть о дополнительном утеплении.

Второй тип – многослойный пирог. В этом случае утеплитель располагают внутри стены между наружной и внутренней панелью. Если теплоизоляция предусматривается на этапе возведения перегородок – проблем не возникнет.

Когда утеплитель нужно поместить в уже выстроенные стены, содержащие полости – работу доверяют исключительно специалистам. Так как операция проводится «в слепую», у них должно быть в распоряжении специальное оборудование (эндоскопическая камера или телевизор), позволяющее наблюдать за всем происходящим.

Третий вариант – нанесение утеплителя снаружи на поверхность стен с последующим его сокрытием. Декорирование может быть любым: оштукатуривание, плитка, сайдинг и т. п. В этом случае особое внимание уделяется парорегуляции, гидроизоляции и ветровой защите.

Расчет толщины утеплителя

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

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

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

Расчет толщины утепления в одно действие

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

Читать еще:  Плиты перекрытия как правильно класть

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

Сопротивлением теплопередаче собственно ж/б стены пренебрегаем как несущественным.

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

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

Определение толщины утеплителя с учетом конструкций

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

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

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

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

Проверка выбора утепления по паропроницаемости

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

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

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

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

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

Уточняющие расчеты при выборе утепления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

? утепл. = 0.072+ 0,072х0,1= 0,079 м.

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

Данные СНиП о сопротивлении теплопередаче ограждающих конструкций

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

Внимание, что бы узнать приблизительное значение:

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

Значение паропроницаемости для различных строительных материалов

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector