Otdelstroimaterial.ru

Отделка и Ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет толщины утеплителя

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.

Расчет толщины утеплителя

Узнать требуемую толщину утепления можно самостоятельно выполнив небольшой расчет. Необходимо воспользоваться табличными данными и сведениями из СНиП, которые приведены ниже.

Очень важно знать какая толщина утепления необходима. Если ее сделать недостаточной, то не будет максимального эффекта от утепления, в результате большой ущерб. При долгой эксплуатации недоутепленного здания будут потеряны весьма значительные денежные средства. Но и перерасход утеплителя снижает экономическую целесообразность.

Оптимальное сопротивление теплопередаче стены (ограждающей конструкции) прописано в СНиП. Нам нужно утеплить стену так, чтобы достичь нормативного теплового сопротивления или немного превысить его.

Расчет толщины утепления в одно действие

Можно посчитать толщину утепления приблизительно одним действием, но обычно и этого достаточно, чтобы не промахнуться с выбором утеплителя и его толщины. Так как утеплять будем все равно плитами стандартной толщины и подберем их по ближайшему наибольшему значению.

К примеру нам нужно утеплить железобетонную стену квартиры в регионе Москва. Сопротивление теплопередаче стены для региона Москва должно составлять примерно 3,15м? •°С/Вт, (принято 5200 градусо-суток отопительного периода) (можно воспользоваться таблицей данных для разных городов в конце страницы).

Сопротивлением теплопередаче собственно ж/б стены пренебрегаем как несущественным.

Тогда толщина утеплителя пенопласта ПСБ25 составит ?=R• ?•0,9, где

R — требуемое сопротивление теплопередаче;
? — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м•°С), табличная величина;
0,9 — здесь — «коэффициент грубости расчета» — учитывает стену и некоторые другие параметры.
? = 3,15х0,038х0,9=0,107 м, принимаем толщину утеплителя пенопласт — 10 см одним листом.

Определение толщины утеплителя с учетом конструкций

Еще один пример, как узнать сколько утеплителя нужно, также не совсем точный, но приемлемый для применения на практике расчет.
Утепляем стену из полнотелого силикатного кирпича толщиной 0,38 м в Астрахани.

Требуемое сопротивление теплопередаче этой стены — 2,64 м? •°С/Вт
Собственное сопротивление теплопередачи стены составит
Rст.= ? ? ? =0,38/0,7=0,54м? •°С/Вт

Тогда для достижения нормативного значения нам не будет хватать 2,5 — 0,54=1,96м? •°С/Вт. Т.е сопротивление теплопередаче слоя утеплителя пенопласт СПБ 25 должно быть 1,96м? •°С/Вт.
Необходимая толщина пенопласта ?= 1,96х0,038=0,074м.

Промышленность может нас порадовать пенопластом ПСБ25 ближайшей большей толщиной 8 см. Его и будем применять.

Проверка выбора утепления по паропроницаемости

При выборе утеплителя для стены нельзя ошибиться в одном — наружный слой (утеплитель) должен быть более паропрозрачный чем стена. Если условие не выполняется, то нужно заменить утеплитель с меньшим сопротивлением движению пара.

Проверяем, подходит ли выбранный пенопласт толщиной 8 см для кирпичной стены по условиям пароизоляции.

Паропроницаемость слоя определяется делением его толщины на коэффициент паропроницаемости (данные в конце страницы).

Для стены – 0,38/0,11=3,45 м2 • ч • Па/мг.
Для пенопласта – 0,08/0,05=1,6 м2 • ч • Па/мг.
Условие выполняется.

Примечание: Обычно строительные материалы с высокой паропрозрачностью, такие как поризованая керамика, дерево, можно утеплять только лишь ватными материалами с весьма большим коэффициентом паропрозрачности (больше 0,2 мг/(м*ч*Па).

Уточняющие расчеты при выборе утепления

Рассчитаем толщину утеплителя для северо-восточной стены баньки где-нибудь на южном Урале.

Требуемое согласно норматива сопротивление теплопередаче для всей стены — 3,5 м? •°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче самой конструкции должно быть:
R=Rо-Rв-Rн=3,5-0,115-0,043=3,342 м? •°С/Вт;

где
Rо-нормативное значение сопротивления теплопередаче= 3,5 м? •°С/Вт;
Rв — сопротивление при переходе тепловой энергии от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, Rв=0,115 м? •°С/Вт (сопротивление тепловосприятию);
Rн — сопротивление при переходе тепловой энергии от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху, Rн=0,043 м? •°С/Вт (сопротивление теплоотдаче);

  • Несущая стена — деревянный брус, ель, толщиной 0,2 м.ъ
  • Внутренняя пароизоляция и утепление стены — вспененный фольгированный полиэтилен, обращенный фольгой вовнутрь, толщиной 0,005 м.
  • Вентиляционный зазор между внутренней обшивкой из шпунтованной доски и пароизоляцией толщиной 0,02м (замкнутая воздушная прослойка с конвекционным движением воздуха).
  • Внутренняя обшивка из шпунтованной доски, сосна, ель, толщиной 0,02 м.

Выбранный утеплитель, с учетом рекомендаций по паропроницаемости слоев, минеральная вата, плитная под сайдингом.
Ее коэффициент теплопроводности в условиях эксплуатации под диффузионной мембраной с наружным вентиляционым зазором с учетом увеличения теплопроводности на 20% — 0,045Вт/(м•°С).

Сопротивление теплопередаче имеющейся конструкции стены определяется как сумма сопротивления каждого слоя
Rк=R1+R2+R3+R5=1,176+0,161+0,117+0,28 = 1,734 м? •°С/Вт,

Читать еще:  Чем утеплить кирпичную стену снаружи

где
R1 — сопротивление теплопередаче несущей стены.
R1=0,2/0,17=1,176м? •°С/Вт,

Здесь толщина бревна ?=0,2м,
коэффициент теплопроводности сосны и ели поперек волокон ?=0,17 Вт/(м•°С).

Далее:
R2=0,005/0,031=0,161 м? •°С/Вт, сопротивление теплопередаче фольгированного вспененного полиэтилена;
R3=0,02/0,17=0,117 м? •°С/Вт, — сопротивление теплопередаче внутренней деревянной обшивки.
R4=0,14м? •°С/Вт х 2=0,28м? •°С/Вт — сопротивление вентиляционного зазора
между отделкой и пароизоляцией, принимается 0,14 для толщины зазора 0,02 м и с коэффициентом 2, так как имеется отражение лучевой энергии фольгой.

Сопротивление теплопередаче самого утеплителя должно быть
Rут=R-Rк=3,342 — 1,734= 1,608м? •°С/Вт,

Расчетная толщина утеплителя минеральная вата
? расч. =1,608х0,045 = 0,072 м.

С учетом того, что стена располагается с северовосточной стороны, уточняем толщину утеплителя — к полученному значению расчетной толщины добавляется поправочное значение ? расч.х0,1,

? утепл. = 0.072+ 0,072х0,1= 0,079 м.

Мы узнали толщину утепления для бани (согласно СП 23-101-2004″Проектирование тепловой защиты зданий»), расположенной в относительно прохладном районе. Сама же баня, на первый взгляд с достаточно теплыми стенами, но расчет показал, что необходимо дополнительное утепление, для чего применяется минеральная вата толщиной 8 см.

Данные СНиП о сопротивлении теплопередаче ограждающих конструкций

Требуемое сопротивление теплопередаче для стен жилых зданий в городах и областях России

Внимание, что бы узнать приблизительное значение:

  • для потолочных перекрытий и крыш, перекрытий над проездами и другими не огражденными участками (на сваях..), необходимо данные умножить на 1,5;
  • для перекрытий над подвалами, неотапливаемыми подпольями, полов по грунту – данные умножить на 1,3[/i]

Значение паропроницаемости для различных строительных материалов

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.

Как рассчитать толщину утеплителя?

Комфортное проживание в доме предусматривает создание условий для поддержания оптимальной температуры воздуха особенно зимой. В строительстве дома очень важно грамотно подобрать утеплитель и рассчитать его толщину. Любой строительный материал будь то кирпич, бетон или пеноблок имеет свою теплопроводность и теплосопротивление. Под теплопроводностью понимают способность стройматериала проводить тепло. Определяется данная величина в лабораторных условиях, а полученные данные приводятся производителем на упаковке либо в специальных таблицах. Теплосопротивление – величина обратная теплопроводности. Тот материал, который отлично проводит тепло, соответственно, имеет низкое сопротивление теплу.

Для строительства и утепления дома выбирают материал, имеющий низкую теплопроводность и высокое сопротивление. Чтобы определить теплосопротивление стройматериала, достаточно знать его толщину и коэффициент теплопроводности.

Расчет толщины утеплителя 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 получает 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, в результате станет известно сопротивление теплу, которым должен обладать утеплитель.

Если стены состоят из нескольких материалов, следует просуммировать их показатели теплосопротивления.

Толщина утеплителя стен рассчитывается с учетом сопротивления теплопередаче используемого материала (R). Для нахождения этого параметра следует применить нормы «Тепловой защиты зданий» СП50.13330.2012. Величина ГОСП (градусосутки отопительного периода) вычисляется по формуле:

При этом tB отражает температуру внутри помещения. Согласно установленным нормам она должна варьировать в пределах +20-22°С. Средняя температура воздуха – tот, число суток отопительного периода в календарном году – zот. Эти значения приведены в «Строительной климатологии» СНиП 23-01-99. Особое внимание следует уделить продолжительности и температуре воздуха в том периоде, когда среднесуточная t≤ 8 0 С.

Читать еще:  Пенополистирол для утепления стен снаружи

После того как теплосопротивление будет определено следует узнать какой должна быть толщина утеплителя потолка, стен, пола, 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 (δs) к теплопроводности (λS).

Толщина утеплителя стен из газобетона и кирпича

К примеру, в возведении конструкции используется газобетон D600 толщиной 30 см, в роли теплоизоляции выступает базальтовая вата плотностью 80-125 кг/м 3 , в качестве отделочного слоя – кирпич пустотелый плотностью 1000 кг/м 3, толщиной 12 см. Коэффициенты теплопроводности приведенных выше материалов указываются в сертификатах, также их можно увидеть в СП50.13330.2012 в приложении С. Итак теплопроводность бетона составила 0,26 Вт/м* 0 С, утеплителя — 0,045 Вт/м* 0 С, кирпича — 0,52 Вт/м* 0 С. Определяем R для каждого из используемых материалов.

Зная толщину газобетона находим его теплосопротивление RГ = δ = 0,3/0,26 = 1,15 м 2 * 0 С/Вт, теплосопротивление кирпича — RК = δ = 0,12/0,52 = 0,23 м 2 * 0 С/В. Зная, что стена состоит из 3-х слоев

находим теплосопротивление утеплителя

Представим, что строительство происходит в регионе, где R ТР (22 0 С) — 3,45 м 2 * 0 С/Вт. Вычисляем RУ = 3,45 — 1,15 – 0,23 = 2,07 м 2 * 0 С/Вт.

Теперь мы знаем, каким сопротивлением должна обладать базальтовая вата. Толщина утеплителя для стен будет определяться по формуле:

δS = RУ х λ = 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 RУ = 1,77 м 2 * 0 С/Вт, а δS = 0,08 м или 8 см.

Толщина утеплителя для кровли

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 высокоэффективные рулонные, матные или плитные теплоизоляции, для чердачных крыш – засыпные материалы.

Толщина утеплителя для потолка рассчитывается по приведенному выше алгоритму. От того насколько грамотно будет определены параметры изоляционного материала зависит температура в доме в зимнее время. Опытные строители советуют увеличивать толщину утеплителя кровли до 50% относительно проектной. Если используются засыпные или сминаемые материалы, время от времени их необходимо разрыхлять.

Толщина утеплителя в каркасном доме

В роли теплоизоляции может выступать стекловата, каменная вата, эковата, сыпучие материалы. Расчет толщины утеплителя в каркасном доме более простой, потому как его конструкция предусматривает наличие самого утеплителя и наружной и внешней оббивки, как правило, выполненных из фанеры и практически не влияющих на степень термозащиты.

Например, внутренняя часть стены — фанера толщиной 6 мм, наружная – плита OSB толщиной 9 мм, в роли утеплителя выступает каменная вата. Строительство дома происходит в Москве.

Теплосопротивление стен дома в Москве и области в среднем должно составлять R=3,20 м 2 * 0 C/Вт. Теплопроводность утеплителя представлена в специальных таблицах либо в сертификате на товар. Для каменной ваты оно составляет λут = 0,045 Вт/м* 0 С.

Толщина утеплителя для каркасного дома определяется по формуле:

δут = R х λут = 3,20 х 0,045 = 0,14 м.

Плиты каменной ваты выпускаются толщиной 10 см и 5 см. В данном случае потребуется укладка минеральной ваты в два слоя.

Толщина утеплителя для пола по грунту

Прежде чем приступить к расчетам следует знать, на какой глубине располагается пол помещения относительно уровня земли. Также следует иметь представление о средней температуре грунта зимой на этой глубине. Данные можно взять из таблицы.

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, поделив толщину на коэффициент теплопроводности и суммировать полученные значения. Таким образом, мы узнаем теплосопротивление всех слоев пола, кроме утеплителя. Чтобы найти этот показатель, из нормативного теплосопротивления отнимем общее термическое сопротивление слоев пола за исключением коэффициента теплопроводности изоляционного материала. Толщина утеплителя для пола вычисляется путем умножения минимального теплосопротивления утеплителя на коэффициент теплопроводности выбранного изоляционного материала.

Примеры расчетов

Для наглядности можно посчитать необходимую толщину стены из кирпича без слоя теплоизоляции. Все условия сохраняются.

Итак, К теплопр = 0,67, а значит L = 3,15/0,67 = 2,1 м

Все стает на свои места — целевая теплоизоляция действительно намного выгоднее несущих материалов.

Еще один наглядный пример подсчета теплоизоляционного слоя на основе эковаты для стен обычной постройки с 10 см слоем кирпича (К теплопр = 0.81) и шлакоблока толщиной 0.4 м (К теплопр = 0,46):

  • Для кирпича К сопр = 0,12
  • Для шлакоблока К сопр = 0,4/0,45=0,87

Суммарное К сопр = 0,99. Для утепления стены нужно дополнительные 3,15-0,99 = 2,16. Если применить целлюлозный утеплитель, тогда толщина дополнительной изоляции из эковаты составит 0,04*2,16 = 0,086м = 86 мм

Читать еще:  Утепление стен дома изнутри своими руками

Все расчеты производились в теоретической форме с идеальными условиями: хорошее качество монтажа утеплителя (отсутствие каких-либо щелей), влажность и максимальное качество компонентов теплоизоляционного материала. Поэтому к полученным значениям толщины слоя рекомендуется добавлять 20-30%. Если в предыдущем подсчете получилось 8 см, то для уверенности лучше рассчитывать как минимум на 10 см. Также нужно учитывать указанный производителем на упаковке к материалу К теплопр конкретного образца.

Для эковаты влажность не имеет большого значения, но, к примеру, стекловата или минеральная вата сильно зависят от значения влажности. Теплоизоляционный слой должен быть в 1,5 раза толще расчетного. Изменение К сопр в зависимости от влажности для эковаты и минеральной ваты можно увидеть на рисунке.

Порядок расчета толщины утеплителя

Когда будут найдены все справочные величины, можно приступать к математическим расчетам. Для вычислений используют рекомендованные значения коэффициентов теплосопротивления строительных конструкций, определенные по градусо-суткам отопительного периода (ГСОП). Величина ГСОП зависит от региона строительства и вычисляется по формуле:

ГСОП = (tв — tот) * zот.

Здесь tв – показатель температуры внутри помещения, tот – средняя суточная температура на протяжении отопительного периода, zот – продолжительность отопительного сезона в сутках. Можно не выполнять сложные подсчеты и воспользоваться готовыми значениями ГСОП, указанными в СНиП 23-01-99.

Градусо-суткиТеплосопротивление стеныТеплосопротивление окнаТеплосопротивление холодного подвала или чердака
2 0002,10,32,8
4 0002,80,453,7
6 0003,50,64,6
8 0004,20,75,5
10 0004,90,756,4
12 0005,60,87,3

Например, в средней полосе (Москва) для стены показатель теплового сопротивления должен быть около 3,5, для потолка – 6. Это оптимальные значения для поддержания комфортного микроклимата внутри здания. То есть суммарное теплосопротивление всех слоев конструкции должно быть не ниже указанных величин.

Пример 1

Для примера расчета рассмотрим стену из силикатного кирпича толщиной 0,5 м, утепленную пенопластом. Коэффициенты теплопроводности указаны выше в таблицах. Получаем теплосопротивление стены:

Теперь определяем необходимое теплосопротивление слоя пенопласта:

Rп = R– Rст = 3,5 – 0,71 = 2,79.

Для нормальной теплоизоляции потребуется слой пенопласта с тепловым сопротивлением 2,79.

Толщину утеплителя рассчитаем по формуле:

Здесь k – это коэффициент теплопроводности пенопласта, взятый из таблицы выше.

d= 2,79 х 0,038 = 0,10 м.

Для теплоизоляции стены с указанными характеристиками понадобится слой пенопласта толщиной 10 см. Если число получается нецелым, его всегда округляют в большую сторону.

Пример 2

Допустим, планируется строительство жилого дома в Вологде с использованием пенобетонных блоков толщиной 200 мм. Рассчитаем утепление для жилой мансарды:

  • градусо-сутки отопительного периода – 6 000;
  • термическое сопротивление – 3,5 (м 2 * К)/Вт.

Теплосопротивление пеноблока толщиной 0,2 м при теплопроводности 0,4 Вт/(м * К) будет равным 0,5. Для утепления необходимо смонтировать теплоизоляционный слой с термическим сопротивлением около 3,0. В данном случае рационально использовать минеральную вату с теплопроводностью 0,035.

Рекомендованная толщина утеплителя:

d= 3 х 0,035 = 0,105 м.

Для утепления стен дома в рассмотренном примере подойдут рулоны или плиты минеральной ваты толщиной 10 см.

По данному алгоритму можно рассчитать любой утеплитель для стен и потолка. Чтобы определить оптимальный слой теплоизоляции для пола, необходимо знать температуру грунта в регионе строительства. По ней вычисляют градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), а затем тепловое сопротивление конструкции.

Формула расчета

Для определения требуемой толщины утеплителя необходимо воспользоваться формулой R = δ/λ , где R — суммарное термическое сопротивление слоев конструкции (м2·°С/Вт), δ — толщина утеплителя в метрах, λ − расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя с учетом условий эксплуатации ограждающих конструкций (Вт/(м·°С).

Таким образом, толщина утеплителя будет результатом произведения сопротивления теплопередаче на коэффициент теплопроводности δ = λ*R. В расчете необходимо не забыть учесть термическое сопротивление материала каждого слоя конструкции.

Требуемое значение сопротивления теплопередаче для расчета конструкции (стена + теплоизоляция) можно взять из строительных норм проектирования (ТКП 45-2.04-43-2006), где нормативное значение для жилых помещений равно 3.2 (м2·°С/Вт).

И так, если необходимо утеплить дом из деревянного бруса толщиной 150 мм, применив в качестве теплоизоляционного слоя утеплитель PAROC eXtra (λ = 0,042 — взято из справочных данных производителя, режим эксплуатации Б), необходимо от 3.2 (нормативное сопротивление) отнять термическое сопротивление стены (делим ее толщину 0,15 м на теплопроводность дерева λ = 0,14), получаем термическое сопротивление теплоизоляции, и умножаем результат на теплопроводность PAROC eXtra λ = 0,042:
δутепл = (Rнорм — Rстены) * λутепл = (Rнорм — δстены / λстены) * λутепл

В результате получим: (3,2 — 0,15/0,14) * 0,042 = 0,0894 (м). В качестве конечного размера берем ближайший стандартный размер 100 мм.

Отличный калькулятор, позволяющий рассчитать многослойные конструкции для различных помещений, а также произвести расчет вентилируемых фасадов, можно найти здесь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector