Что учитывает калькулятор при вычислении толщины утеплителя для стен

2 Процедура расчета

Использовать калькулятор – это конечно хорошо. Но не будем забывать и про личные качества. Все-таки знание и понимание процесса расчета даст нам намного больше сведений, чем бездумное забивание нескольких цифр в рабочую программку.

Сначала рассчитывают номинальное теплосопротивление стен. То есть те их теплоизоляционные свойства, которыми они обладают изначально.

Теплосопротивление на утепление стен минеральными плитами считают по формуле:

R=p/k, где

• R – непосредственно теплосопротивление;
• P – толщина слоя;
• k – коэффициент теплопроводности.

Однако показателей сопротивления будет несколько. Ведь стена может состоять не только из одного лишь кирпича или бетона. Снаружи ее могут отделать слоем в 3-4 см штукатурки, а изнутри нанесут еще несколько сантиметров шпаклевки. Все это надо рассчитать и сложить.

В итоге вы получите общий показатель сопротивления, что есть у ваших стен на данный момент. Затем вы сравните его с номинальными показателями по температурному региону.

Схематическое изображение теплоизоляционного пирога

Для этого загляните в справочник строительных норм. Под каждый регион в нем указывается показатель теплосопротивления, при котором стена эффективно удерживает тепло внутри дома. В большинстве случаев полученный показатель будет ниже номинального, и это нормально.

При несоответствии вам нужно отнять от номинального сопротивления реальное. Полученный результат и будет тем теплосопротивлением, которое необходимо будет нивелировать с помощью использования утеплителя.

2.1 Расчет утеплителя

Итак, недостающие показатели получены. Что же делать дальше? А все очень просто. Действуем по той же схеме. Теперь у нас уже есть понимание того, сколько примерно тепла нужно компенсировать.

Также у нас есть показатели теплопроводности самих утеплительных материалов. Например, у пенопласта он находится 0,035 Вт/м. Данные берутся с таблиц.

Мы перемножаем показатели друг на друга, чтобы получить примерную рабочую толщину утеплителя. Если, например, 50 мм пенопласта не хватит, чтобы полностью компенсировать потери теплосопротивления, то нужно просто увеличить эту толщину и пересчитать ее еще раз.

В конце концов, вы придете к нормальному значению, что будет вас устраивать. Прелесть выполнения расчета в том, что вы сможете подобрать практически идеальный слой утеплителя и сэкономить на этом существенные деньги.

Вместо того чтобы по стандарту утеплять стены десятисантиметровыми пенополистирольными плитами или жидкими утеплителями для стен, можно задействовать несколько формул и определить, что в вашем случае, например, хватит и 7 см пенопласта. Так зачем платить больше?

Собственно, все калькуляторы расчета утеплителя работают по этим же формулам. Просто там все данные уже забиты в ядро программы. Это касается как табличных параметров, так и формул, а также порядка их просчета.

Человеку больше не нужно искать формулы, подставлять в них значения и мучиться с расчетами. Программа перебирает все эти функции на себя, при этом выполняя работу намного быстрее. Любой расчет такой калькулятор способен выполнить почти мгновенно, что тоже большой плюс.

Расчет теплоизоляционного слоя: формулы и примеры

Чтобы иметь возможность точно рассчитать величину утепления, необходимо найти коэффициент сопротивления теплопередачи всех материалов стены или другого участка дома. Он зависит от климатических показателей местности, поэтому вычисляется индивидуально по формуле:

ГСОП=(tв-tот)xzот

tв — показатель температуры внутри помещения, обычно составляет 18-22ºC;

tот — значение средней температуры;

zот — длительность отопительного сезона, сутки.

Значения для подсчета можно найти в СНиП 23-01-99.

При вычислении теплового сопротивления конструкции, необходимо сложить показатели каждого слоя: R=R1+R2+R3 и т. д. Исходя из средних показателей для частных и многоэтажных домов определены примерные значения коэффициентов:

• стены — не менее 3,5;
• потолок — от 6.

Толщина утеплителя зависит от материала постройки и его величины, чем меньше теплосопротивление стены или кровли, тем больше должен быть слой изоляции.

Пример: стена из силикатного кирпича толщиной в 0,5 м, которая утепляется пенопластом.

Rст.=0,5/0,7=0,71 — тепловое сопротивление стены

R- Rст.=3,5-0,71=2,79 — величина для пенопласта

Имея все данные, можно рассчитать необходимый слой утеплителя по формуле: d=Rxk

Для пенопласта теплопроводность k=0,038

d=2,79×0,038=0,10 м — потребуются плиты пенопласта толщиной в 10 см

По такому алгоритму легко подсчитать оптимальную величину теплоизоляции для всех участков дома, кроме пола. При вычислениях, касающихся утеплителя основания, необходимо обратиться к таблице температуры грунта в регионе проживания. Именно из нее берутся данные для вычисления ГСОП, а далее ведется подсчет сопротивления каждого слоя и искомая величина утеплителя.

Расчет утепления для пола

Для правильного расчета необходимо обладать некоторыми знаниями, к которым относятся:

• расположение пола по отношению к уровню земли;
• температура грунта на глубине.

В этом поможет следующая таблица.

Расчет происходит по следующему сценарию:

• определяется ГОСП;
• вычисляется теплосопротивление;
• определяется толщина всех слоев и сопротивление каждого из них;
• данные суммируются.

Для нахождения толщины утеплителя нужно из нормативного сопротивления вычесть суммарное значение слоев, исключение — изоляционный. Для нахождения нужного значения теплосопротивление утеплителя умножают на коэффициент теплопроводности.

Если процесс «Как рассчитать толщину утеплителя для стен» не слишком понятен, то лучше пойти другим путем: в сети можно найти множество калькуляторов, которые способны значительно облегчить ваши труды.

Какая толщина утепления?

Минимальная толщина утепления в регионе Москва — Подмосковье 200 мм, для утепления по скатам необходимо использовать базальтовый утеплитель минимальной плотностью 25 кг/м3. Использование обычного утеплителя может привести со временем к его оседанию.

Что лучше, потратить больше денег на утеплитель, а потом меньше платить за расход энергии, или лучше сэкономить деньги на утеплителе, чтобы потом выплачивать их «в рассрочку?

К примеру, Вы утеплили кровлю в Подмосковье, положив слой утеплителя толщиной всего 15 см, вместо положенных 20 см. Когда зимой температура опустится ниже 20˚, будьте готовы к тому, что с отделки мансарды будут капать капли воды образовавшегося конденсата.

Нужно ли Вам это?

Схемы вычислений и калькуляторы

Дабы исполнить теплотехнический расчет теплоизолятора, необходимо принимать во внимание несколько моментов, которые достаточно непросто понять неопытному строителю. Наиболее необходимым показателем считается характеристика стенки и климатические особенности территории, где идет строительство, а также их соотношение

Как только вы определились с технологией выполнения работ и выбрали нужный материал, следует приступить к расчётам.

В обязательном порядке необходимо утеплить трубопроводы и иные магистрали со стороны улицы, которые ведут внутрь жилья. Это одни из самых потенциально опасных мест возникновения огромной локальной теплопотери и проникновения через них холода (уходит до 30% тепла).

Когда вы определились с технологией выполнения работ и выбрали подходящий материал, можно приступать к расчетам.

Толщина материала для утепления кровли

Итак, после того как вы определились с материалом, необходимо определиться с его толщиной.

Некоторые населенные пункты можно посмотреть в табл.1.

Таблица 1. Рекомендуемая толщина базальтового утеплителя в некоторых населенных пунктах

Населенный пункт	Толщина базальтового утеплителя, см
Волгоград, Вологда, Калининград, Краснодар, Москва, Санкт-Петербург	20
Ижевск, Омск, Иркутск, Новосибирск	25
Анадырь, Воркута, Чита	30
Якутск	35

Данные в таблице приведены с учетом кратности плитам утеплителя — его выпускают толщиной 50 и 100 мм. У базальтового утеплителя теплопроводность немного выше или равна теплопроводности минеральной ваты на основе стекловолокна и пенополистирола, поэтому указанные значения применимы и для этих типов теплоизоляции.

Расчета толщины утеплителя

Надеемся вам хватило желания дочитать предыдущий раздел нашей статьи. Теперь попробуем рассчитать толщину утеплителя в зависимости от материала и толщины стен.

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 RТР,которое мы рассчитывали в предыдущейглаве, т.е.:

RТР = R₁ + R₂ + R₃ … 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

Что бы дальше не путать вас формулами, рассмотрим три примера.

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/м3 , а снаружи обложена керамическим пустотелым кирпичом плотностью 1000 кг/м3. 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*С — теплопроводность газобетона;

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

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

Далее вычисляем значение R для каждого материала, зная, что толщина слоя газобетона δ_SГ = 30 см, а наружная кладка в полкирпича равняется δ_SК = 12 см.

R_Г = δ_SГ/λ_SГ = 0,3/0,14 = 2,14 м2*С/Вт — тепловое сопротивление газобетона;

R_К = δ_SК/λ_SК = 0,12/0,52 = 0,23 м2*С/В — тепловое сопротивление кирпича.

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

RТР= R_Г + R_У + R_К,

тогда R_У = RТР— R_Г — R_К

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

R_У = 3,45 — 2,14 – 0,23 = 1,08 м2*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 RТР(18С) = 3,15 м2*С/Вт, то получим:

R_У = 3,15 — 2,14 – 0,23 = 0,78 м2*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/м3. Толщина кладки при этом 38 см.

По аналогии с предыдущими вычислениями находим значения теплопроводности по таблице:

λ_SК1 = 0,87 Вт/м*С — теплопроводность силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м3;

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

λ_SК2 = 0,52 Вт/м*С – теплопроводность кирпича плотностью 1000 кг/м3.

Далее находим значения R:

R_К1 = δ_SК1/λ_SК1 = 0,38/0,87 = 0,44 м2*С/Вт — тепловое сопротивление кирпича 1800 кг/м3;

R_К2 = δ_SК2/λ_SК2 = 0,12/0,52 = 0,23 м2*С/В — тепловое сопротивление кирпича 1000 кг/м3.

Находим тепловое сопротивление утеплителя:

R_У = 3,45 – 0,44 – 0,23 = 2,78 м2*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*С, можем сразу вычислить необходимую толщину стен т.к. стена однородна.

δ_S = RТР 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.

Какие данные понадобятся?

У теплопроводности стен и потолка есть определенные минимальные показатели. Для расчёта необходимо воспользоваться формулами:

• стена: R=3,6-R;
• потолок: R=6-R.

После получения числового значения разницы следует вычислить толщину утеплителя по следующей формуле: p = R*k, где р-искомая толщина утеплителя.

При использовании теплоизоляции из пенопласта или минеральной ваты рекомендованное значение – 10 см (в кирпичных домах, а также в домах с панельными стенами, лоджиях, на балконе).

Коэффициент теплопередачи всех материалов стены или иных участков в жилом сооружении определяется отдельно, зависит от разных климатических условий и является индивидуальным:

ГСОП= (tв-tср) x*z, где:

• tв — средняя температура внутри помещения;
• tот — средняя температура окружающей среды;
• zот — длительность отопительного сезона в сутках (если у вас автономное отопление, то принимайте значение, основываясь на личном опыте)

Какие данные понадобятся?

У теплопроводности стен и потолка есть определенные минимальные показатели. Для расчёта необходимо воспользоваться формулами:

• стена: R=3,6-R;
• потолок: R=6-R.

После получения числового значения разницы следует вычислить толщину утеплителя по следующей формуле: p = R*k, где р-искомая толщина утеплителя.

При использовании теплоизоляции из пенопласта или минеральной ваты рекомендованное значение – 10 см (в кирпичных домах, а также в домах с панельными стенами, лоджиях, на балконе).

Коэффициент теплопередачи всех материалов стены или иных участков в жилом сооружении определяется отдельно, зависит от разных климатических условий и является индивидуальным:

ГСОП= (tв-tср) x*z, где:

• tв — средняя температура внутри помещения;
• tот — средняя температура окружающей среды;
• zот — длительность отопительного сезона в сутках (если у вас автономное отопление, то принимайте значение, основываясь на личном опыте)

Ассортимент современных утеплителей

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.

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.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

Где:

• А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
• dT — разность наружной и внутренней температур.
• dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

Где

• V — объем помещения, куб. м;
• Кв — кратность воздухообмена;
• Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
• С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

• понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
• на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
• предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

Где:

• W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
• N — количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Теплопотери через канализацию

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

Где:

• Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
• Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
• С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
• dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
• 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Пример расчета

Рассчитать количество утеплителя попробуем на основе таких данных:

• периметр дома составляет 8+7+8+7=30 м (здесь 8 – размер длинной стены, 7 – короткой);
• высота стены 3 м;
• фронтон (треугольная верхняя часть меньшего фасада, образующаяся при монтаже двускатной крыши) имеет ширину 7 м и высоту 2 м;
• количество окон 10, из них 6 имеют размеры 1500х1500 мм, 4 – 1000х1500 мм;
• дверь одна, размерами 1200х2100 мм.

Важно: при расчете утеплителя (онлайн-калькулятор или вручную) площадь фронтона рассчитывается как площадь прямоугольника, а не треугольника, поскольку значительная часть термоизоляционного материала для него идет в отход за счет обрезки плит или рулонов. При расчете фронтона как треугольник потребная площадь утеплителя уменьшается, но приходится облицовывать поверхность состыкованными фрагментами плит/рулонов.. Соответственно площадь облицовки с учетом фронтона и проемов составит:

Соответственно площадь облицовки с учетом фронтона и проемов составит:

Примем в качестве теплоизолятора экструдированный пенополистирол Ursa XPS N-III-G4, который отпускается в размере 1180х600х50 мм (7 плит/4,956 м2). Для вычисленной площади облицовки потребуется (при учете, сколько квадратов в утеплителе, одна плита имеет площадь 1,08 м.кв.) 89 плит или 13 упаковок. При стоимости упаковки 1000…1100 руб. (данные для Москвы, на 13.08.2018) утепление дома обойдется в 14 тыс. рублей. Аналогично выполняются расчеты для других утеплителей (сколько квадратов минвата в виде рулона или плиты занимает или сколько утеплителя в кубе, рассчитывается в зависимости от данных производителя).

Ещё немного советов, которые упростят работу

Расчет теплозащищенности дома или нежилого строения, выбор способа монтажа теплоизолирующих материалов и предпочтение типа материала – сложный и требующий учета многих факторов вопрос. Для непрофессионала такой расчет очень сложен, в том числе за счет поиска необходимой информации по используемым материалам.

Заметно упростит работу использование специального программного обеспечения, в наиболее простом варианте – онлайн-калькуляторов для расчета толщины теплоизолирующего слоя. При их использовании следует учитывать, что большая часть калькуляторов разрабатывается производителями средств для теплоизоляции и ориентированы на их продукцию. Соответственно, данных по товарам других производителей может не быть или же информация может содержать неточности.

Из программного обеспечения, помимо калькуляторов, можно рекомендовать Revit компании AutoDESK, а также расчеты в Exel.

Правильно и рационально утепленный дом позволяет сократить расходы на отопление до 50%, а разумная конструкция на стадии строительства – создать не просто пассивный (потребляющий незначительное количество энергии), а активный – имеющий положительный годовой баланс энергии. Тем самым при высокой начальной стоимости строительства (в том числе значимых расходах на теплоизолирующие материалы и энергосберегающие конструкции) окупаемость такого строения будет удачно дополнена сохранением экологической обстановки и комфортными условиями проживания.

Важность дополнительного слоя термозащиты

При возведении каркаса из дерева стоит знать о высокой теплопроводности этого материала. Доска, которая является основой конструкции, быстро отдает внутреннее тепло, потому внутренний слой термоизоляции может плохо выполнять свои функции. Мостики теплоотдачи должны быть закрыты хотя бы с одной стороны. Для этого часто на внешние стены здания клеют пенопласт высокой плотности, толщиной до 5 см. Этот материал не позволит дереву быстро отдавать внутреннее тепло, сохранит дом от перепадов температур и влаги.

Пенопласт может быть установлен под ровным слоем внешней вагонки из пластика или дерева. Внешняя отделка станет эффективной системой ветрозащиты и при этом позволит материалам стены «дышать». Эффективное проветривание предотвратит конструкцию от образования плесени и очагов гниения.

Дополнительный слой утеплителя рассчитать просто — необходимо определить площадь стен:

Sстен = Pстен * Vстен.

Параметр Sстен можно указывать в бланке заказа пенопласта на складе.

Факторы, влияющие на теплопотери

Тепловые процессы хорошо коррелируют с электротехническими: в роли напряжения выступает разница температур, тепловой поток можно рассматривать как силу тока, ну а для сопротивления даже своего термина придумывать не нужно. Также в полной степени справедливо и понятие наименьшего сопротивления, фигурирующего в теплотехнике как мостики холода.

Если рассматривать произвольный материал в разрезе, достаточно легко установить путь теплового потока как на микро-, так и на макроуровне. В качестве первой модели примем бетонную стену, в которой по технологической необходимости выполнены сквозные крепления стальными стержнями произвольного сечения. Сталь проводит тепло несколько лучше бетона, поэтому мы можем выделить три основных тепловых потока:

• через толщу бетона
• через стальные стержни
• от стальных стержней к бетону

Теплопотери через мостики холода в бетоне

Модель последнего теплового потока наиболее занимательна. Поскольку стальной стержень прогревается быстрее, то ближе к наружной части стены будет наблюдаться разница температур двух материалов. Таким образом, сталь не только «перекачивает» тепло наружу сама по себе, она также увеличивает тепловую проводимость прилегающих к ней масс бетона.

В пористых средах тепловые процессы протекают похожим образом. Практически все строительные материалы состоят из разветвлённой паутины твёрдого вещества, пространство между которым заполнено воздухом. Таким образом, основным проводником тепла служит твёрдый, плотный материал, но за счёт сложной структуры путь, по которому распространяется теплота, оказывается больше поперечного сечения. Таким образом, второй фактор, определяющий термическое сопротивление, это неоднородность каждого слоя и ограждающей конструкции в целом.

Уменьшение теплопотерь и смещение точки росы в утеплитель  при наружном утеплении стены

Третьим фактором, влияющим на теплопроводность, мы можем назвать накопление влаги в порах. Вода имеет термическое сопротивление в 20–25 раз ниже, чем у воздуха, таким образом, если она наполняет поры, в целом теплопроводность материала становится даже выше, чем если бы пор вообще не было. При замерзании воды ситуация становится ещё хуже: теплопроводность может возрасти до 80 раз. Источником влаги, как правило, служит комнатный воздух и атмосферные осадки. Соответственно, три основных метода борьбы с таким явлением — это наружная гидроизоляция стен, использование парозащиты и расчёт влагонакопления, который обязательно производится параллельно прогнозированию теплопотерь.

Расчет общего количества утеплителя

Для правильного подсчета необходимого утеплителя необходимо точно знать параметры стен в доме. Для примера возьмем проект небольшого дачного дома в 40м2 с отделкой минеральной ватой в 10см:

• Рстен = 5х2+8х2;
• Рстен = 26м;
• Толщина стен = 10 см (утеплитель)= 2 слоя (по 5 см каждый);
• Высота стен = 2 м.

Подставляем переменные в уравнение:

Необх. кол-во ваты = 26м х 2м х 2слоя = 52 м2 утеплителя х 2 = 104 м2 утеплителя.

Зная параметры одного листа минеральной ваты, можно просчитать количество в листах.

1. Например, лист ваты 50х500х1000 мм (0,5м2).
2. Необходимое количество листов = 104 м2/ 0,5м2 = 208 листов.

Отсюда можно узнать цену и определить общую стоимость утеплителя для дома.

Типовая конструкция стены

Конечно, выбор толщины стены зависит не только от климата в регионе, но и от предназначения конструкции: будет ли дом для постоянного проживания, или — для временного, а так же от материалов применяемых в конструкции внутренней и внешней частей стены, от вида используемого утеплителя, наличия воздушного зазора.

Классическая стена состоит из следующих элементов:

• Внешняя обшивка. Может быть толщиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров в зависимости от используемых материалов. Чаще всего применяют цементно-стружечные ЦПС или древесно-стружечные OSB плиты, реже используют металлопрофиль или облицовочный кирпич. При отсутствии воздушного зазора внешняя часть может состоять просто из оштукатуренного утеплителя.

• Воздушный зазор. Он нужен для того, чтобы исключить проникновение влаги через внешнюю обшивку в утеплитель, и он оставался сухим, не теряя своих теплоизолирующих свойств. В зависимости от типа применяемых изоляционных материалов может составлять от 25 до 50 мм.

Порядок расположения слоев в каркасном доме стандартныйИсточник sargorstroy.ru

• Каркас. Может быть утеплённым, или нет. Минимальная толщина несущей конструкции стены без утепления составляет 50мм и увеличивается в зависимости от вида используемого утеплителя: минеральное волокно, эковата, пенополистирол, полиуретановое напыление. Толщина утеплителя для стен каркасного дома может достигать 400мм.

• Внутренняя обшивка. Обычно состоит из более экологичных материалов, чем внешняя, так как связана с жилым пространством. Чаще всего используют гипсокартон или материалы на основе натурального дерева (доска, брус), реже фанеру, МДФ или OSB. Если несущая конструкция каркаса не утепляется, то обшивки стены может и не быть.

Из конструкционных особенностей стены понятно, что самое сложное — это определить толщину утепления каркаса.

Требования к теплоизоляционным материалам

Мало кто знает, но утеплитель для крыши или же для помещения мансарды должен иметь определенные параметры, которым в обязательном порядке должен соответствовать:

• Безопасность в плане противопожарного типа. Данное изделие не должно гореть.
• Обязательно должны быть высококачественными свойства изоляции звука. Такое изделие в обязательном порядке должно сводить к минимуму внешние виды шумов.
• Также к важным факторам относится паропроницаемость.
• Материал должен соответствовать экологической и санитарной безопасности.
• Материал должен обладать высокой прочностью и долговечностью(особенно при утеплении плоской кровли).