Толщина теплоизоляции стен. Определяем толщину утеплителя для наружной стены

Утепление дома – необходимая процедура для созданий комфортных условий проживания. Методы утепления могут быть разными – от увеличения толщины стен здания до нанесения штукатурных слоев, но утепление специальными теплоизолирующими материалами актуально всегда. И здесь важна толщина утеплителя для стен – увеличивать ширину несущих стен до бесконечности нельзя, но тепло нужно сохранить как можно в большем объеме. Поэтому расчет толщины утеплителя должен базироваться на характеристиках строительных и утепляющих материалов.

Утеплять дом можно по наружным или внутренним стенам, можно также объединять эти решения, но наиболее эффективным является утепление стен наружных. Внутреннее утепление сдвигает точку росы, которая обязательно существует между разнородными материалами, внутрь дома, а это значит, что стены будут набирать влагу из-за обилия накапливающегося конденсата. Убрать конденсат вентиляционными зазорами не получится, так как утеплитель находится внутри дома. Наружное же утепление, наоборот, сдвигает точку росы ко внешней стороне стены, давая возможность влаге испариться через стену или вентиляционный зазор, который часто делается при наружной теплоизоляции.
Сравнение вариантов утепленияВыбор материала для утепления дома

Характеристики теплоизолятора находятся в зависимости от географического региона и климатических условий в нем, размера помещений или здания, стройматериалов домостроения. Также толщина утеплителя зависима от функционального назначения утепляемой площади. Для жилых домостроений это будут одни параметры, а для чердачного или подвального пространства –другие. Как таковая, толщина утеплителя не играет первостепенную роль – здесь важны параметры следующих направлений:

1. Погодные условия;
2. Строительные материалы для несущих перекрытий и стен;
3. Уровень объекта над поверхностью грунта;
4. Материал теплоизолятора.

Чтобы точно определиться, какой толщины должен быть теплоизолирующий слой на стенах дома, нужно сравнить коэффициенты материалов. При этом важно обратить внимание на то, что коэффициенты теплопроводности разных утеплителей всегда будут разными.

Сравнительная информация для выбора популярных теплоизолирующих стройматериалов:

1. Пенополистирольные плиты: коэффициент теплопроводности = 0,039 Вт/м 0 С, толщина материала = 120 мм;
2. Минеральная, базальтовая, каменная вата: 0,041 Вт/м 0 С, толщина плиты или слоя заливки = 130 мм;
3. Армированный бетон, ж/б стены: 1,7 Вт/м 0 С, толщина H= 533 мм;
4. Кирпич силикатный: 0,76 Вт/м 0 С, размер изделия = 238 мм;
5. Пустотелый красный кирпич: 0,5 Вт/м 0 С, H= 157 мм;
6. Клееный профилированный брус: 0,16 Вт/м 0 С, толщина бруса = 50 мм;
7. Керамзитобетон: 0,47 Вт/м 0 С, H= 148 мм;
8. Газоблок: 0,15 Вт/ м 0 С, H= 470 мм;
9. Пеноблок: 0,3 Вт/ м 0 С, H= 940 мм;
10. Шлакоблок: 0,6 Вт/ м 0 С, H= 1800 мм.

Из приведенной информации понятно, что утеплитель для стен должен быть толщиной ≥ 1500 мм для комфортного микроклимата в доме. Но это очень и очень много, поэтому стену необходимо сделать тоньше, и слой теплоизолятора уменьшить до 120-130 мм. Как это сделать? Подбором оптимальных параметров стройматериалов и теплоизолирующих стройматериалов. В таблице приведена рекомендуемая толщина минваты (базальтовой, каменной) для разных регионов при строительстве дома:

Сравнительные параметры коэффициентов теплоизоляции разных теплоизолирующих материалов для этих городов и регионов:

1. Блоки из пенополистирола ПСБ-С-25: коэффициент теплопроводимости = 0,042 Вт/м 0 С, толщина H= 12,4 см;
2. Минвата для утепления вентилируемых фасадов: 0,046 Вт/м 0 С, H= 13,5 см;
3. Профилированный клееный брус с прочностью 500 кг/м³: 0,18 Вт/м 0 С, H= 53,0 см;
4. Керамоблоки: 0,17 Вт/м 0 С, H= 57,5 см;
5. Газоблоки 600 кг/м³: 0,29 Вт/м 0 С, H= 98,1 см;
6. Кирпич силикатный: 0,87 Вт/м 0 С, H= 256,0 см.

Применение этих теплоизолирующих материалов утеплении дома – это прямая экономия на толщине наружных стен.

Толщина утеплителей в разных климатических регионах:

Расчет толщины теплоизоляции начинается с подбора материала по предназначению помещения и уличной среднегодовой температуре. Распространенные географические зоны:

1. I-я зона: ≥3501 градусо-суток;
2. II-я: ≈3001-3501 градусо-суток;
3. III-я: ≈2501-3000 градусо-суток;
4. IV-я: ≤2500 градусо-суток.

Понятие «градусо-сутки» — это параметр, отражающий разность температур воздуха внутри здания и температуры воздуха на улице в течение отопительного периода. Его формула:

GSOP = (t v – t 8)z 8 ;

• t v — температура воздуха внутри здания, °С;
• t 8 – среднее значение температуры отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ≤8°С;
• z 8 –количество суток отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ≤ 8°С.

В качестве реального примера подойдут такие расчеты:

Минимальные параметры для всех четырех климатических зон: 2,80; 2,50; 2,20; 2,0. Ниже приведены предельно допустимые минимальные значения сопротивления теплопередаче для разных типов помещений:

1. Перекрытия и стеновые покрытия для зданий и помещений без отопления: 4,95; 4,50; 3,90; 3,30;
2. Подвальные и цокольные помещения без отопления: 3,50; 3,30; 3,0; 2,50;
3. Потолочные перекрытия для неотапливаемых цокольных и подвальных помещений не ниже поверхности грунта: 2,80; 2,60; 2,20; 2,0.
4. Потолочные перекрытия подвалов, расположенных ниже поверхности почвы: 3,70; 3,45; 3,0; 2,70.
5. Балконы и витринные окна, остекленные фасады, светопрозрачные веранды и террасы: 0,60; 0,56; 0,55; 0,50.
6. Парадные подъезды и гостиные: 0,44; 0,41; 0,39; 0,32.
7. В частном доме: прихожие, холлы и коридоры: 0,60; 0,56; 0,54; 0,45.
8. Прихожие и холлы, расположенные выше Iэтажа: 0,25 для всех четырех зон.

Применяя эти показатели к конкретному зданию, можно вычислить толщину слоя любого теплоизолятора для любого объекта. Для безошибочного выбора теплоизоляционного материала следует максимально точно узнать и рассчитать его технические и эксплуатационные характеристики. На точность результатов влияет климатическая зона строительства, строительные материалы утепляемых стен, функциональное назначение объекта, характеристики каждого типа теплоизолирующих материалов с примерно одинаковыми параметрами.

Каждый, кто строит собственный дом, хочет, чтобы в нем было тепло. Добиться это можно несколькими способами: построить толстые стены, сделать хорошее утепление или хорошо отапливать дом.

На практике все эти способы используют вместе, но с экономической точки зрения, больший приоритет имеет утепление дома, а точнее увеличение толщины утеплителя.

Наш расчет будет состоять из двух основных этапов:

1. Нахождения сопротивлением теплопередаче стен, которое необходимо для дальнейших вычислении.
2. Подбор необходимой толщины утеплителя в зависимости от конструкции и материала стен.

В начале, предлагаем посмотреть небольшое видео, в котором эксперт подробно рассказывает для чего нужно закладывать утеплитель в наружные стены кирпичного дома и какой вид утеплителя при этом использовать.

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 = (t В — t ОТ) х z ОТ .

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

Значение параметров t ОТ и z ОТ 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 ,

ГСОП = (t В -t ОТ) х z ОТ

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

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

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

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

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

ГСОП 22 = (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.

Расчета толщины утеплителя

Каждый материал, входящий в многослойный пирог стены, обладает собственным тепловым сопротивлением R. Так вот, наша задача, состоит в том, чтобы сумма всех сопротивлений материалов, входящих в конструкцию стены, равнялась тепловому сопротивлению R ТР,которое мы рассчитывали в предыдущейглаве, т.е.:

R ТР = R 1 + R 2 + R 3 … R n , где n количество слоев.

Тепловое сопротивление отдельного материала R равняется отношению толщины слоя (δ s) к теплопроводности (λ S).

R = δ S /λ S

Примеры расчета толщины утеплителя для стен из кирпича и газобетона

Пример 1. Стена из газобетонных блоков D600 толщиной 30 см, утепленная снаружи каменной ватой плотностью 80-125 кг/м 3 , а снаружи обложена керамическим пустотелым кирпичом плотностью 1000 кг/м 3 . Строительство велось в г.Казань.

Для дальнейшего нахождения толщины утеплителя, нам понадобятся значения теплопроводности материалов λ S . Эти данные должны присутствовать в сертификате к материалам.

Если по каким-либо причинам их нет, то посмотреть их можно в Приложение С к СП 50.13330.2012, который мы использовали ранее.

λ SГ = 0,14 Вт/м* 0 С — теплопроводность газобетона;

λ SК = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича.

R Г = δ SГ /λ SГ = 0,3/0,14 = 2,14 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление газобетона;

R К = δ SК /λ SК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича.

Т.к. наша стена состоит из трех слоев, то верно будет уравнение:

R ТР = R Г + R У + R К,

тогда R У = R ТР — R Г — R К

В предидущей главе мы находили значение R ТР (22 0 С) для г. Казань. Используем его для наших вычислений.

R У = 3,45 — 2,14 – 0,23 = 1,08 м 2 * 0 С/Вт.

Таким образом мы нашли, каким тепловым сопротивлением должен обладать утеплитель. Для нахождения толщины утеплителя воспользуемся формулой:

δ S = R У х λ SУ = 1,08 х 0,045 = 0,05 м.

Мы получили, что для заданных условий достаточно утеплителя толщиной 5 см.

Если мы возьмём значение R ТР (18 0 С) = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, то получим:

R У = 3,15 — 2,14 – 0,23 = 0,78 м 2 * 0 С/Вт.

δ S = R У х λ SУ = 0,78 х 0,045 = 0,035 м

Как видите, толщина утеплителя изменилась всего на полтора сантиметра.

Пример 2. Рассмотрим пример, когда вместо газобетонных блоков, уложен силикатный кирпич плотностью 1800 кг/м 3 . Толщина кладки при этом 38 см.

По аналогии с предыдущими вычислениями находим значения теплопроводности по таблице:

λ SК1 = 0,87 Вт/м* 0 С — теплопроводность силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м 3 ;

λ SУ = 0,045 Вт/м* 0 С – теплопроводность утеплителя;

λ SК2 = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича плотностью 1000 кг/м 3 .

R К1 = δ SК1 /λ SК1 = 0,38/0,87 = 0,44 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление кирпича 1800 кг/м 3 ;

R К2 = δ SК2 /λ SК2 = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича 1000 кг/м 3 .

Находим тепловое сопротивление утеплителя:

R У = 3,45 – 0,44 – 0,23 = 2,78 м 2 * 0 С/Вт.

Теперь вычисляем толщину утеплителя:

δ S = R У х λ SУ = 2,78 х 0,045 = 0,12 м.

Т.е. для данных условий достаточно толщины утеплителя 12 см.

Пример 3. В качестве наглядного примера, говорящем о важности утепления, рассмотрим стену состоящую только газобетона D600.

Зная теплопроводность газобетонных блоков, λ SГ = 0,14 Вт/м* 0 С, можем сразу вычислить необходимую толщину стен т.к. стена однородна.

δ S = R ТР х λ SГ = 3,45 х 0,14 = 0,5 м

Мы получаем, чтобы соблюдать все нормы СНиП, мы должны выложить стену толщиной 0,5 м.

В таком случае можно пойти двумя путями, сделать стену сразу необходимой толщины или построить стену потоньше и дополнительно утеплить.

Первый вариант нам кажется более надежным и менее затратным, потому что работ по монтажу утеплителя нет. Второй вариант больше подходит для уже построенных домов.

Все эти примеры, показывают, как зависит толщина утепление от материала стен. По аналогии с ними вы можете проделать расчёты для любого типа материала.

Видео «Утепление стен»

В заключении, предлагаем вам посмотреть пару видеороликов, которое будет полезно при выборе толщины утеплителя для стен дома построенного из пенобетона и газобетона.

Чтобы создать зимой комфорт в доме , необходимо поддерживать в помещениях оптимальную температуру. Это нетрудно, если хозяин заранее побеспокоился об утеплении.

Однако просто уложить теплоизолирующий материал недостаточно . Для эффективной теплоизоляции необходимо, чтобы слой утеплителя был определенной толщины.

На первый взгляд сложностей здесь нет. Достаточно уложить побольше теплоизоляции – и тепло в доме обеспечено. Однако любой утеплитель имеет определенный вес, к которому добавляется вес удерживающей его конструкции. И весь этот вес закрепляется на стене, создавая дополнительную нагрузку .

Если дополнительная нагрузка превышает пределы прочности стены, теплоизоляция будет отваливаться вместе с кусками стены . Но даже когда прочность стены достаточна, излишняя теплоизоляция не приводит к дополнительной экономии топлива.

На первый план в этом случае выступают потери тепла при проветривании или через вентиляцию, а их с помощью теплоизоляции устранить нельзя . Зато затраты на укладку лишнего утеплительного материала могут быть значительными. С другой стороны сокращать толщину теплоизоляции ниже определенного предела тоже невыгодно – растут потери тепла и затраты на отопление.

В магазине стройматериалов можно попросить продавца рассчитать необходимую толщину и общее количество утеплителя. Это делается с помощью специальных компьютерных программ . Но надо учитывать, что сотрудники магазина заинтересованы в продаже максимального количества стройматериалов, поэтому могут существенно завышать цифры. Как же найти золотую середину?

Вопросом теплоизоляции зданий занимается прикладная наука теплотехника . В соответствии с ее рекомендациями был создан Свод правил СП 50.13330.2012, входящий в СНиП 23-02-2003 и регламентирующий тепловую защиту зданий.

В СНиП 23-01-99 (Строительная климатология) приводятся исходные климатологические данные для местностей и регионов Российской Федерации.

Эти документы служат ориентирами для расчетов необходимой толщины и общего количества теплоизоляционных материалов. Проделав такие расчеты, владелец дома получает необходимую информацию для закупки и начала работ.

Тепловая защита зданий согласно Своду правил должна соответствовать таким требованиям :

1. Тепловое сопротивление ограждающих конструкций не должно быть ниже указанных в документе значений.
2. Удельная теплозащитная характеристика дома не должна превышать указанной нормы.
3. Температура внутренней поверхности ограждающих конструкций не должна падать ниже минимально допустимого значения.

Из этих трех параметров самыми важными являются тепловое сопротивление и минимальное значение внутренней температуры. Они будут служить ключевыми величинами в расчетах.

Тепловым сопротивлением R TP называют величину, обратную теплопроводности. Ее размерность м 2 ·°C/Вт. Внутренняя температура поверхностей стен для жилых помещений нормируется в интервале 20–22°C.

Исходной величиной для расчетов служат градусо-сутки отопительного периода (сокращенно ГСОП). Размерность этого параметра °C·сут/год. Рассчитывают ГСОП по такой формуле:

ГСОП=(t B –t OT)·z OT ,

где t B – внутренняя температура (+22°C), t OT – средняя температура воздуха на улице за отопительный сезон, z ot – количество суток отопительного периода в году, когда среднесуточная температура не выше +8°C.

Примером послужит Москва . Для столицы РФ продолжительность отопительного периода 214 суток/год, а средняя наружная температура для этого периода t OT = –3,1°C (см. таблицу 1, Строительная климатология). Подставляем значения в формулу и получаем:

ГСОП = [(22 – (–3,1)] · 214 = 5371,4 градусо-суток.

Ищем величину сопротивления теплопередаче, соответствующую этому числу градусо-суток (см. таблица 3, Свода правил). Получилось число, отличающееся от круглых табличных значений, а в таблице только круглые значения. Для остальных случаев предусмотрена формула с коэффициентами a и b :

R TP = a · ГСОП + b

Подставляем в нее значения и получаем:

R TP = 0,00035 · 5371,4 + 1,4 = 3,27999 м²·°C/Вт.

Однако полученная величина – это суммарное тепловое сопротивление стены и утеплителя :

R TP = R CT + R y .

Тепловое сопротивление стройматериалов в указанном выше Своде правил рекомендуется считать с учетом условий эксплуатации . Согласно карте влажности климата (Строительная климатология) Москва находится в зоне нормальной влажности. Таблица 2 Свода правил рекомендует учитывать теплопроводность материалов для этих условий в помещениях с нормальной влажностью (большинство комнат) под литерой Б.

Допустим, что утеплять нужно стены из полнотелого глиняного кирпича на растворе из цемента и песка толщиной 0,51 м (два кирпича). Коэффициент теплопроводности такой кладки составляет 0,81 Вт/м·°C. Тепловое сопротивление материалов определяется соотношением:

где P – толщина материала, м, k – коэффициент теплопроводности, Вт/м·°C. Подставив значения, получаем:

R CT = 0,51 / 0,81 = 0,6296 м²·°C/Вт.

Тепловое сопротивление теплоизоляции равно разнице общего сопротивления и сопротивления стены:

R y = R TP – R CT = 3,27999 – 0,6296 = 2,65039 м²·°C/Вт.

Осталось определить толщину самого утеплителя. Будем использовать для теплоизоляции плиты из каменной ваты плотностью 50 кг/м³. Коэффициент ее теплопроводности при указанных условиях составляет 0,045 Вт/м·°C. Чтобы получить толщину , умножим ее тепловое сопротивление на коэффициент теплопроводности:

P y = R y · k = 2,65039 · 0,045 = 0,11927 м или примерно 12 см.

Такой расчет подходит для утепления стен под штукатурку .

Каменную вату, как пористый материал, снаружи на кирпичную кладку обычно укладывают, закрывая ее паропроницаемой мембраной , а потом монтируют вентилируемый фасад.

Через воздушную прослойку этого фасада постоянно снизу вверх проходит воздух. При этом он не только уносит пар из слоя каменной ваты, но и приводит к потере некоторого количества тепловой энергии.

Для вентилируемых фасадов больших размеров на многоэтажных зданиях теплотехники вывели формулы для расчета этих теплопотерь. Они позволяют рассчитать толщину дополнительного слоя утеплителя, чтобы компенсировать эти потери. Однако механизм расчета очень сложен и требует учета многих величин: скорости потока воздуха в прослойке, ее высоты, неоднородностей потока и т. п.

Делать такие сложные расчеты для одноэтажного загородного дома смысла не имеет. Опытные специалисты советуют при монтаже вентилируемого фасада увеличить рассчитанную толщину теплоизоляции примерно на 30%. В нашем примере получится:

P = P y · 1,3 = 0,11927 · 1,3 = 0,1550 м или примерно 15 см.

Т. е. чтобы утеплить дом в Москве с кладкой из полнотелого кирпича на растворе из цемента и песка с толщиной наружных стен 0,51 см, понадобится уложить три слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм, а затем смонтировать вентилируемый фасад.

Расчет толщины утеплителя для крыши

Расчет толщины теплоизоляции при укладке под кровлю также имеет свои особенности. Под скатную или двускатную кровлю утеплитель монтируют по тому же принципу, что и на стену с вентилируемым фасадом.

Воздух проникает под кровлю снизу и, проходя через воздушную прослойку над утеплителем, выходит через щели под коньком. При этом также возникает дополнительная потеря тепла , которую нужно учесть при расчете толщины теплоизоляции.

Рассчитывать толщину утеплителя для кровли значительно проще, чем для стен. Ведь сама кровля практически не имеет теплового сопротивления, а под утеплителем на скатной или двускатной кровле никакого сплошного толстого конструкционного материала нет. Это значит, что нужно учитывать только тепловое сопротивление утеплителя.

При расчете будем исходить из того же значения ГСОП = 5371,4 градусо-суток и будем использовать ту же формулу сопротивления теплопередаче RTP = a · ГСОП + b. Однако значения сопротивления возьмем в графе 5 для чердачных перекрытий. Коэффициенты a и b там другие: a = 0,00045; b = 1,9. Подставив эти значения в формулу, получаем:

R У = 0,00045 · 5371,4 + 1,9 = 4,3171 м²·°C/Вт.

Толщину утеплителя считаем так же, как и для стен:

P У = R У · k = 4,3171 · 0,045 = 0,19427 м или примерно 20 см.

Иначе говоря, для утепления скатной или двускатной крыши дома в Москве понадобится четыре слоя плит базальтовой ваты толщиной по 50 мм.

Расчет толщины утеплительных материалов при укладке на стены можно сделать самостоятельно, учитывая данные действующих строительных норм и правил. Расчет толщины теплоизоляции для крыши практически не отличается от расчета для стен, но в этом случае надо использовать значения теплового сопротивления из другой колонки таблицы.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен с помощью таблицы теплопроводности материалов посмотрите на видео:

Даже популярные ныне коттеджи из бревна или профилированного бруса необходимо утеплять дополнительно или возводить их из практически несуществующего на рынке деревянного массива толщиной в 35-40 см. Что уж говорить о каменных строениях (блочных, кирпичных, монолитных).

Что значит «утеплиться правильно»

Итак, без теплоизоляционных слоёв обойтись нельзя, с этим согласится подавляющее большинства домовладельцев. Некоторым из них приходится изучать вопрос во время строительства собственного гнёздышка, другие озадачиваются утеплением, чтобы фасадными работами улучшить уже эксплуатируемый коттедж. В любом случае подходить к вопросу необходимо очень скрупулёзно.

Одно дело соблюдение технологии утепления, но ведь часто застройщики допускают ошибки на стадии закупки материала, в частности неправильно выбирают толщину утепляющего слоя. Если жилище окажется слишком холодным, то находиться в нём будет, мягко говоря, некомфортно. При благоприятном стечении обстоятельств (наличие запаса производительности теплогенератора) проблему получится решить увеличением мощности отопительной системы, что, однозначно, влечёт за собой существенный рост расходов на покупку энергоносителей.

Но обычно всё заканчивается куда печальнее: при малой толщине утепляющего слоя ограждающие конструкции промерзают. А это становится причиной перемещения точки росы вовнутрь помещений, из-за чего на внутренних поверхностях стен и перекрытий выпадает конденсат. Потом появляется плесень, разрушаются строительные конструкции и отделочные материалы… Что самое неприятное, так это тот факт, что невозможно устранить неприятности малой кровью. Например, на фасаде придётся демонтировать (или «похоронить») финишный слой, затем создать ещё один барьер из утеплителя, а потом снова отделать стены. Очень недёшево выходит, лучше сразу всё сделать как положено.

Важно! Технологичные современные утеплители мало стоить не будут, причём с увеличением толщины пропорционально будет расти и цена. Поэтому создавать слишком большой запас по теплоизоляции обычно смысла нет, это - пустая трата средств, особенно если случайному сверхутеплению подвергается только часть конструкций дома.

Принципы расчёта утепляющего слоя

Теплопроводность и термическое сопротивление

Прежде всего, нужно определиться с главной причиной охлаждения здания. Зимой у нас работает система отопления, которая греет воздух, но сгенерированное тепло проходит через ограждающие конструкции и рассеивается в атмосфере. То есть происходят теплопотери - «теплопередача». Она есть всегда, вопрос лишь в том, получается ли их восполнить посредством отопления, чтобы в доме оставалась стабильная положительная температура, желательно на уровне + 20-22 градусов.

Важно! Заметим, что очень немаловажную роль в динамике теплового баланса (в общих теплопотерях) играют различные неплотности в элементах здания - инфильтрация. Поэтому на герметичность и сквозняки тоже следует обращать внимание.

Кирпич, сталь, бетон, стекло, деревянный брус… - каждый материал, применяемый при строительстве зданий, в той или иной мере обладает способностью передавать тепловую энергию. И каждый из них обладает обратной способностью - сопротивляться теплопередаче. Теплопроводность является величиной неизменной, поэтому в системе СИ существует показатель «коэффициент теплопроводности» для каждого материала. Данные эти важны не только для понимания физических свойств конструкций, но и для последующих расчётов.

Приведём данные для некоторых основных материалов в виде таблицы.

Теперь о сопротивлении теплопередаче. Значение сопротивления теплопередаче обратно пропорционально теплопроводности. Этот показатель относится и к ограждающим конструкциям, и к материалам как таковым. Он используется для того, чтобы охарактеризовать теплоизоляционные характеристики стен, перекрытий, окон, дверей, кровли…

Для расчёта термического сопротивления используют следующую общедоступную формулу:

Показатель «d» здесь означает толщину слоя, а показатель «k» - теплопроводность материала. Получается, что сопротивление теплопередаче напрямую зависит от массивности материалов и ограждающих конструкций, что при использовании нескольких таблиц поможет нам рассчитать фактическое теплосопротивление существующей стены или правильный утеплитель по толщине.

Для примера: стена в половину кирпича (полнотелого) имеет толщину 120 мм, то есть показатель R получится 0,17 м²·K/Вт (толщина 0,12 метра, разделённая на 0,7 Вт/(м*К)). Аналогичная кладка в кирпич (250 мм) покажет 0,36 м²·K/Вт, а в два кирпича (510 мм) - 0,72 м²·K/Вт.

Допустим, по минеральной вате толщиной 50; 100; 150 мм показатели термического сопротивления будут следующие: 1,11; 2,22; 3,33 м²·K/Вт.

Важно! Большинство ограждающих конструкций в современных зданиях являются многослойными. Поэтому, чтобы рассчитать, например, термическое сопротивление такой стены, нужно отдельно рассматривать все её прослойки, а затем полученные показатели суммировать.

Существуют ли требования к тепловому сопротивлению

Возникает вопрос: а каким, собственно, должен быть показатель сопротивления теплопередачи для ограждающих конструкций в доме, чтобы в помещениях было тепло, и в отопительный период расходовалось минимум энергоносителей? К счастью для домовладельцев, не обязательно снова использовать сложные формулы. Вся необходимая информация есть в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». В данном нормативном документе рассматриваются строения различного назначения, эксплуатируемые в различных климатических зонах. Это вполне объяснимо, так как температура для жилых помещений и производственных помещений не нужна одинаковая. Кроме того, отдельные регионы характеризуются своими предельными минусовыми температурами и длительность отопительного периода, поэтому выделяют такую усреднённую характеристику, как градусо-сутки отопительного сезона.

Важно! Ещё один интересный момент заключается в том, что основная интересующая нас таблица содержит нормируемые показатели для различных ограждающих конструкций. Это в общем-то не удивительно, ведь тепло покидает дом неравномерно.

Попробуем немного упростить таблицу по необходимому тепловому сопротивлению, вот что получится для жилых зданий (м²·K/Вт):

Согласно данной таблице, становится понятно, что если в Москве (5800 градусо-суток при средней температуре в помещениях порядка 24 градусов) строить дом только из полнотелого кирпича, то стену придётся делать по толщине более 2,4 метра (3,5 Х 0,7). Реально ли это технически и по деньгам? Конечно - абсурд. Вот почему нужно применить утепляющий материал.

Очевидно, что для коттеджа в Москве, Краснодаре и Хабаровске будут предъявляться разные требования. Всё, что нам нужно, так это определить градусо-суточные показатели для нашего населённого пункта и выбрать подходящее число из таблицы. Потом применяя формулу сопротивления теплопередаче, работаем с уравнением и получаем оптимальную толщину утеплителя, который необходимо применить.

Примеры расчёта толщины утеплителя

Предлагаем на практике рассмотреть процесс расчётов утепляющего слоя стены и потолка жилой мансарды. Для примера возьмём дом в Вологде, построенный из блоков (пенобетон) толщиной 200 мм.

Итак, если температура в 22 градуса для обитателей будет нормальной, то актуальный в данном случае показатель градусо-суток равняется 6000. Находим в таблице нормативов по термическому сопротивлению соответствующий показатель, он составляет 3,5 м²·K/Вт - к нему будем стремиться.

Стена получится многослойная, поэтому сначала определим, сколько термического сопротивления даст голый пеноблок. Если средняя теплопроводность пенобетона составляет порядка 0,4 Вт/(м*К), то при 20-миллиметровой толщине эта наружная стена даст сопротивление теплопередаче на уровне 0,5 м²·K/Вт (0,2 метра делим на коэффициент теплопроводности 0,4).

То есть для качественного утепления нам не хватает порядка 3 м²·K/Вт. Их можно получить минеральной ватой или пенопластом, который будут установлены со стороны фасада в вентилируемой навесной конструкции или мокрым способом скреплённой теплоизоляции. Чуть трансформируем формулу термического сопротивления и получаем необходимую толщину - то есть умножаем необходимое (недостающее) сопротивление теплопередачи на теплопроводность (берём из таблицы).

В цифрах это будет выглядеть так: d толщина базальтовой минваты = 3 Х 0,035 = 0,105 метра. Получается, что мы может использовать материал в матах или рулонах толщиной 10 сантиметров. Заметим, что при использовании пенопласта плотностью 25 кг/м3 и выше - необходимая толщина получится аналогичной.

Кстати, можно рассмотреть другой пример. Допустим, хотим из полнотелого силикатного кирпича в этом же доме сделать ограждение тёплого остеклённого балкона, тогда недостающего термического сопротивления будет порядка 3,35 м²·K/Вт (0,12Х0,82). Если планируется применять для утепления пенопласт ПСБ-С-15, то его толщина должна быть 0,144 мм - то есть 15 см.

Для мансарды, крыши и перекрытий техника расчётов будет примерно такая же, только отсюда исключается теплопроводность и сопротивление теплопередачи несущих конструкций. А также несколько увеличиваются требования по сопротивлению - потребуется уже не 3,5 м²·K/Вт, а 4,6. В итоге, вата подойдёт толщиной до 20 см = 4,6 Х 0,04 (теплоизолятор для кровли).

Применение калькуляторов

Производители изоляционных материалов решили упростить задачу рядовым застройщикам. Для этого они разработали простые и понятные программки для расчёта толщины утеплителя.

Рассмотрим некоторые варианты:

В каждом из них в несколько шагов нужно заполнить поля, после чего, нажав на кнопку, можно мгновенно получить результат.

Вот некоторые особенности использования программ:

1. Везде предлагается из выпадающего списка выбрать город/район/регион строительства.

2. Все, кроме Технониколь, просят определить тип объекта: жилое/производственное, либо, как на сайте Пеноплекс - городская квартира/лоджия/малоэтажный дом/хозпостройка.

3. Потом указываем, какие конструкции нас интересуют: стены, полы, перекрытие чердака, крыша. Программа Пеноплекс рассчитывает также утепление фундамента, инженерных коммуникаций, уличных дорожек и площадок.

4. Некоторые калькуляторы имеют поле для указания желаемой температуры внутри помещения, на сайте Rockwool интересуются также габаритами здания и типом применяемого для отопления топлива, количеством проживающих людей. Кнауф ещё учитывает относительную влажность воздуха в помещениях.

5. На penoplex.ru нужно указать тип и толщину стен, а также материал, из которого они изготовлены.

6. В большинстве калькуляторов есть возможность задать характеристики отдельных или дополнительных слоёв конструкций, например, особенности несущих стен без теплоизоляции, тип облицовки...

7. Калькулятор пеноплекс для некоторых конструкций (допустим для утепления кровли методом «между стропил») может считать не только экструдированный пенополистирол, на котором фирма специализируется, но также минеральную вату.

Как вы понимаете, в том, чтобы рассчитать оптимальную толщину теплоизоляции - ничего сложного нет, следует только со всей тщательностью подойти к данному вопросу. Главное, чётко определиться с недостающим сопротивлением теплопередаче, а потом уже выбирать утеплитель, который будет лучше всего подходить для конкретных элементов здания и применяемых строительных технологий. Также не стоит забывать, что к теплоизоляцией частного дома необходимо заниматься комплексно, в должной степени должны быть утеплены все ограждающие конструкции.

Не все утеплители одинаково полезны. Именно так, по созвучию с известной рекламой йогуртов, можно определить основную проблему выбора утеплителя при утеплении дома. Чтобы четко понимать, в чем различие между утеплителями, и какой из них выбрать – надо понимать по каким принципам рассчитывается толщина утеплителя в каждом конкретном случае, и что собой представляет расчет толщины утеплителя, когда вы имеете 2 или 3 разных материала в листах, на практике.

Итак, первое, что предстоит сделать – это выбрать оптимальный утеплитель для нашей ситуации.

1. Сначала смотрим на его теплосопротивление и обращаемся к , опубликованным на нашем сайте.

2. Далее, смотрим нормы по теплосопротивлению ограждающих конструкций для того региона, в котором мы собираемся построить свой дом. Это нормы по новому СНиПу, который регламентирует минимально необходимое теплосопротивление, чтобы здание могло вписаться в современные параметры энергопотребления.

И неважно, чем вы отапливаетесь – дровами, газом или электричеством – калории ваш дом потребляет исправно, из какого бы топлива вы их не извлекали.

3. Для расчета необходимой толщины утеплителя применяем формулу расчета, указанную ниже.

Какие будут комментарии к этой формуле?

Во-первых, можно применять несколько слоев однородного утеплителя и их теплосопротивление будет просто складываться. Следите только за тем, чтобы между ними не было воздушных зазоров, в которых могли бы возникнуть воздушные микротечения. Когда воздух неподвижен – он лучший изолятор. Когда воздух движется – он начинает охлаждать утеплитель и ограждающие конструкции.

Во-вторых, можно применять несколько слоев разнородных утеплителей, а также можно принимать в расчет теплосопротивление несущих стен, на которых монтируется утеплитель. В этом случае суммируются отдельные показатели теплосопротивления для каждого слоя «пирога».

Теплосопротивление каждого слоя рассчитывается, исходя из теплопроводности каждого конкретного материала. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше будет теплосопротивление слоя, изготовленного из этого материала.

Чтобы получить необходимые показатели по теплосопротивлению ограждающих конструкций (пол, потолок, стены) для своего региона – выбираем максимально подходящий эффективный утеплитель (пенопласт, базальтовую вату, пенополиуретан, эковату, пеностекло) и выбираем, какой толщины должен быть утеплитель, принимая во внимание теплопроводность и толщину несущей стены.

Итак, расчет толщины утеплителя для дома еще раз по пунктам:

1. Смотрим таблицу по теплопроводности утеплителей.

2. Смотрим таблицу по нормам теплосопротивления для регионов.

3. Подставляем в формулу цифры по теплопроводности утеплителя и подбираем толщину, чтобы вписаться в нормы по своему региону.

Далее начинаются чисто экономические подсчеты – вычисляются необходимые объемы утеплителя и стоимость его закупки. Также стоит учитывать стоимость доставки и монтажа утеплителя на стены и перекрытия – для некоторых типов объемных или рыхлых утеплителей эти суммы могут быть весьма значительными. Некоторые утеплители на стенах потребуется дополнительно защищать от влаги или солнца.

Кстати, очень просто по данной формуле подбирать разнородные утеплители, которые часто приходится комбинировать в процессе строительства дома.

Смотрим, например, пенопласт ПСБС 25 плотности и ПС 15 плотности. Они имеют разные показатели R, делаем расчет толщины утеплителя в суммарном выражении для общего слоя по всей стене дома согласно формуле.

То же самое касается и базальтовой ваты. Листы базальтового утеплителя плотности 35, 45, 65 и 85 можно комбинировать, чтобы достичь необходимого показателя теплосопротивления стены, в одном случае, и приемлемой жесткости и гидрофобности слоя утеплителя, в другом случае.