Теплоизоляция конструкций: толщина утеплителя стен

Расчет утеплителя для стен производится в соответствии с измененными требованиями СНиП 32-02 от 2003 года. В настоящее время не существует материала, который при высокой несущей способности обладал бы высоким теплосопротивлением. Поэтому используют многослойные конструкции, в которых бетон, кирпич, дерево отвечает за прочность стен, а каменная вата, пенополистирол решают проблему тепловой защиты. Это обеспечивает разумную толщину стен с сохранением теплового контура, отсутствием мостиков холода. Снижаются эксплуатационные расходы за счет уменьшения отопительных радиаторов, мощности котла.

Схема толщины утеплителя стены.

Особенности расчета утеплителя

Расчет утепления производят по таблицам, например, в одной из них имеется примерная толщина утеплителя (мм) в зависимости от региона строительства:

1. Ростов-на-Дону – 77.
2. Казань – 105.
3. Якутск – 168.
4. Сочи – 50.
5. Москва – 92.
6. Санкт-Петербург – 94.
7. Владивосток – 95.
8. Новосибирск – 118.
9. Самара – 101.

При этом учитывается продолжительность периода отопления, средняя температура. Типовой расчет оперирует стандартной 510 мм кладкой на цементно-песчаном растворе с коэффициентом 0,76 единиц.

Комфортной принимается температура внутри жилища +21˚С, в проект закладывается 20 мм воздушная прослойка.

Таблица расчета утепления.

Материалы имеют следующие коэффициенты теплопроводности:

• фасадная минвата – 0,041 единица;
• экструдированный пенополистирол – 0,039 единиц.

Расчет утепления для Московской области для стен показывает, что при отсутствии утеплителя потребуется толщина стены из различных материалов (см):

• шлакобетон – 188;
• пенобетон – 94;
• газосиликат – 47;
• керамзитобетон – 148;
• клееный брус – 50;
• пустотелый кирпич – 157;
• полнотелый силикат – 238;
• железобетон – 533.

В то же время для обеспечения нормальной теплоизоляции в этих условиях хватает 13 см минваты либо 12 см пенополистирола, 57,5 см кладки блоками Протерм (керамика с приклеенным пенополистиролом, наружным облицовочным слоем). Выбор теплоизолирующих материалов для утепления происходит после изучения основных характеристик. Для утеплителя стен важнейшими являются параметры:

Примеры расчета толщины утеплителей.

• вес – со снижением веса облегчается работа, имеется возможность облегчения фундамента, становится дешевле транспортировка, крепление к несущим конструкциям;
• паропроницаемость – вывод лишней влаги без устройства дорогостоящей вентиляции;
• выбор отделки – если облицовка, отделка могут крепиться на слое утеплителя, снижается бюджет строительства;
• долговечность – ресурс пенополистирола, базальтовой ваты примерно одинаков, составляет 50-70 лет;
• экологичность – оба материала отвечают требованиям безопасности;
• горючесть – базальтовая вата не горит, выдерживает открытое пламя 150 минут, ядовитых веществ не выделяет; пенополистирол начинает интенсивно разлагаться при 160˚С с выделением ядовитого стирола, воспламеняется при 310˚С, самовоспламеняется при 440˚С;
• цена – базальтовая вата дороже пенополистирола.

Разновидности используемых утеплителей

Расчет утеплителя стен зависит от характеристик материалов, использующихся для того, чтобы теплоизоляция повысилась до необходимого значения. Основными из них являются:

• пеностекло – гранулят, плиты, блоки плотностью 150 кг/м³, теплопроводностью 0,05 единиц, шумопоглощением 56 Дб, температурой деформации 450˚С;
• пеноизол – плотность 15 кг/м³, теплопроводность 0,035 единиц, огнестойкость Г2;
• эковата – звукопоглощение 63 Дб, плотность 40 кг/м³, воспламеняемость В3, теплопроводность 0,04 единицы;
• напыляемый пенополиуретан – теплопроводность 0,02 единицы, плотность 50 кг/м³, акустическая изоляция 60 Дб;
• пенофол – коэффициент сопротивления теплопередаче 1355, отражающая способность 97%;
• пенопласт – плотность 11 кг/м³, теплопроводность 0,03 единицы, паропроницаемость 0,06.

СП 12-101-98. Технические правила производства наружной теплоизоляции.

Минимальные затраты при отделке наблюдаются при использовании пенопласта, пенополистирола, базальтовой ваты, пеностекла. Пеноизол недостаточно экологически безопасен для утепления жилого дома, а у пеностекла низкая паропроницаемость. Утепление напыляемыми материалами происходит по специальной технологии, требующее соответствующего оборудования.

Расчет утепления должен учитывать положение утеплителя относительно стен. Он может находиться внутри кладки, приклеиваться снаружи фасада, монтироваться в обрешетку внутри здания. Первые два варианта утепления предпочтительнее, так как не смещается тепловой контур, внутренняя поверхность стен остается сухой весь период эксплуатации. Внутреннее утепление приводит к возникновению росы, избавиться от которой очень трудно.

Пример вычисления параметров несущих конструкций

Теплотехнический расчет выполняется поэтапно. На первой стадии по карте влажности определяются условия эксплуатации стен. Для частного коттеджа принимается нормальная влажность (группа Б), взятая из таблицы:

Термосопротивление воздушной прослойки, устраиваемой в конструкции стен, также берется из таблицы:

Формула расчета утепления.

При этом поток принимается снизу вверх, структура стены изнутри наружу: штукатурка, кладка в кирпич, утеплитель, прослойка, облицовка в полкирпича. Для примера принимаются силикатные стены с цементно-известковой штукатуркой, плиты из стиропора. Для пустотелой керамики с полиуретановыми плитами общая толщина стен будет меньше, утепление дешевле.

Расчет утепления начинают с определения теплопроводности всех слоев:

• штукатурка – 0,87 единиц (при толщине 25 мм);
• стиропор – 0,05 единиц;
• воздух – 0,165 единиц (при слое 4 см);
• кладка – 0,87 единиц.

Для нормального микроклимата во внутренних помещениях (+21˚С), наружного воздуха в столице (-32˚С) высчитывается требуемое теплосопротивление:

R_тр= t_вн – t_н/34,8 = 21+32/34,8 = 1,52 единицы.

Для ужесточения требований вводится коэффициент 2,5, что дает в результате R_рас = 3,8 единицы. После чего из требуемого теплосопротивления вычитаются поочередно сопротивления каждого слоя:

3,8 – 1/8,7 – 0,02/0,87 – 0,25/0,87 – 0,12/0,87 – 0,165 – 1/23 = 3.

Затем достаточно умножить это число на термосопротивление используемого материала (для стиропора – 0,05), чтобы получить толщину слоя:

3 х 0,05 = 0,15 м.

Таким образом, в данных условиях будет достаточно утеплить кладку 15 см слоем, чтобы обеспечить комфортное проживание в морозы. Исходя из представленных на рынке плит выбирается необходимая толщина либо приобретается более толстый материал, который разрезают в размер. По данному принципу можно качественно утеплить пенобетон, газосиликат, брусовую, срубную конструкцию. Принцип расчета утепления остается прежним, отличаются коэффициенты. В любом случае теплоизоляция будет отвечать требованиям СНиП, обеспечивать идеальный микроклимат жилища.