Чтобы в доме зимой было комфортно жить сделать только хорошее отопление недостаточно. Важно позаботиться о надежной теплоизоляции всех ограждающих конструкций: пола, стен, крыши. В статье подробно рассказано как рассчитать толщину утеплителя для строительства и ремонта.
В магазинах предлагают большое количество разнообразных утеплителей. Одни подходят для деревянных конструкций, другие укладываются только под бетон. Чтобы вы ни выбрали (пенопласт, одну из разновидностей минеральной ваты или опилки), важно правильно определить толщину термоизоляционного слоя.
Для этого придется найти несколько ключевых цифр и точно знать из чего будет построен дом. На расчеты влияет и ваш регион. Так, если возводить дом по одному и тому же проекту в Московской области и Хабаровском крае, толщина утеплителя в полу по балкам будет различаться.
Нам понадобится информация из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и 23-01-99 “Климатология”. В первом находим значение теплопередачи для ограждающих конструкций (R0), а во втором продолжительность отопительного периода в вашем регионе.
Чтобы вы не копались в строительной документации приложил карту с расчетом R0 для большинства регионов:
Обратите внимание, что для каждого региона даны три числа: для стен, перекрытий и покрытий.
После того как вы нашли нужную переменную для вашего региона переходим к следующему шагу. Определите конструкцию ограждение, из каких слоев оно состоит. Так, пол первого этажа для дома на сваях может быть сделан из трех слоев:
🔧 под балки подшиваются доски;
🔧 укладывается утеплитель для пола;
🔧 набивается основание для чистового пола.
Далее, найдите теплопроводность (λ1) каждого слоя. Если вы строите деревянный дом, тогда пригодится эта таблица:
Теперь рассчитайте теплосопротивление основного строительного материала (R1), в зависимости от его толщины (δ1) . Для этого разделите толщину в метрах на теплопроводность:
R1 = δ1 / λ1.
Далее определим недостающее теплосопротивление (R2), которое должен возместить утеплитель:
R2 = R0 – R1.
Осталось лишь рассчитать толщину утеплителя (δ2). Необходимо умножить недостающее теплосопротивление на теплопроводность выбранного термоизолятора (λ2):
δ2 = R2 * λ2.
У вас получится результат в метрах. Округлите его в большую сторону.
Теперь разберем этот расчет на примере. Нам дано: пол, по конструкции такой же, как описан выше (утеплитель между рядами сосновых досок). Дом находится в Екатеринбурге. В роли утеплителя выберем каменную вату от компании Rockwool.
С помощью таблиц и справочников находим необходимые показатели:
🔧 для пола в Екатеринбурге R0 = 4,6 Вт/(м²*°C);
🔧 толщина первого ряда досок 30 мм, верхнего — 50 мм, в итоге λ1 = (30+50)/1000 = 0,08 м;
🔧 теплопроводность сосновой доски λ1 = 0,15 Вт/(м*С);
🔧 теплопроводность утеплителя λ2 = 0,045 Вт/(м*С).
Определим теплосопротивление досок:
R1 = 0,08 / 0,15 = 0,53 Вт/(м²*°C).
Рассчитаем недостающее сопротивление теплопроводности:
R2 = 4,6 – 0,53 = 4,07 Вт/(м²*°C).
Осталась лишь найти толщину утеплителя:
δ2 = 4,07 * 0,045 = 0,18315 м = 184 мм.
Как видите, рассчитать толщину теплоизоляции для дома довольно просто.
Вас могут заинтересовать статьи на эту тему:
5 грубых ошибок при утепление фасада дома
Ошибка! Почему утеплять стены изнутри нельзя?
Пример расчёта толщины теплоизоляции стены
Необходимые табличные данные и общие сведения о расчёте теплоизоляции стены вы можете найти в статье Расчёт толщины теплоизоляции.
Также табличные значения можно узнать из ссылочных материалов в конце статьи.
Для удобства расчёта скачайте программу в Excel в конце статьи.
Рассмотрим для примера подбор теплоизоляции стены.
Исходные данные:
Район строительства — г. Уфа;
Стена выполнена под штукатурку, пирог выглядит следующим образом:
Толщина несущей стены 380 мм (кладка в полтора кирпича), материал несущей стены — кирпич полнотелый керамический;
Утеплитель — минеральная вата;
Тип здания — жилое.
Климатические условия
Т.к. здание жилое, то среднюю температуру наружного воздуха, а также продолжительность отопительного периода принимаем согласно таблице 3.1 СП 131.13330.2012 для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.
Согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология, таблице 3.1 для г.Уфа:
продолжительность отопительного периода zот = 209 дней;
средняя температура наружного воздуха отопительного периода tот =-6 °С (минус 6);
по карте зон влажности приложения В СП 50.13330.2012 определяем что г.Уфа находится в сухой зоне влажности:
Температура и влажность внутри помещения
Согласно ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Таблице 1:
расчётная внутренняя температура tв = 21 °С (минимальная температура для диапазона 21-23 °С т.к. температура самой холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 для г.Уфа -33°С);
влажность воздуха — 60%, что согласно таблице 1 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий является нормальным режимом.
Таблица 1 (ГОСТ 30494-2011) — Оптимальные и допустимые нормы температуры и относительной влажности воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий
| Период года | Наименование помещения | Температура воздуха, °С | Относительная влажность, % | ||
| оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая, не более | ||
| Холодный | Жилая комната | 20-22 | 18-24 (20-24) | 45-30 | 60 |
| Жилая комната в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже | 21-23 | 20-24 (22-24) | 45-30 | 60 | |
| Кухня | 19-21 | 18-26 | Не нормируется | Не нормируется | |
| Туалет | 19-21 | 18-26 | Не нормируется | Не нормируется | |
| Ванная, совмещенный санузел | 24-26 | 18-26 | Не нормируется | Не нормируется | |
| Помещения для отдыха и учебных занятий | 20-22 | 18-24 | 45-30 | 60 | |
| Межквартирный коридор | 18-20 | 16-22 | 45-30 | 60 | |
| Вестибюль, лестничная клетка | 16-18 | 14-20 | Не нормируется | Не нормируется | |
| Кладовые | 16-18 | 12-22 | Не нормируется | Не нормируется | |
| Теплый | Жилая комната | 22-25 | 20-28 | 60-30 | 65 |
| Примечание — Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов. |
Таблица 1 (СП 50.13330.2012) — Влажностный режим помещений зданий
| Режим | Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С | ||
| до 12 | свыше 12 до 24 | свыше 24 | |
| Сухой | До 60 | До 50 | До 40 |
| Нормальный | Свыше 60 до 75 | Свыше 50 до 60 | Свыше 40 до 50 |
| Влажный | Свыше 75 | Свыше 60 до 75 | Свыше 50 до 60 |
| Мокрый | — | Свыше 75 | Свыше 60 |
Теплопроводность элементов ограждения
Основными теплоизолирующими материалами в данной конструкции являются кирпичная стена и утеплитель. Декоративная штукатурка, клеевой слой имеют малую толщину, поэтому существенно не влияют на общее термическое сопротивление стены и мы не учитываем эти слои в расчёте.
Т.к. согласно карте зон влажности климат в Уфе сухой, а влажность воздуха внутри помещений нормальная, то по таблице 2 СП 50.13330.2012 условия эксплуатации ограждающих конструкций принимаются за «А».
Таблица 2 (СП 50.13330.2012) — Условия эксплуатации ограждающих конструкций
| Влажностный режим
помещений зданий (по таблице 1 СП 50.13330.2012) |
Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности (по приложению В) | ||
| сухой | нормальной | влажной | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Коэффициент теплопроводности кирпичной кладки по таблице Т.1 СП 50.13330.2012 при условиях эксплуатации А равен:
λ=0,7 Вт/(м•°С).
Плотность утеплителя для штукатурного фасада должна быть примерно 150 кг/м³, Коэффициент теплопроводности утеплителя по таблице Т.1 СП 50.13330.2012 при условиях эксплуатации А равен:
λ=0,043 Вт/(м•°С).
Если имеются данные испытаний утеплителя конкретного производителя, то можно воспользоваться ими.
Как видим минеральная вата более чем в 16 раз эффективнее кирпичной кладки, поэтому не имеет смысла увеличивать толщину кладки для того, чтобы добиться необходимого термического сопротивления. Толщина кирпичной кладки подбирается исходя из расчёта на прочность и устойчивость.
Расчёт необходимой толщины утепления
Для начала определяем ГСОП по формуле 5.2 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий:
ГСОП = (tв — tот)zот= (21-(-6))*209=5643.
По формуле таблицы 3 СП 50.13330.2012 определяем требуемое термическое сопротивление ограждающей конструкции
где а=0,00035, b=1.4 (для стен здания, параметры взяты из таблицы 3 СП 50.13330.2012)
Rтр=0.00035*5643+1.4=3.37505 (м2 ∙ °С)/Вт.
Мы вычислили требуемое термическое сопротивление, теперь постепенно увеличивая толщину утепления необходимо добиться чтобы фактическое термическое сопротивление было не меньше этого числа.
Термическое сопротивление участка стены определяем по формуле Е.6 СП 50.13330.2012:
где αв = 8,7 Вт/(м2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 4 СП 50.13330.2012;
αн = 23 Вт/(м2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 6 СП 50.13330.2012;
Rs — термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м2 ∙ °С)/Вт, определяемое для невентилируемых воздушных прослоек по таблице Е.1 СП 50.13330.2012, для материальных слоев по формуле Е.7 СП 50.13330.2012
δкирп =0.38 м;
λкирп =0.7 Вт/(м•°С);
R кирп = 0,38/0,7=0,543 (м2 ∙ °С)/Вт.
Без учета утеплителя термическое сопротивление стены равно:
R0 = 1/8,7+0,543+1/23=0,7
Таким образом термическое сопротивление слоя теплоизоляции должно быть не менее Rтр — R0 =3,375-0,7=2,675 (м2 ∙ °С)/Вт.
Из формулы Е.7 СП 50.13330.2012 можем вычислить минимальную толщину теплоизоляции:
δтепл ≥R *λтепл =2,675*0,043=0,115 м.
Т.к. 115 мм утеплителя не бывает, то принимаем толщину утеплителя 120 мм.
Теперь сделаем проверочный расчёт по формуле Е.6 СП 50.13330.2012:
R0 = 1/8,7+0,38/0,7+0,12/0,043+1/23=3,49 (м2 ∙ °С)/Вт, что больше требуемых 3,375.
Литература:
1) СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (скачать в pdf);
2) СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*(скачать в pdf);
3) ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях;
4) ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
Для простоты расчёта я сделал не большую программку в Excel. 
В ней вы найдете также справочную информацию: расчётные коэффициенты и температуры, карта зон влажности.
Пример расчета толщины теплоизоляции
Как рассчитать толщину теплоизоляции?
Необходимая толщина теплоизоляции – это теплосопротивление (R).
Теплосопротивление является величиной постоянной, которая
рассчитывается для каждого региона в отдельности. За средний норматив возьмем следующие величины:
Теплосопротивление стен – 3,5 (м2*К/Вт)
Теплосопротивление потолка – 6 (м2*К/Вт)
Теплосопротивление стен – 4,6 (м2*К/Вт)
При расчете теплоизоляции стен
(пола, потолка), состоящих из нескольких слоев – общее
теплосопротивление равно сумме показателей теплосопротивления каждого
слоя:
R= R1+R2+R3
Итак, толщина теплоизоляционного слоя (или теплосопротивление) расчитывается по формуле:
R = p/k
где р – толщина слоя (м),
к – коэффициент теплопроводности материала (Вт/м*к)
В таблице 1 приведены коэффициенты теплопроводности некоторых строительных и теплоизоляционных материалов.
Таблица 1. Коэффициент теплопроводности строительных материалов
|
Материал |
Коэффициент теплопроводности (Вт/м*к) |
|
Минеральная вата |
0,045 – 0,07 |
|
Пенополистирол (пенопласт) |
0,031 – 0,041 |
|
Стекловата |
0,033 – 0,05 |
|
Эковата (целлюлозный утеплитель) |
0,038 – 0,045 |
|
Опилки |
0,07 – 0,93 |
|
ДСП, ОСП |
0,15 |
|
Дуб |
0,20 |
|
Сосна |
0,16 |
|
Кирпич пустотелый |
0,35 – 0,41 |
|
Кирпич красный глиняный |
0,56 |
|
Керамзит |
0,16 |
|
Железобетон |
2,00 |
Пример расчета толщины теплоизоляции
Рисунок 1. Расчет толщины теплоизоляции
В счет примера возьмем кирпичную
стену в полтора кирпича и сделаем расчет необходимого слоя теплоизоляции
из минеральной ваты (рис. 1).
1. Нам необходимо теплосопротивление стены не менее 3,5 (м2*К/Вт).
Следовательно, мы изначально должны узнать теплосопротивление данной
стены. Толщина стены в полтора кирпича = 0,38 м. Коэффициент
теплопроводности кирпича = 0,56 (Вт/м*к), итак по формуле:
R= p/k
R(к)= 0,38/0,56
R(к)= 0,68 (м2*К/Вт)
2. Что бы достичь необходимого показателя теплосопротивления в 3,5 (м2*К/Вт):
R(м) = R – R(к)
R(м)= 3,5 – 0,68
R(м)= 2,85 (м2*К/Вт)
3. Исходя из основной формулы, мы делаем расчет толщины теплоизоляции, в нашем случае минеральной ваты:
p(м)= Rk
p(м)= 2,85 * 0,045
p(м)= 0,128 (м)
По данному расчету толщины теплоизоляции на кирпичную стену в полтора кирпича, необходимо минеральная вата
толщиной 130 мм. Если учесть толщину отделочных внутренних и наружных
работ, минвата, для удобства монтажа может укладываться, толщиной в 100
мм.
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.
| № | Материал | Коэффициент теплопроводности Вт/(м*К) |
| 1 | Сталь | 52 |
| 2 | Стекло | 1,15 |
| 3 | Железобетон с щебнем | 1,7-2 |
| 4 | Минеральная вата | 0,035-0,053 |
| 5 | Сосна влажности 15% | 0,15-0,23 |
| 6 | Кирпич с пустотами | 0,44 |
| 7 | Кирпич сплошной | 0,67- 0,82 |
| 8 | Пенопласт | 0,04-0,05 |
| 9 | Пенобетонные блоки | 0,3-0,5 |
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:
R=d/k.
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):
| Регион по градусо-суткам | Окна | Стены | Перекрытия холодного чердака и холодного подвала |
| 2000 | 0,3 | 2,1 | 2,8 |
| 4000 | 0,45 | 2,8 | 3,7 |
| 6000 | 0,6 | 3,5 | 4,6 |
| 8000 | 0,7 | 4,2 | 5,5 |
| 10000 | 0,75 | 4,9 | 6,4 |
| 12000 | 0,8 | 5,6 | 7,3 |
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.
| Город | Градусо-сутки Dd отопительного периода при температуре, + С | |||||
| 24 | 22 | 20 | 18 | 16 | 14 | |
| Абакан | 7300 | 6800 | 6400 | 5900 | 5500 | 5000 |
| Анадырь | 10700 | 10100 | 9500 | 8900 | 8200 | 7600 |
| Арзанас | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4500 | 4000 |
| Архангельск | 7200 | 6700 | 6200 | 5700 | 5200 | 4700 |
| Астрахань | 4200 | 3900 | 3500 | 3200 | 2900 | 2500 |
| Ачинск | 7500 | 7000 | 6500 | 6100 | 5600 | 5100 |
| Белгород | 4900 | 4600 | 4200 | 3800 | 3400 | 3000 |
| Березово (ХМАО) | 9000 | 8500 | 7900 | 7400 | 6900 | 6300 |
| Бийск | 7100 | 6600 | 6200 | 5700 | 5300 | 4800 |
| Биробиджан | 7500 | 7100 | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 |
| Благовещенск | 7500 | 7100 | 6700 | 6200 | 5800 | 5400 |
| Братск | 8100 | 7600 | 7100 | 6600 | 6100 | 5600 |
| Брянск | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3800 | 3300 |
| Верхоянск | 13400 | 12900 | 12300 | 11700 | 11200 | 10600 |
| Владивосток | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 | 3500 |
| Владикавказ | 4100 | 3800 | 3400 | 3100 | 2700 | 2400 |
| Владимир | 5900 | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3700 |
| Комсомольск-на-Амуре | 7800 | 7300 | 6900 | 6400 | 6000 | 5500 |
| Кострома | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4400 | 4000 |
| Котлас | 6900 | 6500 | 6000 | 5500 | 5000 | 4600 |
| Краснодар | 3300 | 3000 | 2700 | 2400 | 2100 | 1800 |
| Красноярск | 7300 | 6800 | 6300 | 5900 | 5400 | 4900 |
| Курган | 6800 | 6400 | 6000 | 5600 | 5100 | 4700 |
| Курск | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 | 3200 |
| Кызыл | 8800 | 8300 | 7900 | 7400 | 7000 | 6500 |
| Липецк | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 | 3500 |
| Санкт Петербург | 5700 | 5200 | 4800 | 4400 | 3900 | 3500 |
| Смоленск | 5700 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3500 |
| Магадан | 9000 | 8400 | 7800 | 7200 | 6700 | 6100 |
| Махачкала | 3200 | 2900 | 2600 | 2300 | 2000 | 1700 |
| Минусинск | 4700 | 6900 | 6500 | 6000 | 5600 | 5100 |
| Москва | 5800 | 5400 | 4900 | 4500 | 4100 | 3700 |
| Мурманск | 7500 | 6900 | 6400 | 5800 | 5300 | 4700 |
| Муром | 6000 | 5600 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 |
| Нальчик | 3900 | 3600 | 3300 | 2900 | 2600 | 2300 |
| Нижний Новгород | 6000 | 5300 | 5200 | 4800 | 4300 | 3900 |
| Нарьян-Мар | 9000 | 8500 | 7900 | 7300 | 6700 | 6100 |
| Великий Новгород | 5800 | 5400 | 4900 | 4500 | 4000 | 3600 |
| Олонец | 6300 | 5900 | 5400 | 4900 | 4500 | 4000 |
| Омск | 7200 | 6700 | 6300 | 5800 | 5400 | 5000 |
| Орел | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 | 3800 | 3400 |
| Оренбург | 6100 | 5700 | 5300 | 4900 | 4500 | 4100 |
| Новосибирск | 7500 | 7100 | 6600 | 6100 | 5700 | 5200 |
| Партизанск | 5600 | 5200 | 4900 | 4500 | 4100 | 3700 |
| Пенза | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 | 3800 |
| Пермь | 6800 | 6400 | 5900 | 5500 | 5000 | 4600 |
| Петрозаводск | 6500 | 6000 | 5500 | 5100 | 4600 | 4100 |
| Петропавловск-Камчатский | 6600 | 6100 | 5600 | 5100 | 4600 | 4000 |
| Псков | 5400 | 5000 | 4600 | 4200 | 3700 | 3300 |
| Рязань | 5700 | 5300 | 4900 | 4500 | 4100 | 3600 |
| Самара | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4300 | 3900 |
| Саранск | 6000 | 5500 | 5100 | 5700 | 4300 | 3900 |
| Саратов | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 |
| Сортавала | 6300 | 5800 | 5400 | 4900 | 4400 | 3900 |
| Сочи | 1600 | 1400 | 1250 | 1100 | 900 | 700 |
| Сургут | 8700 | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6100 |
| Ставрополь | 3900 | 3500 | 3200 | 2900 | 2500 | 2200 |
| Сыктывкар | 7300 | 6800 | 6300 | 5800 | 5300 | 4900 |
| Тайшет | 7800 | 7300 | 6800 | 6300 | 5800 | 5400 |
| Тамбов | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 4000 | 3600 |
| Тверь | 5900 | 5400 | 5000 | 4600 | 4100 | 3700 |
| Тихвин | 6100 | 5600 | 2500 | 4700 | 4300 | 3800 |
| Тобольск | 7500 | 7000 | 6500 | 6100 | 5600 | 5100 |
| Томск | 7600 | 7200 | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 |
| Тотьна | 6700 | 6200 | 5800 | 5300 | 4800 | 4300 |
| Тула | 5600 | 5200 | 4800 | 4400 | 3900 | 3500 |
| Тюмень | 7000 | 6600 | 6100 | 5700 | 5200 | 4800 |
| Улан-Удэ | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6300 | 5800 |
| Ульяновск | 6200 | 5800 | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 |
| Уренгой | 10600 | 10000 | 9500 | 8900 | 8300 | 7800 |
| Уфа | 6400 | 5900 | 5500 | 5100 | 4700 | 4200 |
| Ухта | 7900 | 7400 | 6900 | 6400 | 5800 | 5300 |
| Хабаровск | 7000 | 6600 | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 |
| Ханты-Мансийск | 8200 | 7700 | 7200 | 6700 | 6200 | 5700 |
| Чебоксары | 6300 | 5800 | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 |
| Челябинск | 6600 | 6200 | 5800 | 5300 | 4900 | 4500 |
| Черкесск | 4000 | 3600 | 3300 | 2900 | 2600 | 2300 |
| Чита | 8600 | 8100 | 7600 | 7100 | 6600 | 6100 |
| Элиста | 4400 | 4000 | 3700 | 3300 | 3000 | 2600 |
| Южно-Курильск | 5400 | 5000 | 4500 | 4100 | 3600 | 3200 |
| Южно-Сахалинск | 6500 | 600 | 5600 | 5100 | 4700 | 4200 |
| Якутск | 11400 | 10900 | 10400 | 9900 | 9400 | 8900 |
| Ярославль | 6200 | 5700 | 5300 | 4900 | 4400 | 4000 |
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:
http://www.xps.tn.ru/calculate/
http://calc.rockwool.ua/#professional
http://www.penoplex.ru/school/index.php?step=4
http://www.knaufinsulation.ru/kalkulyator-dlya-rascheta-kolichestva-teploizolyatsii-0
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.
На чтение 8 мин Просмотров 6.9к. Опубликовано 02.05.2020
Предисловие. Для утепления дома выбирают материал, имеющий низкую теплопроводность и высокое сопротивление. Чтобы определить теплосопротивление стройматериала, достаточно знать коэффициент теплопроводности и его толщину. В этой статье мы расскажем, как рассчитать толщину утеплителя для кровли, мансарды, стен и пола в доме, чтобы зимой в нем было тепло и комфортно.
Содержание
- Для чего необходим расчет толщины утеплителя
- Как рассчитать толщину утеплителя для стен
- Как рассчитать утепление для кирпичных стен
- Как рассчитать утепление стен из пеноблока
- Как рассчитать толщину утепления мансарды
- Толщина утеплителя в каркасном доме
- Как рассчитать толщину утепления пола
Для чего необходим расчет толщины утеплителя
Комфортное проживание в доме предусматривает поддержание оптимальной температуры в помещении, особенно зимой. При возведении здания следует помнить о тепловой изоляции, следует грамотно подобрать и рассчитать толщину утепления для стен, кровли, пола и мансарды. Любой материал – кирпич, дерево, пеноблок или минвата имеет свое значение теплопроводности и теплосопротивления.
Под теплопроводностью принимают способность материала проводить тепло. Данная величина определяется в лабораторных условиях, а полученные данные приводятся производителем на упаковке либо. Теплосопротивление материала – величина обратная теплопроводности. Материал, который хорошо проводящий тепло имеет низкое сопротивление теплу и требует утепление.
При возведении здания следует помнить о качественной тепловой изоляции. Если в стенах дома или в других конструкциях при строительстве были допущены ошибки, то возможно появление мостиков холода – участков по которым быстро уходит тепло из дома. В этих местах возможно появление конденсата, а в дальнейшем и образование плесени, если не принять во время меры по утеплению.
Как рассчитать толщину утеплителя для стен
1. Определите конструкцию и отделку наружных стен дома (внутренней и внешней). Схема отделки зависит от ваших предпочтений, решения экстерьера и интерьера строения. Отделка добавляет в толщину стены дома несколько слоев.
2. Рассчитайте теплосопротивление выбранной стены (Rпр.) Величину можно найти по формуле, при этом нужно знать материал стены и его толщину:
Rпр.=(1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н)),
где R1, R2, R3 – сопротивление теплопередачи слоя, α(в) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, α(н) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.
3. Рассчитайте минимальное значения сопротивления теплопередачи (Rмин.) для вашей климатической зоны по формуле R=δ/λ, δ, где δ – толщина слоя материала в метрах, λ – теплопроводность материала (Вт/м*К). Теплопроводность (способность материала обмениваться теплом с окружающей средой) можно узнать на упаковке материала или определить по таблице теплопроводности минваты или другого материала, например, для пенопласта ПСБ-С 15 она равна 0,043 Вт/м, для минваты плотностью 200 кг/м3 – 0,08 Вт/м.
Чем выше коэффициент теплопроводности, тем материал холоднее. Наивысшая теплопроводность у металла, мрамора, минимальная – у воздуха. Материалы, в основе которых лежит воздух, являются теплыми, например, 40 мм пенопласта равны по теплопроводности 1 метру кирпичной кладки. Коэффициент имеет постоянное значение, его можно найти в справочнике ДБН В.2.6-31:2006 (Тепловая изоляция строений).
4. Сравните Rмин. с Rпр. и найдите разность ΔR. Если в результате вашего расчета Rмин.меньше или равно Rпр., то утепление стен дома не нужно, так как существующие слои обеспечивают нормативную теплоизоляцию строения. Когда же Rмин. больше Rпр., то определите разницу между ними, для этого вычтите из большего значения меньшее ?R= Rмин.- Rпр.
5. Подберите толщину утеплителя согласно величине ΔR. Выбранный утеплитель должен обеспечить для конструкции недостающее сопротивление теплопередачи. Выбирая материал, следует помнить о его характеристиках: коэффициент теплопроводности, плотность и класс горючести, коэффициент водопоглощения. Далее рассмотрим на примерах, как рассчитать толщину утеплителя для разных конструкций, но вы можете без проблем провести расчет теплопроводности стены онлайн калькулятор на нашем сайте.
Как рассчитать утепление для кирпичных стен
Представим, что дом имеет стены, выполненные из пенобетона плотностью 300 (0,3 м), коэффициент теплопроводности материала составляет 0,29. Делим 0,3 на 0,29, и получаем значение в итоге 1,03.
Как рассчитать толщину утеплителя для стен, позволяющую обеспечить комфортное проживание в доме? Для этого необходимо знать минимальное значение теплосопротивления в городе или области, где расположено утепляемое строение. Далее от этого значения нужно отнять полученное 1,03 и в результате станет известно сопротивление теплу, которым должен обладать утеплитель.
Если стены состоят из нескольких материалов – бетон, кирпич, слой штукатурки и т.д., то следует просуммировать их показатели теплосопротивления. Толщина утеплителя стен рассчитывается с учетом сопротивления теплопередаче используемого материала (R). Для нахождения параметра следует узнать величину ГОСП (градусосутки отопительного периода) по формуле:
tB отражает температуру внутри помещения. Согласно установленным нормам она находится в пределах +20-22°С. Средняя температура воздуха – tот, число дней отопительного периода в календарном году – zот. Эти значения приведены в «Строительной климатологии» СНиП 23-01-99. Внимание следует уделить продолжительности и температуре в отопительном периоде, когда среднесуточная t≤ 8°С.
Когда теплосопротивление каждого материала будет определена, следует узнать какой должна быть толщина утеплителя потолка, пола, стен, кровли дома. Каждый материал «многослойного пирога» конструкции имеет свое тепловое сопротивление R и рассчитывается по формуле:
RТР = R1 + R2 + R3 … Rn,
Где под n понимают число слоев, при этом тепловое сопротивление определенного материала равняется отношению его толщины (δs) к теплопроводности (λS).
R = δS/λS
Как рассчитать утепление стен из пеноблока
К примеру, в возведении конструкции используется пеноблок D600 толщиной 30 см, в роли теплоизоляции выступает базальтовая вата URSA плотностью 80-125 кг/м3, в качестве отделочного слоя – кирпич пустотелый плотностью 1000 кг/м3, толщиной 12 см.
Коэффициенты теплопроводности приведенных выше материалов указываются в сертификатах.
Теплопроводность бетона 0,26 Вт/м*0С
Теплопроводность утеплителя – 0,045 Вт/м*0С
Теплопроводность кирпича – 0,52 Вт/м*0С.
Определяем R для каждого материала.
Теплосопротивление газобетона – RГ = δSГ/λSГ = 0,3/0,26 = 1,15 м2*0С/Вт
Теплосопротивление кирпича – RК = δSК/λSК = 0,12/0,52 = 0,23 м2*0С/В.
Зная, что стена состоит из 3-х слоев, находим RТР= RГ + RУ + RК, и находим теплосопротивление утеплителя RУ = RТР– RГ — RК.
Представим, что строительство происходит в регионе, где RТР(220С) – 3,45 м2*0С/Вт. Вычисляем RУ = 3,45 — 1,15 – 0,23 = 2,07 м2*0С/Вт. Теперь мы знаем, каким сопротивлением должна обладать базальтовая вата или другой утеплитель. Толщина утеплителя для стен будет определяться по формуле:
δS = RУ х λSУ = 2,07 х 0,045 = 0,09 м или 9 см.
Если представить, что RТР(180С) = 3,15 м2*0С/Вт, то RУ = 1,77 м2*0С/Вт, а δS = 0,08 м или 8 см.
Как рассчитать толщину утепления мансарды
Расчет данного параметра производится по аналогии с определением толщины утеплителя стен дома. Для термоизоляции мансардных помещений лучше использовать материал теплопроводностью 0,04 Вт/м°С. Для чердаков толщина торфоизолирующего слоя не имеет большого значения. Чаще всего для утепления скатов крыш используют рулонные, матные или плитные теплоизоляции.
Толщина утеплителя для потолка рассчитывается по приведенному выше алгоритму. От того насколько грамотно будет определены параметры изоляционного материала, зависит температура в доме зимой. Опытные строители советуют увеличивать толщину утеплителя кровли до 50% относительно проектной. Если используются засыпные материалы, время от времени их необходимо разрыхлять.
Толщина утеплителя в каркасном доме
В роли теплоизоляции может выступать каменная вата, эковата и сыпучие материалы. Расчет толщины утеплителя в каркасном доме простой, потому как его конструкция предусматривает наличие утеплителя. Теплосопротивление стен дома в Москве должно составлять R=3,20 м2*0C/Вт. Теплопроводность утеплителя представлена в таблицах или в сертификате на товар.
Для ваты оно составляет λут = 0,045 Вт/м*0С. Толщина утеплителя для каркасного дома определяется по формуле:
δут = R х λут = 3,20 х 0,045 = 0,14 м
Плиты минваты выпускаются толщиной 10 см и 5 см. В данном случае потребуется укладка минваты в два слоя.
Как рассчитать толщину утепления пола
Прежде чем приступить к расчетам следует знать, на какой глубине располагается пол относительно уровня земли. Также следует иметь представление о температуре грунта зимой на глубине. Данные можно взять из таблицы зависимости температуры грунта от глубины и месторасположения:
Сначала необходимо определить ГСОП, затем вычислить сопротивление теплопередаче, определить толщину слоев пола (к примеру, армированный бетон, цементная стяжка по утеплителю, напольное покрытие). Далее определяем сопротивление каждого из слоев и суммируем полученные значения. Таким образом, мы узнаем теплосопротивление всех слоев пола, кроме утеплителя.
Чтобы найти толщину утепления, из нормативного теплосопротивления отнимем общее сопротивление слоев пола за исключением изоляционного материала. Толщина утеплителя для пола в доме вычисляется путем умножения теплосопротивления утеплителя на коэффициент теплопроводности.
