Какая толщина утеплителя для наружных стен

Утепление по СНиП, или как снизить расходы на отопление

Почему в одном доме на обогрев 100 м² расходуется 1500 кВт электроэнергии в зимний месяц, а в другом 3000 кВт? Отчего это зависит, помимо системы отопления? Можно ли исправить ситуацию и уменьшить расходы на отопление? Конечно, все в Ваших руках! Для этого надо посчитать теплопотери дома и постараться их минимизировать.

Дом в Сочи и дом в Якутске могут тратить энергию за отопление одинаково в отопительный сезон, при условии, что построены по СНиП 23-02-2003 – строительные нормы и правила для каждого региона, разработанные Министерством регионального развития.

Теплопотери дома

Воздух в доме остывает за счет потери тепловой энергии через ограждающие конструкции, вентиляцию и канализацию.

Основные теплопотери 60-80% идут через ограждающие конструкции.

Давайте проверим, а соответствуют ли толщина ограждающих конструкций вашего дома (наружных стен) нормам строительства для проживания в зимний период. И если нет, то узнаем, как это исправить. А для тех, кто только планирует строительство дома – решить вопрос из чего и какой толщины должны быть наружные стены, чтобы дома было тепло и уютно, и при этом за отопление платить гораздо меньше.

Какие цифры нужны, чтобы посчитать теплопотери стены?

Во-первых, это сопротивление теплопередаче наружных стен для жилых домов(Rreg) – насколько хорошо наружные стены «сохраняют» тепло внутри дома. В каждом регионе он свой, зависит от температуры внутри дома, средней температуры снаружи дома, и количества суток отопительного периода.

Ниже приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче наружных стен Rreg для жилых домов для некоторых городов России:

Во-вторых, коэффициент теплопроводности материала стены λ и его толщина — d. Теплопроводность – это способность материала к теплообмену от его теплой части к холодной. У каждого материала она своя, и отличается довольно значительно.

Так, например, утеплитель из минеральной ваты в 20 см равнозначен по теплоизоляции со стеной из кирпичной кладки в 1,5 метра. Также теплопроводность может меняться в зависимости от их влажности у некоторых строительных материалов.

На это стоит обратить внимание, поскольку в сухом состоянии строительные материалы при расчете теплопроводности ограждающих конструкций не используются, а «нормальные А» и «влажные Б» строительные условия могут существенно отличаться, и можно совершить ошибку. «Влажные» — это не только баня и сауна.

Например, у газобетона в сухом состоянии коэффициент теплопроводности отличается от нормальных условий строительства от 0,03 до 0,16 – в зависимости от плотности. Вроде бы цифры мизерные, но толщина стены уже поменяется значительно: от 15 до 50 см!

Приведем коэффициенты теплопроводности популярных строительных материалов, в зависимости от условий эксплуатации в сравнительной таблице, которую можно скачать по ссылке

Соответствует ли толщина стены нормам по СНиП?

Приведем пример для дома в Нижнем Новгороде, построенного из пустотелого кирпича, плотностью 1300 кг/м³ на цементно-известковом растворе толщиной в 2,5 кирпича – 640 см. Нижний Новгород относится к зоне влажности 2 – «Нормальная», влажностной режим в доме – «нормальный», поэтому коэффициент теплопроводности выбираем из столбика «Б».

Вычислим сопротивление теплопередаче внешней стены дома Rо:

d — толщина материала, м

λ — коэффициент теплопроводности материала, условия А или Б.

Рекомендуемое значение Rreg для Нижнего Новгорода – 3,36 м²х°С/Вт., чему совсем не удовлетворяет наш расчет. В таком доме зимой будет холодно, потребуются более мощные отопительные приборы и счета за оплату будут значительно выше, чем у утепленного дома по СНиП.

Проверим тогда, какой должна быть толщина стены, чтобы она удовлетворяла нормам?

d = Rreg * λ

d = 3,36 * 0,58 = 1,95 м

Вот это стена! Но только такая толщина кирпичной кладки позволит Вам иметь теплый дом. Кирпич обладает очень большой теплопроводностью, и чтобы дом хранил тепло намного дольше, приходиться городить такую стены. Понятно, что мало кто решится возводить такое «бомбоубежище».

Значит будем утеплять стены другим материалом, у которых теплопроводность низкая, а соответственно толщина стены будет намного меньше. Материалов для утепления очень много, плюсы и минусы которых — это отдельная история, а сейчас решим утеплить стену каменной ватой.

Какой толщины выбрать слой ваты? Рекомендуемое значение сопротивления теплопередаче в Нижнем Новгороде 3,36, у нас уже есть стена со значением сопротивления – 1,1. Остается «добрать» 2,26.

Из таблицы теплопроводности материалов берем значение коэффициента для каменной ваты, плотностью 25 кг/м³ – 0,045, и вычисляем какой толщины должен быть утеплитель:

d = 2, 26 * 0,045 = 0,10 м

0,1 метра – 10 см – это минимальная толщина утеплителя, которая позволит сделать дом теплым.

Вывод: утепляем стены дома до требуемых норм СНиП, а также не забываем про пол и потолок, т.к. через них также идут большие теплопотери. Чем больше толщина утеплителя, тем меньше теплопотери, тем меньше энергозатрат придется потратить на обогрев помещения.

Не будем Вас утомлять расчетами, а сразу скажем, что каменной ваты на пол и потолок в качестве утеплителя необходимо минимум по 20 см – для Центральной полосы России. Для Севера – 25-30 см. Тогда Ваш дом будет держать тепло очень долго, расходы на отопление будут радовать, а отопительные приборы будете выбирать не из расчета 1 кВт на 10 м², а, например, КОУЗИ 450Вт на 10м². Почему на такую площадь будет достаточно одного «КОУЗИ», читайте в следующих статьях.

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.

Как рассчитать требуемую толщину слоя утеплителя

Сделать вычисления несложно, имея все необходимые входные параметры, формулы и простейший калькулятор. Однако у современных мастеров задача несколько облегчается. Можно воспользоваться онлайн сервисами, которые сделают все вычисления в автоматическом режиме после ввода начальных данных.

Получить значение суммарного показателя теплосопротивления стен, которые имеют некоторое количество слоев, можно путем суммирования этого параметра каждого из них.

Чтобы рассчитать толщину слоя изолирующего материала, следует воспользоваться формулой: Теплосопротивление = толщина / коэффициент передачи тепла.

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.

Калькуляторы расчета толщины утеплителя

Как рассчитать толщину утеплителя, не выполняя сложных вычислений? Подобный расчет можно провести на многих строительных сайтах, достаточно набрать в строке запроса «калькулятор расчета толщины утепления».

Для расчета потребуются данные:

• размер стены;
• материал стены;
• коэффициент теплопроводности выбранного утеплителя;
• отделочные слои;
• город, в котором находится утепляемое здание.

Расчет будет выполнен в считаные секунды.

Расчет толщины пенопласта

Популярность пенопласта определяется дешевизной, низкой теплопроводностью, малым весом и влагостойкостью. Пенопласт почти не пропускает пара, поэтому его нельзя использовать для внутреннего утепления . Он располагается снаружи или в середине стены.

Теплопроводность пенопласта, как и других материалов, зависит от плотности. Например, при плотности 20 кг/м3 коэффициент теплопроводности около 0,035. Поэтому толщина пенопласта 0,05 м обеспечит термосопротивление на уровне 1,5.

Толщина утеплителя при применении полиуретанового напыления

Полиуретановое напыление появилось не так давно, но уже хорошо зарекомендовало себя в сравнении с остальными видами утеплителей. Для его нанесения использую специальное оборудование, с помощью которого на поверхность стен наношу теплоизоляционный слой.

Самое главное, что вспененный полиуретан необходимо изготавливать в домашних условиях, при этом, не нарушая рецептуру. Плотность такого материала варьируется от 10 до 110 кг/м3. Оптимальная плотность для стен – 30-40 кг/м3.

Основное преимущество материала – высокая герметичность покрытия, через которые не будет проступать холод. В процессе напыления заделываются все швы, отверстия и пр. Однако такой утеплитель имеет высокую стоимость.

Для Московского региона толщина утепления каркасного ома для постоянного проживания с использованием пенополиуретана – 80 см.

1 Общая информация

Итак, стены, как мы уже отметили выше, утепляют практически повсеместно. Это настоящая необходимость, особенно для тех, чей дом размещается в климатических зонах с суровыми зимами.

Именно стены являются несущими и ограждающими конструкциями дома. В отличие от перекрытий или кровли, наружные стены соприкасаются с внешним миром по всей своей площади.

И если снаружи температура будет очень низкой, то и поверхность стен быстро охладится. Расчет показывает, что даже самые прочные кирпичные стены невозможно полностью защитить от промерзания, если не применять в работе утеплитель.

Вернее, сделать это можно как и в случае с утеплением ангара с помощью ППУ. Нужно всего лишь построить стены толщиной в 1 метр, да еще и с приличным слоем штукатурки. Но как вы сами понимаете, вариант это не самый дешевый, и лучше им не пользоваться.

Утеплители же, за счет своих показателей теплопроводности, плотности и других подобных характеристик, намного лучше справляются с поставленными задачами.

Расчет показывает, что толщина утеплителя в пределах 10 см более чем достаточна для защиты домов в средней климатической полосе. Если вы живете в очень холодном климате, то чистый слой утеплителя придется рассчитать отдельно.

Тогда не исключено, что на выходе вам придется монтировать плиты, толщина которых будет составлять до 15 см. Но это, опять же, зависит от утеплителя, а также от того, какая у него плотность, какие характеристики лучше и т.д.

Но согласитесь, это все равно лучше и дешевле, чем если бы вы собрались строить метровые кирпичные стены.

От чего зависит толщина

Материал

Пенопласт — один из самых распространенных видов утеплителей.

Расчет толщины утеплителя для стен невозможен без учета многих сопутствующих факторов и условий. Говорить о параметрах какого-то сферического утеплителя в вакууме — некорректно. Существует множество различных материалов, каждый из которых имеет свои характеристики.

Вот список коэффициентов теплопроводности различных теплоизоляционных материалов:

• Стекловата URSA — 0.044 Вт/м×К;
• Каменная (базальтовая) вата Rockwool — 0.039 Вт/м×К;
• Утеплитель пенополистирол (пенопласт) — 0.037 Вт/м×К;
• Эковата — 0.036 Вт/м×К;
• Пенополиуретан (утеплитель ППУ) — 0.03 Вт/м×К;
• Керамзит — 0.17 Вт/м×К;
• Кирпичная кладка — 0.520 Вт/м×К.

Далее следует рассмотреть минимально допустимые параметры толщины для этих утеплителей:

• Стекловата URSA — 189 мм;
• Каменная (базальтовая) вата Rockwool — 167 мм;
• Пенополистирол (пенопласт) — 159 мм;
• Эковата — 150 мм;
• Пеноплиуретан — 120 мм;
• Керамзит — 869 мм;
• Кирпичная кладка — 1460 мм.

Далее при выборе следует учесть такие параметры:

1. Эксплуатационную плотность;
2. Нагрузку на конструкцию стен;
3. Экологическую безопасность и состав;
4. Биологическую стойкость;
5. Химические свойства и взаимодействия;
6. Стойкость к коррозии;
7. Пожарную безопасность;
8. Проницаемость для воздуха и пара;
9. Образование конденсата;
10. Наличие «мостиков холода» и теплопотери, связанные с ними;
11. Гигроскопичность;
12. Влагостойкость.

На фото минеральная вата, она имеет стандартную минимальную толщину, которая удовлетворяет требованиям климата средней полосы

Далее на основе этих данных следует определить еще одну важную величину — сопротивление передаче тепла или просто теплосопротивление. Эта величина равна отношению разности температур по краям материала к величине теплового потока, проходящего через его толщу.

Для расчета сопротивления (R) принята формула:

R = толщина стены/коэффициент теплопроводности стены.

Становится очевидным, что толщина утеплителя зависит не только от свойств материала теплоизолятора, но и от свойств материала, из которого изготовлена стена, ее толщины и отделки.

Уже на этом этапе понятно, что расчет можно вести только для конкретного утеплителя, причем с учетом целой кучи сопутствующих условий и факторов. Например, толщина пенопласта для утепления стен может сильно зависеть от типа монтажа и марки материала, производителя, качества сырья и многих других параметров.

Как правило, утеплители имеют некую стандартную толщину, рекомендованную для основной территории. Для участков с особыми требованиями можно укладывать дополнительные слои.

Совет! Когда речь идет об индивидуальном строительстве, не стоит вдаваться в дебри материаловедения и теплотехники. Достаточно рассмотреть допустимые нормы для вашего региона с запасом, максимальный перерасход будет несущественным, вы ведь не город застраиваете.

Толщина утеплителя для наружных стен должна быть не меньше определенного значения, вычислять ее точно нет смысла по многим причинам:

• Во-первых, вы все равно будете вынуждены делать некоторые предположения, допущения и усреднения, ведь предсказать погоду и точно обозначить движение нагретых масс воздуха вы все равно не в силах;
• Во-вторых, даже получив значение толщины с точностью до микрон, вы все равно не сможете найти в продаже подходящий размер, так как они стандартны и достаточно грубо дискретны, с шагом в несколько десятков миллиметров;
• В-третьих, как говорится, жар костей не ломит, слишком тепло — это не проблема, достаточно открыть форточку, а вот когда холодно приходится тратиться на отопление или терпеть дискомфорт;
• В-четвертых, небольшой запас толщины увеличит общий объем материала не настолько значительно, чтобы об этом серьезно переживать.

Совет! Толщина утеплителя для наружных стен должна быть больше некого минимально допустимого значения. При этом вы можете перестраховаться и сделать больший запас, можете сэкономить и установить максимально приближенную к допустимому минимуму толщину, решать вам.

Климатические условия

Наиболее эффективный и приемлемый способ нанесения эковаты — это напыление.

Следующее важное условие, которое следует принимать во внимание, производя расчет толщины пенопласта для утепления стен, это климатические условия местности, где предполагается его эксплуатация. Это очевидный факт, но о нем все-таки стоит сказать отдельно.

После того, как вы определились с материалом, вам следует выяснить, в каком климатическом поясе он будет использоваться. Производители, как правило, предоставляют информацию о рекомендованных параметрах утеплителя для разных температурных режимов и зон.

Схема расположения климатических поясов России.

Кроме того, эти рекомендации обязательно даются с привязкой к назначению утепления: стена, кровля, перекрытие, фундамент и т.д. Без такой привязки говорить о толщине нет никакого смысла.

Конструкция стены

Утеплитель может располагаться не только с улицы или помещения, но и внутри конструкции стены.

Чтобы понять, насколько бессмысленна универсальная инструкция по расчету толщины того или иного материала, следует напомнить еще об одной важной детали: конструкции стены. Здесь играет роль количество слоев, их состав, очередность, толщины. Как видите, вариантов может быть масса.

Конструкции стен бывают самые разные.

Также важно, где расположен теплоизолятор — снаружи, со стороны помещения или внутри конструкции. Не менее важна гидроизоляция, пароизоляция, наличие сквозняков и движения нагретых масс воздуха, конвекции, излучения в инфракрасном диапазоне и интенсивности ветра в регионе.

Не забываем об отделке, толщине штукатурки, фасадном покрытии и наличии дополнительных изоляторов. Часто используют комбинации теплоизоляционных материалов, такие как пенопласт-пенофол, минеральная вата-пенофол, пенопласт-керамзит, пенобетон-пенопласт и другие. Это все также следует учитывать.

Другие факторы

Дополнительное утепление предъявляет иные требования, чем основное.

При расчете параметров утеплителя учитывают также такие факторы, как назначение и функции утепления.

Например, одно дело, когда вы строите каркасное здание, где пенопласт будет основным барьером для тепла. Здесь следует перестраховаться и подобрать максимальную толщину утепления, ведь от нее будет зависеть сама возможность проживания в доме.

Совсем другое дело, когда вас не устраивает степень комфорта в доме из кирпича или вы хотите сократить расходы на отопление. В этом случае вам целесообразно будет подобрать минимально оправданную толщину материала, ведь цена такого ремонта тоже важна, раз речь об экономии.

Также важную роль играет способ строительства: если вы работаете своими руками, вам важно все контролировать и просчитывать. Если вы нанимаете профессионального исполнителя, ваша задача — грамотно подобрать компанию, ведь ее специалисты в любом случае будут заниматься расчетом всех параметров.

Опять-таки, совсем другие требования предъявляет утепление лоджии или балкона. Эти объекты имеют тонкие стены, с трех сторон обдуваются холодным воздухом, не имеют батарей отопления. Как видите, дьявол кроется в деталях, универсальные правила, чаще всего, не более чем миф.