Расчет толщины утеплителя

Как рассчитать толщину утеплителя

• Для чего необходим расчет толщины утеплителя
• Как рассчитать толщину утеплителя для стен
• Как рассчитать утепление самостоятельно
• Как рассчитать утепление стен из пеноблока
• Как рассчитать толщину утепления мансарды
• Толщина утеплителя в каркасном доме
• Как рассчитать толщину утепления пола

Теплоизоляцию дома необходимо выполнять таким материалом, который обладает наибольшей теплопроводностью, но при этом способен выдерживать механические нагрузки.

Важным параметром является и теплосопротивление утеплителя. Чтобы его вычислить, нужно обладать данными о коэффициенте теплопроводности, а также учесть толщину самого материала. Последний параметр необходимо определять очень внимательно, поскольку в противном случае не удастся обеспечить комфортный микроклимат в жилье.

Для чего необходим расчет толщины утеплителя

Зимой поддерживать в доме комфортную температуру воздуха очень важно. Каждый материал, из которого может возводиться жилая постройка, обладает своими теплопроводностью и теплосопротивлением. Таким образом, у древесины, кирпича и пеноблока они будут различаться.

Теплопроводностью называют способность используемого материала передавать тепловую энергию. Для точного вычисления этого показателя проводятся лабораторные исследования. Полученные результаты указываются на упаковке материала. Соответственно, теплосопротивление становится величиной, которая обратна уже названной теплопроводности. Если материал обладает низким сопротивлением, это значит, что он хорошо проводит тепло и нуждается в дополнительной теплоизоляции.

Потребность в проведении теплоизоляционных процедур увеличивается, если во время строительных работ были допущены какие-либо ошибки. Тогда возникают мостики холода, через которые тепло покидает внутренние помещения. Есть также угроза возникновения в проблемных местах конденсата, который приводит к скапливанию влаги и развитию плесени.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен

1. Сначала необходимо определить показатель теплопроводности материала, который использовался для возведения дома. Также придется учесть особенности наружной отделки. Если последняя проведена качественно, столь же хорошее утепление может уже не потребоваться.

2. Выполняется расчет теплосопротивления конструкции (Rпр.). Определить этот параметр можно, используя специальную формулу. Но важно знать также, из какого материала возведена стена и какую толщину она имеет. Сама же формула выглядит следующим образом:

Здесь под R понимают сопротивление каждого входящего в конструкцию слоя. Параметр α(в) выступает в роли коэффициента теплопередачи, который характерен для внутренней стороны стен. Соответственно, α(н) – уровень теплоотдачи стены с наружной стороны.

3. В зависимости от конкретной климатической зоны определяется минимальное теплосопротивление (Rмин.). Для этого берется формула Rмин.=δ/λ. В качестве δ понимается толщина использованного материала, выраженная в метрах. Соответственно, λ – показатель теплопроводности материала, который указывается на таре для материала. Хотя есть также таблицы, в которых представлены эти параметры.

С увеличением теплопроводности понижается уровень теплоизоляции, то есть материал становится холоднее. Самой высокой теплопроводностью отличается мрамор. Зато для воздуха этот показатель ниже всего. Соответственно, качественной теплоизоляцией отличаются материалы, содержащие в структуре воздушные поры. Именно по этой причине лист пенопласта толщиной 4 см обеспечивает такое же утепление, как кирпичная кладка толщиной 100 см.

4. Проводится сравнение между Rмин. и ранее определенным Rпр. В итоге определяется разность ΔR, по которой судят, необходимо ли стенам утепление. К такому выводу приходят, когда Rмин. оказывается больше, чем Rпр. В противном случае утепление не требуется. Чтобы провести теплоизоляцию, необходимо знать разницу между показателями, если Rпр. меньше, чем Rмин.

5. Используя разницу ΔR, выбирают оптимальную толщину теплоизоляционного материала. При выборе необходимо учитывать и другие показатели материала. Важнейшее значение имеют теплопроводность, плотность, горючесть, водопоглощение.

Как рассчитать утепление самостоятельно

Теперь стоит рассмотреть конкретный пример расчета необходимой толщины утеплителя. В качестве материала для возведения стен возьмем пенобетон, плотность которого составляет 0,3 м. Для пенобетона теплопроводность равна 0,29. Тогда Rмин. будет равен 0,3/0,29=1,03. Также потребуется знать, какой показатель R должен присутствовать в конкретной климатической зоне. Сравнив полученные числа, можно определить, необходима ли теплоизоляция.

Но помимо самого пенобетона также в конструкции стены могут присутствовать другие слои – облицовочный кирпич, штукатурка и прочее. В таком случае потребуется сложить коэффициенты теплосопротивления, характерные для каждого из слоев. При этом согласно СНиП, внутри жилого помещения температура должна находиться на уровень не меньше +22°С. Причем, речь идет о средней температуре в течение всего года. То есть придется учитывать и те периоды, когда температура воздуха на улице составляет не больше +8°С.

После определения теплосопротивления следует вычислить, какую толщину должен иметь теплоизоляционный материал. Обычно теплоизоляция состоит из нескольких слоев, каждый из которых обладает своим показателем. Поэтому для определения суммарного теплосопротивления «пирога» необходимо сложить все показатели R. Не следует забывать, что R=δS/λS. То есть для его определения толщина материала делится на уровень теплопроводности.

Как рассчитать утепление стен из пеноблока

В качестве примера возьмем пеноблок D600, из которого возведена стена в 30 см. Для создания теплоизоляционного слоя используется базальтовая вата, плотность которой составляет 80-125 кг/м3. Дополнительно используется пустотелый кирпич для отделки. Толщина слоя – 12 см, плотность материала – 1000 кг/м3.

Чтобы выяснить коэффициент теплопроводности каждого из материалов, необходимо посмотреть на указанные в сертификатах значения. У бетона этот параметр равен 0,26 Вт/м*0С, у теплоизолятора – 0,045, у кирпичей – 0,52. Теперь можно без труда вычислить R, используя формулу R=δS/λS. В результате получится, что R пенобетона составляет 1,15, кирпича – 0,23. Чтобы вычислить теплосопротивление утеплителя, нужно из показателя Rтр вычесть определенные ранее Rг и Rк.

Когда работы выполняются в регионе, где для расчета Rрт используется показатель +22°С, его величина будет составлять 3,45. Соответственно, RУ=3,45-1,15-0,23. Таким образом, утеплитель должен иметь теплосопротивление 2,07. Зная этот параметр, можно рассчитывать толщину утеплителя δS=RУ*λSУ, которая окажется 0,09 м. В результате удалось определить, что для получения достойного утепления достаточно использовать плиту минеральной ваты толщиной 9 см. Но обычно берется плита в 10 см, поскольку это значение – фиксированное.

Как рассчитать толщину утепления мансарды

Особой специфики в определении такого параметра не наблюдается. Здесь проводятся те же действия, что в случае вычисления толщины теплоизоляционного материала для обустройства стен. Лучше всего, если теплоизоляция мансарды будет проводиться материалом, теплопроводность которого равна 0,04. В случае чердака не имеет принципиального значения, какой толщиной будет обладать теплоизоляционный слой. Чаще всего теплоизоляцию проводят плитными или листовыми материалами, хотя и утеплитель в виде рулонов тоже используется. Перед применением рулон достаточно только раскатать на ровной поверхности и дать ему выпрямиться.

Тем не менее, большинство профессиональных строителей рекомендует использовать более толстый утеплитель, чем рассчитывается по проекту. Если владелец хочет получить надежное утепление мансарды, ему лучше взять утеплитель толщиной примерно на 50% больше, чем расчетная. При применении сыпучих материалов также нужно учитывать, что периодически потребуется проводить разрыхление, чтобы отдельные гранулы не слипались друг с другом.

Толщина утеплителя в каркасном доме

Обычно теплоизоляцию каркасного дома проводят такими материалами, как каменная вата, керамзит, эковата. Ничего сложного в расчете толщины теплоизоляционного слоя для каркасного дома нет. Дело в том, что изначально постройки каркасного типа предполагают наличие утеплителя. Для средней полосы теплосопротивление стен находится на уровне 3,20. Для определения теплопроводности материала необходимо посмотреть на показатели, представленные в сертификате. Так, у минваты этот параметр составляет 0,045. Тогда для определения толщины утеплителя нужно разделит теплосопротивление на теплопроводность. В результате получится 0,14 м.

Сложность состоит в том, что минеральная вата выпускается в плитах, толщина которых не превышает 10 см. Поэтому лучше всего взять плиты с различающейся толщиной. Сначала укладывается слой минваты в 10 см, а на него – в 5 см.

Как рассчитать толщину утепления пола

Чтобы правильно вычислить толщину утепления, нужно сначала учесть, как глубоко заложен пол по сравнению с уровнем земли. Также важно, какой температурой обладает грунт зимой. Эти показатели берутся из специальной таблицы. Отталкиваясь от того, какую температуру воздуха в помещении нужно получить, вычисляют теплосопротивление, суммируя показатели каждого из слоев, которые образуют пол. В результате получится уровень теплосопротивления пола в целом без учета утеплителя.

Остается вычесть полученный выше показатель из нормативного теплосопротивления. Остаток перемножается с коэффициентом теплопроводности того материала, который будет использоваться для теплоизоляции. Полученное значение – это и есть необходимая толщина утеплителя.

К вычислению толщины утеплителя необходимо очень внимательно подходить. От того, насколько качественно удастся определить этот параметр, зависит комфорт проживания и сохранность самой постройки.

Расчет толщины утеплителя для стен

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

Как же рассчитать необходимую толщину стен и утеплителя, чтобы дом был не только крепким, но теплым.

Наш расчет будет состоять из двух основных этапов:

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

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

Сопротивлением теплопередаче стен

Для нахождения этого параметра используем СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» который можно скачать на нашем сайте (ссылка).

В пункте 5 «Тепловая защита зданий» представлены несколько формул, которые помогут нам рассчитать толщину утеплителя и стен. Для того чтобы это сделать существует параметр, называемый сопротивлением теплопередаче и обозначаемый буквой R. Он зависит от необходимой температуры внутри помещения и климатических условий данного города или района.

В общем случает он рассчитывается по формуле R ТР = a х ГСОП + b.

Согласно таблице 3, значения коэффициентов a и b для стен жилых зданий равняется 0,00035 и 1,4 соответственно.

Осталось только найти величину ГСОП. Расшифровывается она как градусо-сутки отопительного периода. С этим значением придется немного повозится.

Формула для расчета ГСОП = (t_В—t_ОТ) х z_ОТ.

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

Значение параметров t_ОТи z_ОТ означают среднюю температуру наружного воздуха и количество суток отопительного периода в году. Узнать их можно в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». (ссылка).

Если посмотрите на данный СНиП, то увидите большую таблицу в самом начале, где для каждого города или района приведены климатические параметры.

Нас будет интересовать колонка, в которой написано «Продолжительность и средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 0 С».

Пример расчета параметра R ТР

Для того, чтобы все стало более понятным, давайте рассчитаем сопротивлением теплопередаче стен (R ТР ) для дома построенного в г. Казань.

Для этого у нас есть две формулы:

R ТР = a х ГСОП + b,

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

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

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

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

ГСОП₁₈ = (18 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 4988.

ГСОП₂₂ = (22 0 С-(-5,2 0 С) х 215 суток/год = 5848

Теперь найдем сопротивление теплопередаче. Как мы уже знаем коэффициенты a и b для стен жилых зданий, согласно таблице 3 из СП 50.13330.2012 равняются 0,00035 и 1,4.

R ТР (18 0 С) = 0,00035 х 4988 + 1,4 = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, для 18 0 С внутри помещения.

R ТР (22 0 С) = 0,00035 х 5848 + 1,4 = 3,45 м 2 * 0 С/Вт, для 22 0 С.

Таким сопротивление, должна обладать стена вместе с утеплителем, для того чтобы в доме были минимальные теплопотери.

Итак, необходимые начальные данные мы получили. Теперь перейдём ко второму этапу, к определению толщины утеплителя.

Расчета толщины утеплителя

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 R ТР ,которое мы рассчитывали в предыдущейглаве, т.е.:

R ТР = 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

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

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

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

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

λ_SК = 0,52 Вт/м* 0 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 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление газобетона;

R_К = δ_SК/λ_SК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича.

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

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

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

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

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

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

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

Как видите, толщина утеплителя изменилась всего на полтора сантиметра.

По аналогии с предыдущими вычислениями находим значения теплопроводности по таблице:

λ_SК1 = 0,87 Вт/м* 0 С — теплопроводность силикатного кирпича плотностью 1800 кг/м 3 ;

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

λ_SК2 = 0,52 Вт/м* 0 С – теплопроводность кирпича плотностью 1000 кг/м 3 .

Далее находим значения R:

R_К1 = δ_SК1/λ_SК1 = 0,38/0,87 = 0,44 м 2 * 0 С/Вт — тепловое сопротивление кирпича 1800 кг/м 3 ;

R_К2 = δ_SК2/λ_SК2 = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В — тепловое сопротивление кирпича 1000 кг/м 3 .

Находим тепловое сопротивление утеплителя:

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

Теперь вычисляем толщину утеплителя:

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

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

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

δ_S = R ТР х λ_SГ = 3,45 х 0,14 = 0,5 м

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

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

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

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

Видео «Утепление стен»

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

Расчет толщины утеплителя. Характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

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

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

Диаграмма толщины термоизоляционных материалов

Характеристики строительных материалов и коэффициент теплопроводности

Утепление дома минеральной ватой

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

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

Расчёт толщины теплоизоляции

Утепление лоджии экструзионным пенополистиролом

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

Примеры термоизоляционных расчетов

Теплоизоляция с отделкой в разрезе

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

Утепление потолка пенопластом

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

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

О популярных термоизоляторах

Виды минеральной ваты

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

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

Пенопласт для термоизоляции зданий

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

• Очень часто для пола и утепления потолка в доме со стороны чердака используют керамзит – инструкция позволяет его применение также и для стен для колодцевой кладки. Материал достаточно лёгок (по сравнению с другими стройматериалами), но впитывая влагу, очень долго её отдаёт. Поэтому для него нужна гидроизоляция.

Заключение

Теперь вы знаете, как выбрать толщину утеплителя, но не забывайте о том, что расчёты, приведенные в статье относительны. А это говорит о том, что в первую очередь вам нужно узнать коэффициент теплового сопротивления для вашего региона.

Как рассчитать толщину утеплителя — методики и способы

Теплый дом — мечта каждого владельца, для достижения этой цели строятся толстые стены, проводится отопление, устраивается качественная теплоизоляция. Чтобы утепление было рациональным необходимо правильно подобрать материал и грамотно рассчитать его толщину.

Какие данные нужны для расчета толщины утеплителя?

Размер слоя изоляции зависит от теплового сопротивления материала. Этот показатель является величиной, обратной теплопроводности. Каждый материал — дерево, металл, кирпич, пенопласт или минвата обладают определенной способностью передавать тепловую энергию. Коэффициент теплопроводности высчитывается в ходе лабораторных испытаний, а для потребителей указывается на упаковке.

Если материал приобретается без маркировки, можно найти сводную таблицу показателей в интернете.

Теплосопротивление материала ® является постоянной величиной, его определяют как отношение разности температур на краях утеплителя к силе проходящего через материал теплового протока. Формула расчета коэффициента: R=d/k, где d — толщина материала, k — теплопроводность. Чем выше полученное значение, тем эффективней теплоизоляция.

Почему важно правильно рассчитать показатели утепления?

Теплоизоляция устанавливается для сокращения потерь энергии через стены, пол и крышу дома. Недостаточная толщина утеплителя приведет к перемещению точки росы внутрь здания. Это означает появление конденсата, сырости и грибка на стенах дома. Избыточный слой теплоизоляции не дает существенного изменения температурных показателей, но требует значительных финансовых затрат, поэтому является нерациональным. При этом нарушается циркуляция воздуха и естественная вентиляция между комнатами дома и атмосферой. Для экономии средств с одновременным обеспечением оптимальных условий проживания требуется точный расчет толщины утеплителя.

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:

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.

Популярные способы утепления дома

Выполнить теплоизоляцию здания можно на этапе возведения или после его окончания. Среди популярных методов:

• Монолитная стена существенной толщины (не менее 40 см) из керамического кирпича или дерева.
• Возведение ограждающих конструкций путем колодезной кладки — создание полости для утеплителя между двумя частями стены.
• Монтаж наружной теплоизоляции в виде многослойной конструкции из утеплителя, обрешетки, влагозащитной пленки и декоративной отделки.

По готовым формулам произвести расчет оптимальной толщины утеплителя можно без помощи специалиста. При вычислении следует округлять число в большую сторону, небольшой запас величины слоя теплоизолятора будет полезен при временных падениях температуры ниже среднего показателя.

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

• Home
• /
• Тепловая защита зданий
• /
• Пример расчёта толщины утепления стены

Пример расчёта толщины утепления стены

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 z_от = 209 дней;

средняя температура наружного воздуха отопительного периода t_от =-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 t_в = 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

Таблица 1 (СП 50.13330.2012) — Влажностный режим помещений зданий

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

Коэффициент теплопроводности кирпичной кладки по таблице Т.1 СП 50.13330.2012 при условиях эксплуатации А равен:

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:

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:

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)

R тр =0.00035*5643+1.4=3.37505 (м 2 ∙ °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 α_в = 8,7 Вт/(м 2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 4 СП 50.13330.2012;

α_н = 23 Вт/(м 2 ∙ °С) коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 6 СП 50.13330.2012;

R_s — термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м 2 ∙ °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

R _кирп = 0,38/0,7=0,543 (м 2 ∙ °С)/Вт.

Без учета утеплителя термическое сопротивление стены равно:

Таким образом термическое сопротивление слоя теплоизоляции должно быть не менее Rтр — R0 =3,375-0,7=2,675 (м 2 ∙ °С)/Вт.

Из формулы Е.7 СП 50.13330.2012 можем вычислить минимальную толщину теплоизоляции:

δ тепл ≥R *λ тепл =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:

R 0 = 1/8,7+0,38/0,7+0,12/0,043+1/23=3,49 (м 2 ∙ °С)/Вт, что больше требуемых 3,375.

Для простоты расчёта я сделал не большую программку в Excel.

В ней вы найдете также справочную информацию: расчётные коэффициенты и температуры, карта зон влажности.

This article has 2 Comments

не могу скачать программу в excel , пишет К сожалению! Эта страница не найдена.

Спасибо за проделанную работу!
Весьма доступно для понимания и достаточно информации для выбора вариантов утепления.

Как рассчитать толщину утеплителя для стен: пример расчета

Дома, предназначенные для круглогодичного проживания, нужно утеплять. И утепление стен является одним из важнейших этапов строительства. Важно не только правильно подобрать утеплитель, но и понять, какая его толщина необходима для грамотной теплоизоляции дома.

Зачем рассчитывать толщину утеплителя?

Толщина утеплителя для наружных стен – не постоянная величина. Она меняется в зависимости от совокупности факторов. Все рекомендации о том, какой толщины взять тот или иной утеплитель, будут лишь примерными. И на них вряд ли стоит опираться.

Расчет утеплителя для стен сугубо индивидуальная процедура. И на самом деле она не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Провести расчеты можно самостоятельно, не обращаясь к специалистам.

Проводить расчеты обязательно, так как недостаточная толщина утеплительного контура приведет к тому, что дом будет промерзать, влага, образующаяся внутри фасада станет благоприятной средой для грибков и плесени. И напротив, закупив более толстый утеплитель, чем требуется, вы зря потратите бюджет на бесполезный дополнительный объем материала.

В связи с этим, основное назначение расчетов – найти золотую середину.

От чего зависит толщина?

Итак, перед тем, как рассчитать толщину утеплителя для стен, необходимо определить ряд параметров, от которых она зависит. Очевидно, что на толщину в первую очередь будут влиять климатические условия. Кроме того, важно также, из каких материалов построен дом, какой толщины стены и проч.

Вот параметры, значения которых потребуются для предстоящих расчетов:

1. Коэффициент минимально допустимого сопротивления теплоотдаче в регионе.
2. Теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве и отделке стен, а также толщина каждого из слоев.
3. Теплопроводность самого утеплителя.

Параметр под первым номером определяется строительными нормативами. Значения по регионам приведены в соответствующем СНиП. Мы приведем ряд значений для крупных городов в таблице ниже.

Что касается теплопроводности стройматериалов и выбранного утеплителя, то данные значения можно получить из технической документации, прилагаемой к изделиям.

Расчет толщины утеплителя для стен

Покажем порядок расчетов на гипотетическом примере. Итак, предположим мы строим дом из пенобетона. Снаружи стена будет штукатуриться, внутри также будет нанесена гипсовая штукатурка. Дом строится в Твери.

Исходные данные, которые мы имеем:

• Пенобетон (толщина – 0,4м, теплопроводность – 0,55 Вт/м* 0 С.
• Песчано-цементная штукатурка (толщина 4см, теплопроводность — 1,1 Вт/м* 0 С).
• Гипсовая штукатурка (толщина – 2см, теплопроводность 0,31 Вт/м* 0 С).
• Утеплитель пенополистирол (теплопроводность – 0,028 Вт/м* 0 С).

Требуется рассчитать толщину пенополистирола.

Для начала определим Т – минимальный порог сопротивления пеплоотдаче. Из таблицы мы видим, что в Твери он равен 3,31 Вт/м* 0 С.

Теперь высчитаем, каким суммарным сопротивлением обладают все материалы, помимо утеплителя Т₁. Чтобы узнать значение сопротивления по каждому материалу, нужно его толщину разделить на значение теплопроводности.

Таким образом получаем:

Т₁= 0,4/0,55 + 0,04/1,1 + 0,02/0,31 = 0,73 + 0,04 + 0,06 = 0,83

Чтобы понять, какая толщина утеплителя для стен будет оптимальной, высчитаем разницу между Т и Т₁:

Мы получили ту недостающую стенам величину сопротивления теплоотдаче, которой должен соответствовать утеплительный слой.

Теперь, наконец, можно высчитать, какой толщины утеплитель нам потребуется.

Для этого полученное значение нужно умножить на показатель теплопроводности утеплительного материала:

2,48 * 0,028 = 0,07м.

Таким образом, минимальная толщина пенополистирола данном случае равна 7см. Расчет по данному алгоритму является наиболее точным.

Толщина утеплителя для каркасных стен

Этот параметр определяется абсолютно аналогично, по приведенной выше схеме. Как правило, утеплителем в данном случае является базальтовая вата.

При расчетах для каркасников также учитывают теплопроводность и толщину каждого из слоев «пирога». Тонкими прослойками, как пароизоляция, при расчетах можно пренебречь.

Толщина утеплителя для стен: калькулятор

Для выполнения приблизительных расчетов вы можете также воспользоваться онлайн-калькулятором.

Как рассчитать толщину утеплителя

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.

1. Для чего необходим расчет толщины утеплителя
2. Как рассчитать толщину утеплителя для стен
3. Как рассчитать утепление для кирпичных стен
4. Как рассчитать утепление стен из пеноблока
5. Как рассчитать толщину утепления мансарды
6. Толщина утеплителя в каркасном доме
7. 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.

Теплый дом – мечта каждого хозяина

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:

t_B отражает температуру внутри помещения. Согласно установленным нормам она находится в пределах +20-22°С. Средняя температура воздуха – t_от, число дней отопительного периода в календарном году – z_от. 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:

Где под n понимают число слоев, при этом тепловое сопротивление определенного материала равняется отношению его толщины (δ_s) к теплопроводности (λ_S).

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 – R_Г = δ_SГ/λ_SГ = 0,3/0,26 = 1,15 м 2 * 0 С/Вт
Теплосопротивление кирпича – R_К = δ_SК/λ_SК = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В.

Зная, что стена состоит из 3-х слоев, находим R ТР = R_Г + R_У + R_К, и находим теплосопротивление утеплителя R_У = R ТР – R_Г — R_К.

Представим, что строительство происходит в регионе, где R ТР (22 0 С) – 3,45 м 2 * 0 С/Вт. Вычисляем R_У = 3,45 — 1,15 – 0,23 = 2,07 м 2 * 0 С/Вт. Теперь мы знаем, каким сопротивлением должна обладать базальтовая вата или другой утеплитель. Толщина утеплителя для стен будет определяться по формуле:

δ_S = R_У х λ_SУ = 2,07 х 0,045 = 0,09 м или 9 см.

Если представить, что R ТР (18 0 С) = 3,15 м 2 * 0 С/Вт, то R_У = 1,77 м 2 * 0 С/Вт, а δ_S = 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 м 2 * 0 C/Вт. Теплопроводность утеплителя представлена в таблицах или в сертификате на товар.

Для ваты оно составляет λ_ут = 0,045 Вт/м* 0 С. Толщина утеплителя для каркасного дома определяется по формуле:

δ_ут = R х λ_ут = 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.