Расчет толщины утеплителя. характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

Пример расчёта толщины стены

Толщина утепления каркасного дома для постоянного проживания на примере Московской области (такой расчёт был приведён выше) составила 150 мм при применении минерально ваты плотностью 50 кг/м3. Поскольку большинство производителей выпускают этот утеплитель толщиной 50 и 100 мм, то придётся положить изоляцию либо в три слоя толщиной по 50 мм, либо в два 100 и 50 мм. От этого коэффициент теплопроводности не изменится.

В качестве наружной обшивки была выбрана OSB толщиной 12 мм с воздушным зазором в 50 мм и штукатуркой 5 мм.

Внутренняя часть обшита гипсокартоном 13 мм.

Итого: 150 + 12 + 50 + 5 + 13 = 230 (мм).

Теперь, ориентируясь на эти данные теперь можно производить расчёт фундамента, но нужно понимать, что это всего лишь математический расчёт и он не учитывает проблемы, которые могут возникнуть при монтаже конструкции.

Онлайн калькулятор фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Чтобы убедиться, что по дому нигде не гуляет сквозняк, производится проверка конструкции тепловизоромИсточник sargorstroy.ru

Утепление потолка с холодной крышей

Если чердак не используется в холодное время года, то утепляют только чердачное перекрытие, оставляя кровлю без изоляции.

Если на чердаке нет жилой комнаты, то теплоизоляция перекрытия позволит отапливать только те помещения, которые используютсяИсточник chudopol.ru

Слой утеплителя при теплоизоляции чердачного перекрытия кладут поверх самого перекрытия и закрывает, в том числе, торцы стен. Если расположить изоляционный слой внутри, стены потолка все равно будут отдавать тепло наружу.

Такой способ утепления существенно упрощает монтажные работы. Ведь укладка на ровную поверхность под крышей выполняется легче, чем закрепление материала на скатах.

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

Как рассчитать толщину утеплителя

• Требуемое общее тепловое сопротивление (R) – 5.28.
• R газобетонной стены 400 мм из D500 – 2.6.
• R утеплителя должно составить: 5.28-2.6 = 2.68

Теперь нужно воспользоваться таблицей, по которой находится теплопроводность утеплителей, в нашем случае минваты.

АГБ – автоклавный газобетон

Теплопроводность минваты при равновесной влажности — 0.05.

Толщина утеплителя определяется довольно просто: требуемое тепловое сопротивление утеплителя умножается на его теплопроводность, то есть

2,68 x 0.05 = 0.134 метра.

Вывод: нам потребуется минвата толщиной 134 мм. Но плиты минваты продаются кратностью 50 мм, значит слой утеплителя будет 150 мм.

Важно! Экономически оправданная толщина минеральной ваты для мокрых фасадов составляет от 100 мм. Так как при монтаже утепления (мокрого фасада) необходимо использовать несколько слоев штукатурки, сетку, фасадные зонтики, прочие крепежи, то особой экономии между толщиной утеплителя в 50 и 100 мм не будет. А стоимость работ и расходников при монтаже утеплителей разной толщины практически одинаковая

А стоимость работ и расходников при монтаже утеплителей разной толщины практически одинаковая

Так как при монтаже утепления (мокрого фасада) необходимо использовать несколько слоев штукатурки, сетку, фасадные зонтики, прочие крепежи, то особой экономии между толщиной утеплителя в 50 и 100 мм не будет. А стоимость работ и расходников при монтаже утеплителей разной толщины практически одинаковая.

Также отметим, что 100 мм утеплителя, в 90% случаев, смещают точку росы из стены в утеплитель. То есть, в стене никогда не произойдет замерзание влаги, следовательно, срок службы такой стены будет практически бесконечен.

Какой утеплитель лучше

При определении наиболее доступного по стоимости материала нужно учитывать стоимость монтажа и транспортировки. При более низкой цене утепление может влететь в копеечку из-за транспортных расходов и оплаты дополнительных расходов на монтаж.

Пенополистирол

Экструдированный полистрирол имеет отличные показатели теплопроводности, что дает возможность наносить слой утеплителя малой толщины на кровлю. Его легкий вес, простота закрепления на поверхности и экономичность обеспечивают высокую популярность материала. Несмотря на цену.

ПенополистиролИсточник dmcp.ru

Минеральная вата

Минвата, как сокращенно называют этот утеплитель, является материалом, который получают из минеральных волокон. Минвату укладывают плитами, которые нужно дополнительно закреплять. Главное достоинство – способность выдерживать высокие температуры. Это идеальный материал для утепления кровли бани.

Пенополиуретан

Пенополиуретан – это теплоизоляция, наносимая методом напыления. Бывает мягкой и жесткой. Мягкую используют для внутренней теплоизоляции, а жесткую – только для внешнего утепления. Этот вид утеплителя должен наноситься только профессионалами. Идеальный вариант для крыш сложной конструкции, имеет экономичный расход.

Варианты изоляции трубопровода

Напоследок рассмотрим три эффективных способа теплоизоляции трубопроводов.

Возможно, какой-то из них вам приглянется:

1. Утепление с применением обогревающего кабеля. Помимо традиционных методов изоляции, есть и такой альтернативный способ. Использование кабеля весьма удобно и продуктивно, если учитывать, что защищать трубопровод от замерзания нужно всего лишь полгода.
   В случае обогрева труб кабелем происходит значительная экономия сил и денежных средств, которые пришлось бы потратить на земельные работы, утеплительный материал и прочие моменты. Инструкция по эксплуатации допускает нахождение кабеля как снаружи труб, так и внутри них.

Дополнительная теплоизоляция греющим кабелем

1. Утепление воздухом. Ошибка современных систем теплоизоляции заключается вот в чем: зачастую не учитывается то, что промерзание грунта происходит по принципу «сверху вниз».
   Навстречу же процессу промерзания стремится поток тепла, исходящий из глубины земли. Но так как утепление производят со всех сторон трубопровода, получается, также изолирую его и от восходящего тепла.
   Поэтому рациональнее монтировать утеплитель в виде зонтика над трубами. В таком случае воздушная прослойка будет являться своеобразным теплоаккумулятором.
2. «Труба в трубе». Здесь в трубах из полипропилена прокладываются еще одни трубы. Какие преимущества есть у этого способа? В первую очередь к плюсам относится то, что трубопровод можно будет отогреть в любом случае.
   Кроме того, возможен обогрев при помощи устройства по всасыванию теплого воздуха. А в аварийных ситуациях можно быстро протянуть аварийный шланг, тем самым предотвратив все отрицательные моменты.

Изоляция по принципу «труба в трубе»

Состав пирога стены

Примерный набор материалов для утепления стены дома

Перед тем, как утеплять стену дома или мансарды потребуется грамотно сформировать слои защитного пирога, который представляет собой конструкцию из последовательно уложенных материалов, обеспечивающих требуемый уровень изоляции. Основными составляющими такого пирога являются:

• каркас из брусьев с типовым размером 15х15 см;
• деревянная обрешетка горизонтального типа или металлический профиль;
• слой утеплителя на основе минеральной ваты (пенополистирола);
• специальная универсальная мембрана, защищающая конструкцию от ветра и являющаяся пароизоляцией;
• вертикально набиваемая обрешетка;
• внутренняя обшивка стен (гипсокартон или вагонка);
• покрытие из отделочного материала.

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.

Проекты каркасных домов

• 1 комната
• 1 санузел

• 42² Общая площадь
• 6 x 7м Площадь застройки

• 1 комната
• 1 санузел

• 28² Общая площадь
• 5 x 4м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 170² Общая площадь
• 11 x 8м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 2 санузла

• 127² Общая площадь
• 10 x 7м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 200² Общая площадь
• 9 x 13м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 140² Общая площадь
• 12 x 9м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 2 санузла

• 127² Общая площадь
• 9 x 8м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 130² Общая площадь
• 10 x 10м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 1 санузел

• 83² Общая площадь
• 10 x 9м Площадь застройки

• 1 комната
• 1 санузел

• 30² Общая площадь
• 7 x 6м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 2 санузла

• 156² Общая площадь
• 11 x 9м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 140² Общая площадь
• 8 x 9м Площадь застройки

• 4 комнаты
• 2 санузла

• 120² Общая площадь
• 8 x 10м Площадь застройки

• 1 комната
• 1 санузел

• 35² Общая площадь
• 5 x 9м Площадь застройки

• 2 комнаты
• 1 санузел

• 42² Общая площадь
• 6 x 9м Площадь застройки

• 2 комнаты
• 1 санузел

• 72² Общая площадь
• 12 x 6м Площадь застройки

• 2 комнаты
• 1 санузел

• 74² Общая площадь
• 7 x 6м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 1 санузел

• 110² Общая площадь
• 13 x 9м Площадь застройки

• 3 комнаты
• 1 санузел

• 75² Общая площадь
• 9 x 7м Площадь застройки

• 1 комната
• 1 санузел

• 45² Общая площадь
• 6 x 9м Площадь застройки

При достаточно невысокой цене, качество применяемых в каркасном домостроении материалов растёт с каждым годом. Неудивительно, что такой вид построек получает всё большее распространение во всех регионах России. И в зависимости от климатической зоны, один и тот же проект будет иметь различные требования к теплосбережению, поэтому, какая должна быть толщина стен каркасного дома, надо определять в каждом случае отдельно.

Есть несколько подвидов каркасной технологии – если общий принцип возведения домов одинаковый, то нюансы, среди которых и толщина стен, могут отличаться

Основные данные

Разница температур

Проводя расчет толщины теплоизоляции нужно учесть начальные данные о здании:

• Ограждающие конструкции – основные элементы строения (стены, кровля, перекрытие) также обладают определёнными теплоизоляционными свойствами. При утеплении нужно учитывать изоляционные свойства данных элементов – в зависимости от климатического пояса, дополнительное утепление может и не понадобиться.
• Разница температур – чем ниже температура на улице, тем ниже температура внутри помещения. Высокая разница температур снаружи и внутри дома сигнализирует о необходимости качественного утепления.

Начальные данные, позволяющие провести расчет – теплоизоляция основных элементов, их термическое сопротивление и коэффициенты теплоотдачи.

Состав технологии расчета

Система утепления из нескольких слоёв

Первый пункт – выполнение расчетов теплотехнических и физико-химических показателей:

• Параметры дома – выполняется анализ постройки, для которой подбирается утеплитель. При этом учитывается основные материалы строения и их теплотехнические свойства.
• Условия эксплуатации – при использовании здания в качестве постоянного места жительства требуется качественное утепление. При использовании здания в качестве, скажем, летней дачи, можно пожертвовать некоторыми нюансами утепления.
• Требования – анализируются строительные документы, нормы и правила. Вычисляется необходимая влажность и температура воздуха жилых помещений.

Результатом проведённых расчетов является выбор слоя утепления. Пользуясь необходимыми показателями из строительных норм, условиями эксплуатации здания и показателями теплопроводности материалов ограждающих стен, проводится подбор слоя утеплителя.

На основе подобранных материалов и технологии устройства, составляется спецификация утепления. В данном документе указывается необходимое количество основных и вспомогательных элементов изоляции, а также их цена и разновидности.

Выбор утеплителя

На фото – различные теплоизоляторы

При подборе основной изоляции, следует учитывать важные свойства и характеристики:

• Теплопроводность – изоляция должна хорошо задерживать тепло в здании и не пропускать холод снаружи. Показатели теплопроводности различных утеплителей можно узнать из строительных документов.
• Упругость – данный показатель сильно влияет на процесс монтажа. Чем выше упругость – тем легче утеплитель монтировать.
• Водонепроницаемость – в зависимости от влияния на изоляцию влаги может полностью меняться инструкция его использования. Не переносимые влагу виды изоляции защищаются влагонепроницаемыми плёнками.
• Горючесть – показатель важный в плане безопасности. Горючие материалы могут не только способствовать распространению огня при пожаре, но и сами могут выступать в качестве очага.
• Звукоизоляция – если строение расположено недалеко от дороги или любого шумного места, лучше выбирать изоляцию с высокими звукоизоляционными показателями. Сочетание качественного звукоизоляционного утеплителя и пластиковых окон может полностью решить проблему с неприятными звуками с улицы.
• Устойчивость к повреждениям – от данного показателя зависит срок эксплуатации изоляции. Сегодня строительные рынки предлагают системы с довольно большим сроком работоспособности – до 100 лет.

Перед тем, как рассчитать толщину теплоизоляции стен и технологию устройства, нужно проанализировать вышеперечисленные показатели. Сделав правильный выбор, можно не только сохранить тепло в доме, но и застраховать строение от неприятных ситуаций.

Классификация

В зависимости от того, какой критерий положен в основу классификации, утеплители делятся на разные группы. В рамках данной статьи нас интересует дифференциация по плотности. В этом случае выделяют следующие виды теплоизоляционных материалов:

• Легкие. Имеют небольшой вес и низкую теплопроводность. К данной группе в первую очередь относятся минераловатные материалы.
• Средние. Примером подобного утеплителя может выступить пеностекло. Такие теплоизоляционные материалы обычно выпускаются в форме плит и блоков, имеющих высокие показатели тепло- и звукоизоляции.
• Жесткие. Это плотный утеплитель, получаемый обычно методом прессования, например, минераловатные маты. Помимо низкой теплопроводности, характеризуются влагопрочностью и способностью выдерживать большие нагрузки.

Какими бывают габариты материала?

В случае если теплоизоляционный материал очень тонок, сквозь стенку просачивается холод и сырость, но и излишняя толщина также ни к чему.

Стандартными габаритами материала считаются такие:

• 75 мм;
• 150 мм;
• 60 мм;
• 200 мм;
• 70 мм;
• 80 мм;
• 50 мм;
• 15 мм.

Например, точка росы, которая располагается снаружи сооружения, сместится немного вовнутрь стенки, вследствие того, что теплоизоляционный материал не сможет ее удержать. В итоге – на плоскости стенки станет появляться конденсат, она станет медленно отсыревать, рушиться, будет появляться плесень и грибок.

Очень толстый слой теплоизоляции приведет к неоправданным расходам. Любой хороший хозяин желает построить не просто качественный и надежный дом, но и сэкономить по максимуму, а толстый слой изоляции стоит неплохих денег. Также при большой толщине термоизоляции не соблюдается естественная вентиляция изнутри стенок, вследствие чего внутри здания становится весьма душно и дискомфортно. Кроме того, в случае если утепление выполняется на внутренней части стенки, толстый слой материала заберет весьма большое количество свободного места, уменьшив квадратуру комнаты как визуально, так и физически.

Именно поэтому важно уметь рассчитывать толщину теплоизоляции. Ещё один весьма значимый момент – определение толщины теплоизолятора зависит напрямую от сырья, из которого изготовлена стенка

Исходя из этой информации, можно сделать вывод о теплопроводимости и теплотехнических свойствах этой части сооружения. Такие данные дают возможность квалифицировать теплоотдачи на любом квадратном метре площади. Абсолютный перечень данных материалов указан в СНиП No2-3-79. Плотность утеплителя бывает разной, но обычно используют от 0,6 – 1000 кг/м3

Ещё один весьма значимый момент – определение толщины теплоизолятора зависит напрямую от сырья, из которого изготовлена стенка. Исходя из этой информации, можно сделать вывод о теплопроводимости и теплотехнических свойствах этой части сооружения. Такие данные дают возможность квалифицировать теплоотдачи на любом квадратном метре площади. Абсолютный перечень данных материалов указан в СНиП No2-3-79. Плотность утеплителя бывает разной, но обычно используют от 0,6 – 1000 кг/м3.

В современном строительстве зачастую используют пеноблоки, на которые распространяются определенные требования к термоизоляции:

• ГСОП – 6000;
• сопротивление в теплоотдаче и термопередаче стен – свыше 3,5 С/кв. м/Вт;
• сопротивление в теплоотдаче и термопередаче потолков – свыше 6С/кв. м/Вт.

В случае если вы намереваетесь положить некоторое количество слоев теплоизолятора, характеристики сопротивления теплопередачи рассчитываются в виде суммы всех слоев

При этом нужно принимать во внимание теплопроводимость и свойства материала, из которого приготовлены стенки

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

Первый шаг расчета толщины теплоизоляции – определение теплосопротивления, которое необходимо компенсировать тепловым изолятором. Рассмотрим примеры на основе перечисленных данных. Здесь нужно воспользоваться формулой R=d/k, где толщина слоя делится на коэффициент теплопроводности.

Климатические зоны в пределах РоссииИсточник infourok.ru

Вот несколько вариантов (коэффициенты взяты как среднее значение):

1. Москва. ЖБ-плита толщиной 15 см без отделки. Фактически R=0,15/1,7=0,088. Не хватает 3-0,088=2,911 единиц.
2. Краснодар. Сруб из бревна сечением 20*20. Внутри гипсокартон. R=0,2/0,14=1,43. Компенсировать нужно 2,3-1,43-0,16=0,71 кв.м*℃/Вт.
3. Анадырь. Газопенобетонная стена толщиной 30 см. Фасад кирпичный, внутри кафель и штукатурка. R=0,3/0,145=2,068. Общее тепловое сопротивление составляет: 2,068+0,93+1,05+0,3=4,348 кв.м*℃/Вт. Здесь не хватает всего 4,7-4,348=0,352 единицы.

Следующий шаг – выбор теплоизоляционного материала по эффективности, способу монтажа, стоимости. Толщина определяется по первому критерию: d=R*k. Рассмотрим на примерах:

Москва. Эковата должна быть уложена слоем 2,911*0,034=0,01 м, пеноплекс 2,911*0,029=0,084 м, вспененный пенополистирол 2,911*0,038=0,11 м. Для бетонных стен оптимально будет использовать ЭППС толщиной 8,4 см без учета отделочных материалов.

Утепление строящегося монолитного дома пеноплексомИсточник remontuem.if.ua

• Краснодар. В том же порядке получатся такие результаты: 0,71*0,034=0,024, 0,71*0,029=0,02 и 0,71*0,038=0,026 м. Здесь разница в толщинах незначительная, поэтому можно сделать выбор в пользу эковаты из дышащей способности, что актуально в случае с брусом.
• Анадырь. Так как облицовка выполняется кирпичом между отделкой и блочной кладкой имеется зазор. Его плотно заполнять нельзя из-за низкой паропроницаемости облицовки. Как и в Краснодаре для теплоизоляции нужно брать дышащий материал. Например, минеральную вату толщиной 0,352*0,055=20 см.

Формула для расчета утеплителя проста. Готовые сводные таблицы найти можно в интернете в открытом доступе.

Нормы теплосопротивления стен в городах РоссииИсточник qwizz.ru

Но есть недостаток. Приходится выполнять много операций для получения данных касаемо всех слоев стены, чтобы получить недостающий показатель теплосопротивления конструкций. А после этого еще и утеплители выбирать. Кропотливое занятие, но практичное.

Как назначение минваты влияет на ее размеры

• снизить потери тепла зимой;
• предохранить от перегрева летом;
• сохранить элементы несущей конструкции здания от воздействий негативных факторов окружающей среды;
• увеличить срок эксплуатации сооружения.

Эти задачи вполне под силу неорганическим утеплителям. Из солидного перечня материалов подобного рода особым спросом пользуется минеральная вата. Минеральная вата давно и успешно применяется в строительстве.

Отдавая предпочтение этому виду утеплителя, потребитель получает следующие преимущества:

• показатель теплопроводности 0,035 Вт/мк, один из лучших;
• качественные диэлектрические свойства;
• высокие показатели паронепроницаемости;
• лучшие параметры огнестойкости;
• малую гигроскопичность;
• высокую устойчивость к агрессивным средам.

Данный материал может быть использован для утепления стен, как внутри, так и снаружи. Его используют для крыш, чердачных и подвальных помещений, внутренних перегородок. Его размеры имеют те же стандарты, что и расстояния между направляющими, где минвата укладывается. Если в строительстве возникают нарушения стандартов, появляется и необходимость корректирования размеров утеплителя.

Обратите внимание: производители минеральной ваты выпускают свою продукцию в размерах максимально адаптированных под стандарты современного строительства

Толщина стен

Внешняя стеновая отделка выполняет две важные функции. Она защищает внутреннюю стену от осадков и поддерживает прочность дома, усиливает каркас. Выбор стеновой обшивки учитывает не только характеристики водо- и влагостойкости, а также прочность на изгиб, способность противостоять ветровым нагрузкам.

Внешняя стеновая обшивка

Наружная стеновая обшивка может быть выполнена различными материалами. Используются плиты ОСБ на каркасный дом, металлопрофиль, цементностружечные плиты, деревянные доски – вагонка, блок-хаус, брус. Каждый из них имеет собственные характеристики и размеры.

Изоплат для обшивки.

Чаще других используются плиты ОСБ – в силу ценовой доступности. Выбор их толщины определяется этажностью строения. Толщина ОСП для стен каркасного дома в одноэтажных постройках составляет минимум 9 мм. Для двухэтажных домов она должна быть не меньше 12 мм. Таким образом, в каркасном доме толщина ОСБ определяет его прочность, долговечность, устойчивость к ураганному ветру.

Внутренняя стеновая обшивка

Внутренняя обшивка стены может выполняется листовыми материалами. Это может быть ОСБ толщиной 9 или 12 мм. Она также может быть собрана из тонких материалов – фанеры, МДФ, толщина которых не превышает 5 мм. Она может быть сделана из гипсокартона, толщина листов которого составляет 12-13 мм.