Как произвести расчет утеплителя для тёплых и для холодных регионов. Расчет толщины утеплителя

Чтобы произвести расчет толщины утеплителя в доме, вам придётся учитывать много параметров, и большинство из них никак не будут относиться к самому материалу. Сюда включаются и стены дома и температура окружающей среды и влажность воздуха в вашем регионе или местности.

А в качестве дополнительной информации вы сможете посмотреть видео в этой статье.

Характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

Многие строительные фирмы предлагают услуги по расчёту термоизоляции, но у этого есть своя цена, которую вам придётся дополнительно покрывать, кроме работы и материала. Чтобы разобраться, как рассчитать толщину утеплителя, вам вовсе не обязательно получать специальное образование, для этого просто можно воспользоваться готовыми формулами, подставив в них необходимые значения.

К тому же, любой производитель утеплителя указывает в документах коэффициент теплопроводности материала.

Расчёт толщины теплоизоляции

• Чтобы рассчитать, какой толщиной должен быть утеплитель, нам нужно определить число R, которое означает необходимое теплосопротивление для каждого отдельно взятого региона или местности. Также мы обозначим толщину слоя буквой p (в метрах), а буквой k мы обозначим коэффициент теплопроводности. Значит, тепловое сопротивление или толщину слоя (пол, стена, потолок) мы будем рассчитывать по формуле R=p/k.

Примеры термоизоляционных расчетов

• Итак, как мы уже говорили, определение толщины утеплителя будет зависеть от климатических условий вашего региона или даже небольшой местности . Допустим, для южных регионов России мы возьмём необходимый коэффициент теплового сопротивления для потолка – 6 (м 2 *k/Вт), для пола – 4,6 (м 2 *k/Вт) и для стен – 3,5 (м 2 *k/Вт). Теперь, имея на руках региональные показатели, нам необходимо привести в соответствие с ними и толщину термоизоляции.
• На рисунке вверху вы видите стену в полтора кирпича, толщина которой имеет 0,38м, также нам известен коэффициент теплопроводности этого материала – 0,56. Значит R кирпичной стены =p/k=0,38/0,56=0,68. Но нам необходимо в общем достичь цифры 3,5 (м 2 *k/Вт), тогда R минеральной ваты =R общее -К кирпичной стены =3,5-0,68=2,85 (м 2 *k/Вт). А вот сейчас, зная основную формулу, определяем, какая нам нужна толщина утеплителя урса (минеральной ваты).
• Сейчас мы можем использовать калькулятор толщины утеплителя (очень много в интернете), но можем это сделать своими руками – так будет точнее: p минеральной ваты =R*k=2,85*0,07=0,1995. Значит, необходимая толщина такого термоизолятора будет составлять 199,5 мм, то есть – 200 мм. Но, опять же, вам нужно обращать внимание на коэффициент теплопроводности покупаемого материала.

• Точно таким же способом определяется и толщина пенопласта для утепления дома, так давайте попробуем рассчитать этот материал для потолка. Допустим, у нас перекрытие будет из железобетонной плиты, толщиной 200 мм, тогда R жби =p/k=0,2/2=0,1 (м 2 *k/Вт). Теперь p пенопласта =R потолка -R жби =6-0,1=5,9. Как видите, бетон практически не греет и потолок вам придётся утеплять шестью слоями 100 мм-ого пенопласта, что, в принципе, неприемлемо, но это расчёт в чистом виде, а ведь там, помимо ЖБИ ещё будет штукатурка, доски и тому подобное.
• По этим же формулам рассчитывается и толщина утеплителя для пола, хотя, в общем, утеплитель толщиной 30 мм в таких случаях оказывается достаточным (с учётом того, что пол деревянный). Эти же параметры действенны для лоджий и балконов, если вы хотите получить там микроклимат, сходный с комнатной температурой.

Совет. Рассчитывая толщину утеплителя, вам следует обратить внимание и на другие его свойства, такие как устойчивость к влаге или к активной химической среде.
Дело в том, что вам, возможно, придётся использовать паропроницаемые плёнки, ветробарьеры и/или гидроизоляцию, а эти материалы тоже способствуют утеплению зданий.

О популярных термоизоляторах

• производится в рулонах или в матах (см. фото вверху), при этом ширина рулонов может составлять либо 600, либо 1200 мм, а маты имеют обычно 1000X600 мм. Толщина такого термоизолятора может от 20 до 200 мм, к тому же одну сторону материала иногда покрывают алюминиевой фольгой, что резко снижает теплопроводность.
• К тому же, минеральная вата подразделяется на каменную вату, шлаковату и стекловату, а каждая из разновидностей имеет свой коэффициент теплопроводности, указанный производителем на маркировке. Такую изоляцию используют наиболее часто при строительстве зданий, но она боится влаги (вымываются связующие элементы).

Совет. При использовании минеральной ваты для изоляции зданий следите за тем, чтобы она не сминалась, потому что при этом будут утеряны полезные свойства.
Для монтажа материала пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки, респиратор).

• Не менее популярным материалом можно назвать , который более удобен в монтаже, так как имеет твёрдую структуру. Толщина материала бывает от 20 до 100омм, а по периметру панель имеет 1000×1000 мм. Из-за разной плотности и толщины такой утеплитель имеет разный коэффициент, но это указывается в маркировке заводом-изготовителем.
• Пенопласт горит, а при температуре от 75⁰c-80⁰C начинается деструкция и он выделяет фенолы, что опасно для здоровья. Чаще всего его используют в комплекте с негорючей облицовкой. Так же, панели плотностью 25 кг/см 2 можно шпаклевать и штукатурить. Ещё используют очень похожий, но имеющий большую плотность, пеноплекс (экструдированный пенополистирол), который не горит, но тлеет и выделяет токсины.

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.

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.

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

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

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.

Поскольку у нас нет своего калькулятора, мы хотим порекомендовать, на наше мнение, очень даже неплохой онлайн калькулятор , на котором вы сможете выполнить расчет толщины теплоизолятора.

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.

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.