Elit-decor.ru

Элит Декор
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать толщину пенопласта для утепления стен?

Инструкция по расчету и утеплению стен пенопластом

При выборе пеноплекса для теплоизоляции стен очень важно сделать всю работу в соответствии с технологией. Прежде всего необходимо провести расчет утепления стен. Пенопласт выпускается в нескольких стандартных размерах, поэтому, прежде чем утеплять стены, необходимо определить оптимальную ширину, высоту и толщину листов.

Утепление пенополистиролом фасада несущей стены.

  1. Важные моменты и порядок проведения расчета
  2. Другие важные условия
  3. Пошаговая инструкция по наружному утеплению
  4. Руководство по креплению пенопласта
  5. Руководство по утеплению стен пенопластом изнутри

Энергоэффективный дом – утепление экструзионным пенополистиролом. Рекомендации специалиста

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Это часть учебного курса по «Утеплению экструдированным пенополистиролом». Полностью пройти курс можно в Академии FORUMHOUSE.

Постоянное увеличение цен на энергоносители, желание возвести комфортный и экономичный дом привело к всплеску интереса к строительству энергоэффективного жилья. Но как разобраться в море утеплителей, ведь у каждого из них есть свои особенности? Экструзионный пенополистирол — материал, неизменно набирающий обороты на рынке утепления, и в этой статье при помощи специалистов мы поможем разобраться, как сделать расчёты при утеплении этим материалом.

Итак, мы рассмотрим:

  • Базовые принципы энергоэффективного (энергопассивного) строительства.
  • Расчёты необходимой толщины экструзионного пенополистирола (XPS).
  • «Дышащие» стены — миф или реальность.
  • Какие инженерные системы нужны энергоэффективному дому.

Энергоэффективность: базовые принципы

У обычного, неподготовленного застройщика при упоминании словосочетания «энергоэффективное жилище» в голове возникает образ коттеджа премиального класса, требующего значительных вложений. Отсюда — нежелание вкладываться в строительство хорошо утеплённого и энергоэффективного дома.

Практика говорит об обратном. Если обобщить опыт, то можно сказать, что строительство энергоэффективного дома увеличивает смету строительства на 15-20%. При этом эксплуатация такого жилища, в среднем, обходится на 50-75% дешевле в сравнении с традиционным строительством.

Если построить энергоэффективный дом, то экономия вложенных в его строительство средств начинается уже в первый отопительный сезон.

Чтобы разобраться в базовых принципах строительства энергоэффективного дома, надо понять, на что в доме тратится энергия.

Основные потребители энергии — электроприборы, система ГВС и система отопления. Т.к. на территории нашей страны превалирует холодный климат, то львиная доля расходов (до 70%) в стандартном доме, с большими теплопотерями, уходит на отопление.

Основные источники теплопотерь в здании — пол, стены, окна, двери, кровля и система вентиляции.

«Мостик холода» — это конструкционная часть здания (бетонные перемычки, стыки в стенах и т.д.), через которые, из-за низкого термического сопротивления этого узла или материала, происходят теплопотери.

Для наглядности процентное соотношение теплопотерь представлено на следующем рисунке.

Об энергоэффективности дома можно судить по коэффициенту сезонного использования тепловой энергии – Е.

В европейских странах для определения класса энергоэффективности дома используется коэффициент ЕР. За отправную точку берётся ЕР = 1 и энергетический класс D, т.е. стандартный.

Основная задача по дополнительной теплоизоляции здания — повышение энергоэффективности и, как следствие, снижение затрат на отопление. Это приводит к экономии средств и снижению стоимости владения домом в долгосрочной перспективе.

Как выбрать утеплитель и рассчитать его толщину

Разобравшись в базовых характеристиках энергоэффективного дома, можно перейти к определению оптимальной толщины утеплителя. Судя по запросам на портале, это один из лидирующих вопросов среди наших пользователей при строительстве тёплого и комфортного дома.

У меня построен дом в Минске из силикатного кирпича. Толщина стены — 0.5 метра. Если температура на улице падает до — 25°C, то дом остывает до 14-15°C. Дом построен ещё в начале 90-х годов. Судя по кладке, дом строили с нарушениями технологии, даже раствор не везде был положен. Затем я дом достроил и отштукатурил. Теперь хочу его утеплить. Думаю взять утеплитель толщиной в 100 мм. Строители же говорят, что и 50 мм хватит. Как правильно рассчитать необходимую мне толщину утепления?

Как уже говорилось выше, теплопотери через стены составляют около 20% от всех теплопотерь. Поэтому, чтобы утеплить дом, нужен качественный и долговечный утеплитель, который со временем не потеряет своих свойств. Чтобы его выбрать, нужно понять, какими качествами он должен обладать.

Эффективный утеплитель – это теплоизоляционный материал, который, обладая малой толщиной, повышает сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (обозначается R), т.е. препятствует переносу тепла из помещения с более высокой температурой (из комнаты) во внешнюю среду с более низкой температурой (на улицу).

Отталкиваясь от этого определения, мы переходим к теплопроводности, т.к. это — основная характеристика утеплителя. Коэффициент теплопроводности выражается в способности материала проводить тепло от более нагретой части к менее нагретой. Рассмотрим этот параметр более подробно.

Любой материал пропускает через себя тепловую энергию. Хороший пример – дерево и сталь. Если нагреть эти два материала, то сталь, из-за высокой теплопроводности, быстро нагреется, в то время как дерево, из-за более низкого коэффициента, останется тёплым. Для наглядности этого процесса представим себе сковородку с деревянной ручкой, поставленную на газовую плиту.

Читать еще:  Чем клеить пеноплекс к кирпичной стене

Идём далее. Коэффициент теплопроводности обозначается как λ. У каждого строительного материала – свой коэффициент теплопроводности. Этот коэффициент определяет количество тепловой энергии, проходящей за 1 секунду через 1 кв. м площади материала при разнице температуры в 1°С. λ измеряется — Вт/(м*°С).

Чем меньше коэффициент теплопроводности — (λ), тем меньше теплопередача, т.е. выше термическое сопротивление конструкции — (R). Это напрямую влияет на теплоизоляционные качества ограждающей конструкции.

Зная нормы по теплосопротивлению (R) для разных регионов России (в зависимости от климатической зоны) и коэффициент теплопроводности материала (λ), используемого при возведении стен, можно высчитать необходимую толщину утеплителя.

Таблица. Нормируемое тепловое сопротивление стен.

Примечание: для перекрытий и покрытий нормируемое тепловое сопротивление имеет другие значения. По нормам СП 50.13330 «Тепловая защита зданий» расчёт требуется делать для температуры + 20 °С. (В зимний период в жилых помещениях температура должна поддерживаться на уровне 18…22 °С).

Пример расчёта утепления дома экструзионным пенополистиролом (XPS)

За счёт своих характеристик — низкого коэффициента теплопроводности (0.028-0.034 Вт/(м*°С), высокой прочности на сжатие (200-1000 кПа) и минимального коэффициента водопоглощения (0.2-0.4%) – этот материал применяется для утепления следующих конструкций:

  • Пол и перекрытия.
  • Фундаменты и цокольные этажи.
  • Кровли.

Зная, какие материалы применяются в конструкции стены, можно рассчитать её термическое сопротивление и соответствие нормам.

Например, возьмём стену, сложенную из полнотелого кирпича толщиной в 0.3 метра. По нормативам термическое сопротивление для стен в Московском регионе должно быть: R — 3.065 (м²*°С)/Вт. Отсюда, по формуле находим фактическое сопротивление теплопередачи кирпичной кладки.

d — толщина материала;

λ — коэффициент теплопроводности материала.

Rф = 0.3/0.81= 0.37 (м²*°С)/Вт

Отталкиваясь от этого значения, определяем разницу между нормативным и фактическим сопротивлением теплопередачи (Rт):

Rт = Rн – Rф = 3.065 — 0.37 = 2.69 (м²*°С)/Вт

Теперь находим необходимую нам толщину утеплителя, которая компенсирует эту разницу. Расчётный коэффициент теплопроводности экструзионного пенополистирола (XPS) — 0.03 Вт/(м*°С). Ставим его в следующую формулу:

d — толщина утеплителя;

Rт — сопротивление теплопередаче;

λ — коэффициент теплопроводности утеплителя.

d = Rт * λ = 2.69 * 0.03 = 0.08 м

Переводим в см, округляем в большую сторону (с учетом кратности толщины выпускаемой теплоизоляции 10 мм) и получаем – 8 см.

Вывод: для приведения значения теплосопротивления кирпичной стены до нормируемого необходимо снаружи стены смонтировать слой экструзионного пенополистирола (XPS) толщиной в 80 мм.

Используя этот упрощённый алгоритм, можно самостоятельно рассчитать необходимую толщину утеплителя. Если конструкция стены состоит из нескольких слоёв, например – штукатурка-газобетон-теплоизоляция-облицовочный кирпич и т.д., то для расчёта и получения общего значения теплосопротивления стены (R) нужно сложить показатели каждого слоя.

Таким образом, тонкий слой утеплителя позволяет достичь требуемого норматива по теплосопротивлению ограждающих конструкций (R). А при утеплении изнутри, за счёт применения эффективного утепления, мы можем уменьшить общую толщину наращиваемой конструкции стены, при этом не «съедая» внутреннюю полезную площадь дома.

Инженерные системы энергоэффективного дома

Главный принцип строительства энергоэффективного дома — это сооружение герметичной (замкнутой), воздухонепроницаемой оболочки внутри здания. Т.е. — строительство своего рода дома-термоса, в котором всё тепло сохраняется и не выводится наружу за счет теплопереноса, который возможен при миграции воздушных масс в так называемых «дышащих стенах». Таким образом, предвидя вопрос застройщиков, можно сразу сказать, что т.н. «дыхание стен», т.е. воздухообмен, между внутренней и наружной средой, который якобы обеспечивает здоровый микроклимат в доме — миф! Несущие конструкции не должны «дышать» и пропускать воздух, они должны сохранять наше тепло внутри. За «дыхание дома» (удаление отработанного и поступление свежего воздуха) должны отвечать соответствующие системы.

Виниловые обои, слой штукатурки, ламинат, клинкерный кирпич и прочие отделочные материалы, даже простая масляная краска — уже сами по себе являются хорошими слоями, обеспечивающими герметичность системы. Поддерживать микроклимат в доме и обеспечивать приток свежего воздуха должна вентиляции, которую, к сожалению, забывают закладывать в проекты. Ведь от качества воздуха и скорости воздухообмена зависит самочувствие человека и уровень комфорта в доме. В коттедже с правильно смонтированной вентиляцией легко дышится.

Современные стандарты регламентируют: весь объём воздуха в жилом помещении должен полностью обновляться один раз за 60 мин.

Здесь кроется «подводный камень». Потери тепла через неэффективную систему вентиляции могут составлять свыше 30%. Т.е. — обеспечивая приток необходимого нам объёма воздуха зимой, мы «выбрасываем» наружу тепло и тратим дополнительную энергию на нагрев вновь поступившего воздуха.

Как поступить? Чтобы не сокращать объём поступающего воздуха, монтируем систему, которая станет подогревать холодный уличный воздух за счет отработанного воздуха, удаляемого из помещений. Эта система называется рекуператор, и она является одним из возможных вариантов устройства системы вентиляции в энергоэффективном доме.

Это часть учебного курса по «Утеплению экструдированным пенополистиролом». Полностью пройти курс можно в Академии FORUMHOUSE.

Пенопласт – достоинства и недостатки

Пенопласт — лидер среди утепляющих материалов, сочетающий в себе самые удачные качества:

  • Низкая теплопроводность. Пенопласт на 98% процентов состоит из воздуха и только на 2% из полистирола, поэтому теплосберегающие качества его весьма высоки.
  • Малый вес. Среди всех материалов пенопласт наиболее легкий, он не создает лишних нагрузок на стены.
  • Отсутствие последствий от действия воды. Материал состоит из множества герметичных гранул, заполненных пузырьками газа, в которые вода просто не может проникнуть.
  • Достаточная жесткость. Лист пенопласта удобен для монтажа, он не гнется и хорошо держит форму, легко режется.
  • Удобный формат и толщина листа. Стандартные размеры листов имеют удобные линейные размеры и толщину, позволяя использовать оптимальный вариант.
  • Хорошая адгезия — сцепление поверхности пенопласта с грунтовками или составами для оштукатуривания стен.
  • Пожарная безопасность. Производители заявляют, что шариковый пенопласт не горит вовсе. Это не совсем верно, он горит, но температура воспламенения его в два раза выше, чем, например, у дерева. Поэтому источником опасности он быть не может.
  • Цена пенопласта самая низкая из всех типов утеплителей.
Читать еще:  Толщина пенопласта для утепления стен изнутри

Разница толщины при одинаковой теплоизоляции

Такие свойства характеризуют материал с очень положительной стороны.

Тем не менее, имеются и недостатки:

  • Пенопласт совершенно не переносит контактов с растворителями типа ацетона или бензина.
  • Хрупкость материала довольно высока, он крошится при резке, не допускает сгибания.
  • Пенопластовые плиты непроницаемы для воздуха, в отличии от минваты.
  • Имеется возможность обитания в толще материала грызунов.

Все недостатки можно определенным образом компенсировать, если знать об их существовании и принять необходимые меры.

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.

Расчет необходимой толщины утеплителя

Толщина слоя утеплителя зависит от следующих факторов:

  • толщина, конструкция, теплопроводность материала стены;
  • климатическая зона постройки;
  • наличие дополнительных слоев в конструкции (например, слой внутренней штукатурки).

Для простоты проведем расчет толщины утеплителя для стены дома из пенобетонных блоков толщиной 30 см с внутренней штукатуркой толщиной 20 мм, построенном в Подмосковье.

Нормируемое сопротивление теплопередаче стен для разных регионов РФ определяется по таблице:

Сопротивление теплопередаче стены должно составлять 3,16 м2 · °C/Вт.

По таблице находим данные для стены – 0,703 м2 · °C/Вт и слоя штукатурки – 0,035 м2 · °C/Вт.

Вычитаем из нормативного значения индивидуальные данные:

3,16–0,703–0,035= 2,422 м2 · °C/Вт

Толщина пенополистирола для утепления стен должна обеспечить такое сопротивление теплопередаче.

Толщину определяем, используя формулу

  • δ – толщина утеплителя, м;
  • λ – теплопроводность материала, Вт/ м2 · °C.

Пример расчета

Предположим, для теплоизоляции мы приобрели материал марки ППС20 Ф РГ. Плотность пенопласта 20 кг/м3, теплопроводность по худшему условию эксплуатации — 0,033 Вт/ м2 · °C.

δ = 2,422х0,033=0,079, или округлено 80 мм

Поскольку в продаже чаще всего можно найти плиты толщиной до 50 мм, для утепления имеет смысл использовать две плиты 50+30 мм или 2х40 мм.

Сопротивление теплопередаче стены и толщина: расчет

Итак, чтобы понять, какой толщины пенопласт для утепления необходим, нужно вычесть из общего теплосопротивления (Т) значения аналогичных показателей, соответствующих всем входящим в состав стены слоев, кроме утеплительного.

Теплопроводность материалов вы можете найти в технических характеристиках, представленных производителем.

Предположим, мы возвели стену из керамоблоков (их толщина 0,3м). Стены изнутри отделаны слоем гипсовой штукатурки в 2см. Наружная отделка выполнена песчано-цементной штукатуркой слоем в 3см.

Производителем заявлены следующие показатели теплопроводности материалов:

  • Керамоблоки – 0,14 (Вт/м* 0 С),
  • Гипсовой штукатурки – 0,31 (Вт/м* 0 С),
  • Песчано-цементной штукатурки – 1,1(Вт/м* 0 С).

Т1= 0,3/0,14 + 0,02/0,31 + 0,03/1,1 = 2,14 + 0,06 + 0,02 = 2,22 (Вт/м* 0 С).

Таким образом, мы нашли Т1. Это сопротивление теплопередаче наших стен без утеплителя. Предположим, что дом строится в Московском регионе. Табличное значение минимального сопротивления, как мы видим, равно 3,28.

Из него мы вычитаем полученное значение и получаем, что коэффициент сопротивления пенопласта должен быть равен:

Чтобы высчитать, какая толщина пенопласта для стены нам необходима, нужно знать его теплопроводность. Это значение можно найти в технической документации к материалу.

Для качественных изделий оно равно 0,039.

Итак, толщина будет считаться по формуле: сопротивление теплопередаче умножается на теплопроводность.

Таким образом получаем: 1,06 * 0,039 = 0,04м.

То есть минимальный слой пенопласта для утепления в данном случае будет составлять 4см.

Утепление пенопластом толщина для «проблемных» стен

Несмотря на «стандартные» варианты, расписанные выше, практика утепления фасадов показывает, что толщины в 50 мм, действительно, часто не хватает . В отдельных случаях, утепление пенопластом слоем в 50 мм может практически не дать желаемых результатов. Для того, чтобы вся работа не пошла «на ветер», для того, чтобы избежать некоторых напрасных трат, нужно все-таки четко понимать свойства теплопроводности стен в зависимости от типа материала.

Читать еще:  Как отделать окно сайдингом

Утепление пенопластом толщина которого не 50, а 100 мм — вполне оправдана для зданий, стены которых выполнены из железобетона (2500 кг/м3), силикатного кирпича на на цементно-песчаном растворе, керамического пустотного кирпича, а также, в отдельных случаях кладки из керамзитобетонных блоков. Показатели теплоотдачи перечисленных материалов в случае, когда из них выполнены наружные стены достаточно плохие . Имеется ввиду не качество самого стройматериала (бетон, к примеру – обладает исключительной прочностью и является великолепным, современным стройматериалом, из которого сегодня возводятся едва ли не все современные здания), а именно его свойства по удержанию и отдаче тепла. Невзирая на свою прочность и распространенность, для этих материалов теплопотери настолько серьезные, что утепление пенопластом толщина которого 50 мм или меньше – не даст ощутимых результатов. Для утепления таких стен необходимо использовать слой пенопласта для утепления в районе 100 мм.

Как рассчитать толщину утепления пола

Хотя наибольшие потери тепла происходят через стены и крышу, не менее важно правильно рассчитать утепление пола. Если цоколь и фундамент не утеплены, считается, что температура в подполе равна наружной, и толщина утеплителя рассчитывается также, как для наружных стен. Если же некоторое утепление цоколя сделано, его сопротивление вычитают из величины минимально необходимого термосопротивления для региона строительства.

Расчет толщины

Перед покупкой материала требуется не только подобрать его прочность и размеры, но и выполнить расчет необходимой толщины утеплителя для стен или других конструкций. При проектировании здания специалисты выполняют специальный теплотехнический расчет вручную или с помощью программ, поле чего назначают размеры теплоизолятора.

Толщину для частного здания можно подобрать, не делая расчет. Но при этом требуется учитывать климатические особенности местности и условия эксплуатации объекта. В подавляющем большинстве случаев можно порекомендовать следующие размеры:

  • толщина теплоизоляции стен – 100 мм;
  • толщина для чердачного перекрытия – 150 мм;
  • толщина для пола 1 этажа и крыши – 200 мм.

Но в любом случае лучше назначать размеры точно. Вычислить необходимую величину утеплителя можно с применением достаточно простых программ. Например, расчет можно сделать в программе «Теремок». Она имеется в интернете в свободном доступе. Есть две версии: онлайн и приложение для ПК.

Толщина утеплителя в зависимости от конструкции стен

Чтобы выполнить расчет в программе потребуется знать состав ограждающей конструкции и теплопроводности используемых материалов. Некоторые виды есть в базе данных программы, но лучше уточнить теплопроводность у производителя того или иного изделия. Рассчитать теплоизолятор с применением этого приложения достаточно просто.

Как определить оптимальную толщину пенопласта?

Выбрать подходящую толщину пенопласта для утепления дома необходимо на основе следующих факторов:

  1. типа используемого стенового материала;
  2. климатических особенностей конкретного региона.

Для того чтобы рассчитать толщину пенопласта, необходимо воспользоваться следующей формулой:

R=P/K, где R – теплосопротивление; P – толщина утеплителя; K – коэффициент теплопроводности.

Зависимость от региона проживания

Величина теплосопротивления зависит от региона проживания и является табличной величиной, которую необходимо искать в специализированных справочниках. Она зависит также и от типа конструкции и может значительно отличаться для пола, потолка и стен. Для средней полосы проживания величина теплосопротивления для стен составляет 3,5 м 2 ∙К/Вт, для пола – 4,6 м 2 ∙К/Вт, для потолков — 6 м 2 ∙К/Вт.

На теплопроводность влияет плотность пенопласта. Она может изменяться в пределах от 15 до 50 кг/м 3 , а соответствующий коэффициент теплопроводности от 0,042 до 0,033 Вт/м∙К соответственно. Узнать точные данные можно из технических характеристик, которые предоставлены производителем или из маркировки изделий.

Теплозащитная способность стены и сопротивление теплопередаче зависят от теплопроводности каждого строительного материала в толще конструкции, общее сопротивление теплопередаче представляет собой их сумму.

Рассчитать, какая ориентировочная толщина утеплителя нужна для теплоизоляции наружной стены, чердачного перекрытия, плоской кровли, пола можно используя онлайн-калькулятор или самостоятельно — по формуле расчета коэффициента сопротивления теплопередаче:

где R – расчётное сопротивление теплопередаче строительной конструкции (стены, перекрытия, пола, крыши),

δ1, δ2, … δn – толщина, м, 1, 2, … n-ого слоя соответственно. Толщина теплоизоляции обозначается через Х и находится из решения неравенства. Округляется в бóльшую сторону.

λ1, λ2,… λn – коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С), 1, 2, … n-ого слоя соответственно, зависит от типа и плотности материала (смотрите таблицу 2),

αв = 8,7 Вт/(м2 °С) – теплоотдача поверхности конструкции внутри помещения,

αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности:

  • для наружных стен и плоских кровель αн = 23 Вт/(м2 °С),
  • для перекрытия чердака, наружных стен с вентилируемым фасадом αн = 12 Вт/(м2 °С),

Rнорм – нормативная величина сопротивления теплопередаче строительной конструкции:

  • для наружной стены Rнорм = 3,2 (м2 °С)/ Вт,
  • для совмещённого покрытия, перекрытия чердака Rнорм = 6,0 (м2 °С)/ Вт.

По рассчитанной толщине подбирают стандартный размер утеплителя из каталога теплоизоляционных материалов.

Тепла Вашему дому!

Понравилась статья — поделись с друзьями в соц сетях, сделай доброе дело!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector