Как рассчитать толщину утеплителя для стен: пример расчета

Виды утеплителей для деревянного пола

Деревянный дом ранее считался очень теплым строением, не требующим никаких дополнительных работ по утеплению. Правда, не все современные застройщики знают, что полы в старых домах делались из разрезанных пополам бревен, а толщина таких покрытий достигала 20–25 см. Стены сруба собирались из кругляка Ø 55–60 см. В настоящее время толщина бруса редко превышает 20 см, а для полов используются доски толщиной не более 2,5 см. Такие тонкие пиломатериалы никак не могут выполнять требования действующих на сегодняшний день нормативных актов.

Согласно существующим стандартам по теплосбережению жилых зданий (СНиП II-3-79), для достижения энергосбережения R=3,33°С·м2/ Вт толщина бруса в Подмосковье должна равняться 50 см. Чтобы не ставить такие толстые стены нужно использовать современные утеплительные материалы. 12 см пенополистирола имеет такой же эффект по теплосбережению, как и дерево толщиной 53 см или кирпичная стена толщиной 210 см.

Строительная промышленность предлагает потребителям широкий спектр теплоизоляционных материалов, отличающихся по структуре, технологии изготовления и параметрам теплопроводности.

Таблица. Разновидности утеплителей для пола

Для утепления полов в деревянных домах используются многие типы утеплителей, но не все одинаково часто. Самыми распространенными считаются минеральная вата и полимерные материалы, реже применяется керамзит и совсем в единичных случаях напыляемые жидкие утеплители.

Чаще всего полы утепляют пеноплексом

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.

Утеплители для полов по лагам

Лаги для монтажа напольного покрытия ставятся с шагом 0.5-1 м. Утепляющий материал кладется на щиты либо доски поверху лаг. Либо на прибитые понизу доски или металлическую проволоку меж брусом. Либо насыпается в пространство меж лагами.

Утепление пола в данном случае производится при помощи минеральной ваты, насыпных материалов либо пенопласта. Чтобы пресечь намокание изолятора от водяных паров, поверху его надо укрыть пароизоляционной пленкой.

Каменная, шлаковая и стекловата

Применение минваты для полов по лагам.

Минеральная вата сейчас наиболее распространенный утеплитель, она более востребована, чем пенопласт. Существует две ее разновидности: в плитах (более плотный материал) и рулонах.

Плюсы материала таковы:

1. Сравнительно невысокая цена.
2. Универсальность применения.
3. Простота укладки.
4. Продолжительный срок эксплуатации — около 30 лет.
5. Минеральная вата не только обладает низкой теплопроводностью, но и имеет высокий уровень звукоизоляции и огнестойкости.

Качественная марка минеральной ваты.

Из недостатков: низкий уровень влагостойкости минеральной ваты.

Чаще всего для теплоизоляции полов по лагам применяются плитные виды утеплителя из каменной ваты:

• Роквул;
• Технониколь;
• Изовер;
• Тизол;
• Лайнрок;
• Кнауф.

Либо стекловаты:

• Тисма;
• Изовер;
• Урса.

У рулонной ваты одна сторона мата покрыта перфорированной бумагой. При укладке утеплителя эта поверхность должна быть вверху.

У плитной разновидности минеральной плиты одна сторона более жесткая и плотная. Она маркируется синей полоской и также должна быть расположена сверху. В нижней таблице указана стоимость популярных марок минеральной ваты.

Стекловата по своим характеристикам схожа с минеральной ватой. Она также не отличается влагостойкостью, помимо этого – довольно увесиста.

Керамзит

Керамзитом наполняется пространство между лагами.

Пористые округлые гранулы керамзита получают при обжиге пучинистых видов глин. В процессе производства к сырью добавляются опилки, торф и некоторые другие компоненты. Качественность этого насыпного теплоизолятора для полов зависима от качества исходного сырья.

Чем меньше фракционность керамзита, тем лучше его теплоизоляционные качества.

Стоимость этого утеплителя зависит от размеров его гранул. С увеличением фракционности повышается теплопроводность материала и уменьшается его стоимость. Керамзит можно использовать как для полов по лагам, так и под стяжку.

Привожу стоимость данного теплоизолятора, исходя из размера его гранул.

Утепление полов опилками

Вариант теплоизоляции полов опилками.

Эта разновидность теплоизолятора нередко применяется в деревянных домах для полов по лагам. Опилки не столь эффективны, как пенополистирол либо минвата. Однако это самый дешевый и экологически чистый вид утеплителя. В среднем 50-литровый мешок опилок или стружек стоит всего 200 рублей.

Материал укладывается меж лагами насыпным способом либо прибивается к брусу в виде щитов. В последнем случае применяется прессованная стружка, т.е. листы ДСП. Толщина утепляющего слоя из опилок должна быть не меньше 20 см.

Эко-вата

Эко-вата имеет такие же качества, что и древесина.

Этот утеплитель представляет собой рыхлый материал на основе древесной целлюлозы. Все его характеристики на 80-90% совпадают с качествами дерева. Эко-вата запенивается в промежутки между лагами.

Ее преимущества таковы:

1. Материал способен проникать в самые труднодоступные участки подпола.
2. Он образует монолитное покрытие без «мостиков холода».
3. Эко-вата имеет высокие показатели тепло- и звукоизоляции.
4. Ее просто укладывать.

Есть и недостатки:

1. Низкая влагостойкость.
2. Для монтажа эко-ваты необходимо применять специальное оборудование.
3. Данный материал горючий.

Какие материалы применяют для утепления

Минеральная вата — это один из распространенных утеплителей, который характеризуется хорошей теплоизоляцией, но имеет существенный недостаток: высокий показатель влагопоглощения. В этом случае вату рекомендуется защищать гидро- и пароизоляцией.

Хорошим теплоизолятором является стекловолокно. Материал стойкий к воздействию высоких температур и не подвергается гниению. Минеральная вата может применяться не только для утепления наружных стен кирпичного дома, но и теплоизоляции дымохода в котельной либо бане.

Целлюлозная вата используется в большей степени для внутренних работ. У материала хорошие характеристики, за исключением высокой степени влагопоглощения и низкой стойкости к механическим нагрузкам. Отметим, что этот теплоизолятор является экологически безопасным.

Хорошим вариантом под утепление стен из кирпича снаружи или изнутри является пенополиуретан, который характеризуется стойкостью к появлению плесени и не подвержен гниению. Материал без особых проблем может использоваться при утеплении дома из кирпича своими руками.

Широко используется и такой утеплитель, как пенополистирол (пенопласт), который отличается низкой стоимостью и высокими показателями теплоизоляции. Нужно учитывать то, что материал не впитывает влагу, но при этом наделен высокой горючестью. В жилых домах применять его не рекомендуется, тем не менее часто внутреннее утепление кирпичных стен осуществляют именно пенопластом.

Близкими характеристиками обладает экструдированный пенополистирол. Из положительных особенностей стоит выделить низкую паропропускную способность и высокий показатель прочности. Характеристики материала сохраняются даже при высоком уровне влажности. Может применяться не только для утепления кирпичного дома изнутри или снаружи, но и при строительстве утепленной отмостки, поскольку такая конструкция отличается более длительным сроком службы.

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.

Выбираем утеплитель

Главная причина замерзания трубопроводов – недостаточная скорость циркуляции энергоносителя. В таком случае, при минусовой температуре воздуха может начаться процесс кристаллизации жидкости. Так что качественная теплоизоляция труб – жизненно необходима.

Благо нашему поколению несказанно повезло. В недалеком прошлом утепление трубопроводов производилось по одной лишь технологии, так как утеплитель был один – стекловата. Современные производители теплоизоляционных материалов предлагаю просто широчайший выбор утеплителей для труб, отличающихся по составу, характеристикам и способу применения.

Характеристики прокладки сетей и нормативной методики вычислений

Выполнение вычислений по определению толщины теплоизоляционного слоя цилиндрических поверхностей — процесс достаточно трудоемкий и сложный

Если вы не готовы доверить его специалистам, следует запастись вниманием и терпением для получения верного результата. Самый распространенный способ расчета теплоизоляции труб — это вычисление по нормируемым показателям тепловых потерь. Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

Дело в том, что СНиПом установлены величины потерь тепла трубопроводами разных диаметров и при различных способах их прокладки:

Схема утепления трубы.

• открытым способом на улице;
• открыто в помещении или тоннеле;
• бесканальным способом;
• в непроходных каналах.

Суть расчета заключается в подборе теплоизоляционного материала и его толщины таким образом, чтобы величина тепловых потерь не превышала значений, прописанных в СНиПе. Методика вычислений также регламентируется нормативными документами, а именно — соответствующим Сводом Правил. Последний предлагает несколько более упрощенную методику, нежели большинство существующих технических справочников. Упрощения заключены в таких моментах:

Потери теплоты при нагреве стенок трубы транспортируемой в ней средой ничтожно малы по сравнению с потерями, которые теряются в слое наружного утеплителя. По этой причине их допускается не учитывать.
Подавляющее большинство всех технологических и сетевых трубопроводов изготовлено из стали, ее сопротивление теплопередаче чрезвычайно низкое. В особенности если сравнивать с тем же показателем утеплителя

Поэтому сопротивление теплопередаче металлической стенки трубы рекомендуется во внимание не принимать.

Выбираем утеплитель

Главная причина замерзания трубопроводов – недостаточная скорость циркуляции энергоносителя. В таком случае, при минусовой температуре воздуха может начаться процесс кристаллизации жидкости. Так что качественная теплоизоляция труб – жизненно необходима.

Благо нашему поколению несказанно повезло. В недалеком прошлом утепление трубопроводов производилось по одной лишь технологии, так как утеплитель был один – стекловата. Современные производители теплоизоляционных материалов предлагаю просто широчайший выбор утеплителей для труб, отличающихся по составу, характеристикам и способу применения.

Сравнивать их между собой не совсем правильно, а уж тем более утверждать, что один из них является самым лучшим. Поэтому давайте просто рассмотрим виды изоляционных материалов для труб.

По сфере применения:

• для трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, паропроводов систем центрального отопления, различных технических оборудований;
• для канализационных систем и систем водоотвода;
• для труб вентиляционных систем и морозильного оборудования.

По внешнему виду, который, в принципе, сразу же объясняет и технологию применения утеплителей:

• рулонные;
• листовые;
• кожуховые;
• заливочные;
• комбинированные (это скорее уже относится к способу изоляции трубопровода).

Основные требования к материалам, из которых изготавливаются утеплители для труб – это низкая теплопроводность и хорошая устойчивость к огню.

Под эти важные критерии подходят следующие материалы:

Минеральная вата. Чаще всего продается в виде рулонов. Подходит для утепления трубопроводов с теплоносителем высокой температуры. Однако если использовать минвату для изоляции труб в больших объемах, то такой вариант окажется не очень-то выгодным с точки зрения экономии. Тепловая изоляция с помощью минваты производится методом намотки, с последующим ее закреплением синтетической бечевкой или нержавеющей проволокой.

На фото трубопровод, утепленный минватой

Использовать его можно как при низких, так и при высоких температурах. Подходит для стальных, металлопластиковых и других полимерных труб. Еще одна положительная особенность – пенополистирол имеет цилиндрическую форму, причем его внутренний диаметр можно подобрать под размер любой трубы.

Пеноизол. По своим характеристикам находится в близком родстве с предыдущим материалом. Однако способ монтажа пеноизола совсем иной – для его нанесения требуется специальная распыляющая установка, так как он представляет собой компонентную жидкую смесь. После застывания пеноизола вокруг трубы образуется герметичная оболочка, почти не пропускающая тепло. К плюсам здесь также можно отнести отсутствие дополнительного крепления.

Пеноизол в деле

Фольгированный пенофол. Самая последняя разработка в сфере утеплительных материалов, но уже завоевавшая своих поклонников среди российских граждан. Пенофол состоит из полированной алюминиевой фольги и слоя вспененного полиэтилена.

Такая двухслойная конструкция не просто сохраняет тепло, а даже является неким обогревателем! Как известно, фольга обладает теплоотражающими свойствами, что позволяет накапливать и отражать тепло к изолируемой поверхности (в нашем случае это трубопровод).

Кроме того, фольгированный пенофол экологичен, слабогорюч, устойчив к температурным перепадам и повышенной влажности.

Как вы сами видите, материалов предостаточно! Выбирать, чем утеплять трубы, есть из чего. Но при выборе не забывайте учитывать особенности окружающей среды, характеристики утеплителя и его простоту монтажа. Ну и не помешало бы произвести расчет теплоизоляции труб, дабы сделать все грамотно и надежно.

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.

Особенности планирования и конструкции

Особенности планирования работ по утеплению стен состоят в том, что их допускается проводить изнутри и снаружи здания. Двухстороннее или многослойное утепление применяется только в исключительных случаях (в регионах с очень суровым климатом, например). Другой причиной выбора этого варианта являются индивидуальные предпочтения хозяина дома или особенности конструкции строения.

К минусам внутреннего утепления относят уменьшение жилой площади помещения, а также возможность образования точек росы на границе двух сред (между стеной и утеплителем). Его положительными сторонами считаются:

• удобство проведения строительных работ;
• независимость от погодных условий;
• возможность оставить фасады здания в неизменном виде.

Основные данные

Разница температур

Проводя расчет толщины теплоизоляции нужно учесть начальные данные о здании:

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

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

Состав технологии расчета

Система утепления из нескольких слоёв

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

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

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

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

Выбор утеплителя

На фото – различные теплоизоляторы

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

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

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